一、实验目的
(1)加深对完全混合式活性污泥系统结构及运行特点的认识;
(2)掌握控制活性污泥系统运行参数的方法,进一步理解污泥负荷、污泥龄、溶解氧浓度等控制参数在实际运行中的作用。
二、实验原理
活性污泥法是当前应用最为广泛的污水生物处理技术之一。了解和掌握活性污泥系统特点、运行规律以及实验方法是非常重要的。完全混合式活性污泥系统曝气池内各点处于完全混合状态,水质均匀,需氧速率均衡,污泥负荷相等,微生物组成相近。有效控制运行参数是使完全混合式活性污泥系统正常运行的前提。需要控制的参数有污泥负荷、污水停留时间、曝气池中溶解氧、污泥排放量等。
完全混合式活性污泥法曝气沉淀装置见图4-17。
图4-17 完全混合式活性污泥法曝气沉淀装置
1.污泥负荷(Ns)
污泥负荷是活性污泥生物处理系统设计及运行最重要的一项参数,它表示曝气池内单位质量(kg)的活性污泥在单位时间(d)内能够接受并将其降解到预定程度的有机污染物量(COD)。它是决定有机污染物降解速度、活性污泥增长速度以及溶解氧被利用程度的最重要的因素。它同时也对污泥凝聚、吸附性能产生影响。污泥负荷的计算公式为:
式中:Ns——污泥负荷,kg 2OD/(kg污泥·d);
F——有机物量,kg;
M——微生物量,kg;
Q——污水流量,m3/d;
Sa——原污水中有机污染物(COD)的质量浓度,mg/L;
X——混合液悬浮固体(MLSS)质量浓度,mg/L;
V——曝气池有效容积,m3。
污泥负荷具有很高的工程应用价值,选择适宜的污泥负荷不论从工艺角度还是从经济角度都具有很重要的意义。在本次实验中,污泥负荷Ns应控制在0.1~0.4kg/(kg·d)。
2.污泥龄(θc)
污泥龄是曝气池内活性污泥总量与每日排放污泥量之比,它表示活性污泥在曝气池内的平均停留时间,也称为“生物固体平均停留时间”。污泥龄一般控制在2~10d。计算式为:
式中:θc——污泥龄,d;
V——曝气池有效容积,m3;
X——曝气池内污泥质量浓度,MLSS,kg/m3;
Qw——剩余污泥排放的流量,m3/d;
Xr——剩余污泥的质量浓度,kg/m3;(www.xing528.com)
Q——污水流量,m3/d;
Xe——排放处理水中的悬浮固体质量浓度,kg/m3。
3.溶解氧浓度(DO)
对于好氧生物处理系统,溶解氧浓度会直接影响微生物生理活性和对污染物的降解过程,DO一般控制在1.0~2.5mg/L。
三、实验仪器
(1)完全混合式活性污泥实验装置。
(2)溶解氧测定仪。
(3)COD测定仪。
(4)烘箱。
(5)酸度计或pH试纸。
四、实验步骤
(1)活性污泥的培养和驯化。有条件的情况下最好从已运行的活性污泥池中接种,若没有条件也可以自己培养。
(2)将待处理污水注入水箱,将培养好的活性污泥装入曝气池内,调解污泥回流缝大小和挡板高度。
(3)用容积法调节进水流量,使流量介于0.5~0.7mL/s。
(4)打开空压机,调节好气量(便于有机污染物与活性污泥絮体充分接触),向混合液曝气,观察曝气池中的气、水混合过程,污泥在二沉池中的沉淀过程,以及污泥从二沉池向曝气池回流的情况。注意:若池中混合不好,可以稍微加大曝气量;若二沉池中污泥沉淀不理想,应稍微减小污泥的回流量;若回流污泥不畅,应适当增大回流缝高度。
(5)测定曝气池内的水温、pH、DO及MLSS。
(6)反应器运行一段时间后取进、出水水样,测定其COD值。
(7)测定剩余污泥浓度。
五、实验结果与数据处理
(1)实验数据记录(表4-24)。
表4-24 完全混合式活性污泥处理废水实验记录
(2)计算在实验控制条件下的污泥负荷(Ns)、污泥龄(θc)和有机物去除率。
思考题
(1)活性污泥处理系统控制参数主要有哪些?一般如何控制?
(2)完全混合式活性污泥法有哪些特点?
(3)实验装置中调节挡板的作用是什么?
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