實驗三生物接觸氧化實驗

1、-. z.生物接觸氧化法處理有機工業(yè)廢水的啟動生物膜的接種、培養(yǎng)與馴化一、實驗目的與實驗原理生物接觸氧化法是以附著在載體俗稱填料上的生物膜為主，凈化有機廢水的一種高效水處理工藝。具有活性污泥法特點的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的優(yōu)點。在可生化條件下，不管應用于工業(yè)廢水還是養(yǎng)殖污水、生活污水的處理，都取得了良好的經濟效益。該工藝因具有高效節(jié)能、占地面積小、耐沖擊負荷、運行管理方便等特點而被廣泛應用于各行各業(yè)的污水處理系統。 生物處理是有機工業(yè)廢水處理的重要環(huán)節(jié)，在這里氨/氮、亞硝酸、硝酸鹽、硫化氰等有害物質都將得到去除，對以后流程中水質的進一步處理將起到關鍵作用。 如果能配合M新型組合式生

2、物填料使用，可加速生物分解過程，具有運行管理簡便、投資省、處理效果高、最大限度地減少占地等優(yōu)點。 1、生物接觸氧化法的反響機理 生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，其特點是在池內設置填料，池底曝氣對污水進展充氧，并使池體內污水處于流動狀態(tài)，以保證污水與污水中的填料充分接觸，防止生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷。 該法中微生物所需氧由鼓風曝氣供應，生物膜生長至一定厚度后，填料壁的微生物會因缺氧而進展厭氧代謝，產生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會造成生物膜的脫落，并促進新生物膜的生長，此時，脫落的生物膜將隨出水流出池外。生物接觸氧化法具有以下特點： 1由于填料比

3、外表積大，池內充氧條件良好，池內單位容積的生物固體量較高，因此，生物接觸氧化池具有較高的容積負荷； 2由于生物接觸氧化池內生物固體量多，水流完全混合，故對水質水量的驟變有較強的適應能力； 3剩余污泥量少，不存在污泥膨脹問題，運行管理簡便。 影響生物膜生長、繁殖、處理廢水效果的環(huán)境因素主要有：1營養(yǎng)物：即水中碳、氮、磷之比應保持100：5：1。2溶解氧：溶解氧控制在2-4mg/L較為適宜。3溫度：任何一種細菌都有一個最適生長溫度，隨溫度上升，細菌生長加速，但有一個最低和最高生長溫度*圍，一般為1045C，適宜溫度為1535C，此*圍內溫度變化對運行影響不大。4酸堿度：一般PH為6.58.5。特殊

4、時, 超過上述規(guī)定值時，應加酸堿調節(jié)。2、生物接觸氧化法處理有機工業(yè)廢水的啟動生物接觸氧化法處理有機工業(yè)廢水系統的啟動包括微生物的接種、培養(yǎng)、馴化三個階段。接種可以引入用于有機廢水降解的微生物；通過培養(yǎng)，可以使得專性的好氧微生物生長、繁殖、占主體地位；通過對微生物的馴化，可以篩選適合該工藝廢水處理及環(huán)境的微生物。因此，微生物處理系統的啟動對于采用生物法處理有機工業(yè)廢水的投入運行有至關重要的作用。1微生物的接種可從學校附近的城市污水處理廠取濃縮污泥，置于生物接觸氧化池中，進展培養(yǎng)。2微生物的培養(yǎng)是利用接種的少量微生物，逐步繁殖的培養(yǎng)過程。生物膜的培養(yǎng)實質就是在一段時間內，通過一定的手段，使處理系

5、統中產生并積累一定量的微生物、使生物膜到達一定厚度。可通過向置有接種污泥的生物接觸氧化池投加營養(yǎng)物葡萄糖、尿素、CaH2PO42等進水體積約為1500L，如何配置營養(yǎng)物？，并曝氣，使微生物生長、繁殖。3微生物的馴化馴化的目的是選擇適應實際水質情況的微生物，淘汰無用的微生物。當生物膜的平均厚度在2mm左右生物膜培養(yǎng)即告成功，直到出水BOD5、SS、CODCr等各項指標到達設計要求。3、實驗目的通過本綜合實驗，可進一步穩(wěn)固有機物廢水微生物法處理的原理、環(huán)境影響因素等，并掌握采用微生物法處理有機廢水的啟動、調試和運行過程。二、實驗儀器1、生物接觸氧化池：一座。尺寸：1501500H材質：有機玻璃2、

6、污水泵提升廢水，一臺。流量：0.5 m3/h。揚程：8 m。功率：0.1 KW。3、氣泵曝氣用：一臺。氣量：0.48 m3/min。壓力：5 m。4、纖維填料組合式：一批。5、廢水調節(jié)池尺寸：400400600 H材質：PVC6、連接各構筑物間的工藝管道、管件、閥門：一批。7、實驗工藝流程圖如下：三、試劑、藥品1、降解有機廢水的微生物：從學校附近的城市污水處理廠取污泥。2、微生物培養(yǎng)階段的營養(yǎng)物葡萄糖、尿素、CaH2PO42等。3、測BOD5的試劑和藥品。4、測CODCr的試劑和藥品。5、便攜式溶解氧DO測定儀。四、實驗步驟1、*未知有機工業(yè)廢水的水質分析。分析指標：pH、水溫、DO、COD、

7、BOD5、BOD5/CODCr、總氮、總磷。根據該有機工業(yè)廢水污染物成分，判斷其可生化性。2、生物接觸氧化處理系統的組裝，計算主要構筑物的工藝參數。3、濃縮污泥接種從學校附近的城市污水處理廠取濃縮污泥，置于生物接觸氧化池中，進展培養(yǎng)。具體做法：將取回的濃縮污泥置于接觸氧化池中，接種污泥體積為生化池有效溶積的10%，加滿清水，然后曝氣2 h，靜置沉淀22 h后，使固著態(tài)微生物接種到填料上。4、微生物的培養(yǎng)將接種后的微生物系統的水放空，每天一次以BOD5：N：P=100：5：1比例投加由營養(yǎng)物葡萄糖、尿素、CaH2PO42等配制而成的有機營養(yǎng)液，營養(yǎng)液的COD以500800 mg/L為宜。然后開場

8、曝氣培養(yǎng)溶解氧平均控制在24 mg/L。連續(xù)曝氣22 h溶解氧控制在2-4mg/L，靜置沉淀2 h后，排放池中的水。再投機營養(yǎng)液、曝氣。每天重復一次。持續(xù)4-8d，可看到填料外表已經生長了薄薄一層黃褐色生物膜。測定指標：1每天測定生物接觸氧化池溶解氧、溫度、PH值23次。2每天測定曝氣池投加的營養(yǎng)液的COD、處理后靜置沉淀后的排放水的COD。5、微生物的馴化經過接種、培養(yǎng)過程后，接觸氧化池的填料上已長滿一層生物膜。通過逐步進水的方式，使生物膜逐漸適應該有機工業(yè)廢水，并篩選出優(yōu)勢菌種。具體做法：進水方式見下表：日期進水配比第1天10%體積工業(yè)廢水90%體積營養(yǎng)液220%體積工業(yè)廢水80%體積營養(yǎng)

9、液330%體積工業(yè)廢水70%體積營養(yǎng)液440%體積工業(yè)廢水60%體積營養(yǎng)液550%體積工業(yè)廢水50%體積營養(yǎng)液660%體積工業(yè)廢水40%體積營養(yǎng)液770%體積工業(yè)廢水30%體積營養(yǎng)液880%體積工業(yè)廢水20%體積營養(yǎng)液990%體積工業(yè)廢水10%體積營養(yǎng)液10100%體積工業(yè)廢水注：100%工業(yè)廢水為含500mg/L的苯酚廢水代替。每天連續(xù)曝氣22 h溶解氧控制在2-4mg/L，靜置沉淀2 h后，排放池中的水。再換水、曝氣、靜沉、排水，每天重復上述操作一次。測定指標：1每天測定生物接觸氧化池溶解氧、溫度、PH值23次。2每天測定曝氣池投加的進水營養(yǎng)液+有機工業(yè)廢水的COD、處理后靜置沉淀后的排放

10、水的COD。另外，在第8天，補測進水、出水的BOD5。3馴化完畢時，生物膜的生物相的鏡像觀察。6、需要記錄的數據1該工業(yè)廢水的水質指標的測定pH、水溫、DO、TOC、CODuv、BOD5、BOD5/CODuv2微生物培養(yǎng)階段4-8天進出水的pH、水溫、DO、COD、TOC。3微生物馴化階段8天進出水的pH、水溫、DO、COD、TOC。4馴化階段最后一天進出水的BOD5。5馴化階段時，每天生物膜的生物相的鏡像觀察。附件1 實驗分組及實驗過程中的分工、值班安排1、實驗分為1個大組，20人。2、每大組分為4個小組，每小組約5個人。4個小組每天輪流值班。3、各大組每天負責值班的小組同學要按照實驗步驟進

11、展系統的操作和調試，控制系統工藝狀況，測定進出水水質，記錄實驗過程中觀察到的現象，微生物生產情況等。4、每組準備一個實驗記錄本，記錄以上數據、水溫、氣溫、天氣，每天值班的同學簽到。附件2：COD的測定方法一：化學需氧量的測定重鉻酸鉀法一、原理在強酸性溶液中，準確參加過量的重鉻酸鉀標準溶液，加熱回流，將水樣中復原性物質(主要是有機物)氧化，過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑，用硫酸亞鐵銨標準溶液回滴，根據所消耗的重鉻酸鉀標準溶液量來計算水樣化學需氧量。二、儀器1、250mL全玻璃回流裝置。2、加熱裝置(電爐)。3、25mL或50mL酸式滴定管、錐形瓶、移液管、容量瓶等。三、試劑1、重鉻酸鉀標準溶液

12、(C1/6K2Cr2O7=0.2500mol/L)；準確稱取預先在120烘干2h的基準或優(yōu)質純重鉻酸鉀12.258g溶于水中，移入1000mL容量瓶，稀釋至標線，搖勻。2、試亞鐵靈指示液：稱取1.485g鄰菲羅啉(C12H8N2H2O)，0.695g硫酸亞鐵(FeSO47H2O)溶于水中，稀釋至100mL,貯于棕色瓶中。3、硫酸亞鐵銨標準溶液c(NH4)2Fe(SO4)26H2O0.1mol/L：稱取39.5g硫酸亞鐵銨溶于水中，邊攪拌邊緩慢參加20mL濃硫酸，冷卻后移入1000mL容量瓶中，加水稀釋至標線，搖勻。臨用前，用重鉻酸鉀標準溶液標定。4、硫酸硫酸銀溶液：稱取5.0g硫酸銀，參加到5

13、00ml濃硫酸中，放置一天, 不時搖動使其溶解備用。5、濃硫酸6、硫酸汞：結晶或粉末。四、標定方法：準確吸取10.00mL重鉻酸鉀標準溶液于250mL錐形瓶中，加水稀釋至110mL左右，緩慢參加30mL濃硫酸，搖勻。冷卻后，參加3滴試亞鐵靈指示液(約0.15mL)，用硫酸亞鐵銨溶液滴定，溶液的顏色由黃色經藍綠色至紅褐色即為終點。C=eqeq/f(0.250010.00,V)(0.250010.00)/V式中：C硫酸亞鐵銨標準溶液的濃度(mol/L)；V硫酸亞鐵銨標準溶液的用量(mL)。五、測定步驟1、取20.00mL混合均勻的水樣或適量水樣稀釋至20.00mL置于250mL磨口的回流錐形瓶中，

14、準確參加10mL 重鉻酸鉀標準溶液及數粒小玻璃珠或沸石，連接磨口回流冷凝管，從冷凝管上口慢慢地參加30mL硫酸-硫酸銀溶液，輕輕搖動錐形瓶使溶液混勻，加熱回流2h(自開場沸騰計時)。對于化學需氧量高的廢水樣，可先根據猜想的廢水濃度，選擇稀釋倍數。稀釋后廢水中濃度在50200mg/L為宜。稀釋時，所取廢水樣量不得少于5mL，如果化學需氧量很高，則廢水樣應屢次稀釋。廢水中氯離子含量超過30mg/L時，應先把0.4g硫酸汞參加回流錐形瓶中，再參加20.00mL廢水或適量廢水稀釋至20.00mL，搖勻。2、冷卻后，用90.00mL水沖洗冷凝管壁，取下錐形瓶。溶液總體積不得少于140mL，否則因酸度太大

15、，滴定終點不明顯。3、溶液再度冷卻后，加3滴試亞鐵靈指示液，用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定，溶液的顏色由黃色經藍綠色至紅褐色即為終點，記錄硫酸亞鐵銨標準溶液的用量。4、測定水樣的同時，取20.00mL重蒸餾水，按同樣操作步驟作空白實驗。記錄滴定空白時硫酸亞鐵銨標準溶液的用量。六、計算CODCr(O2，mg/L)=81000(V0-V1)C/V式中：C硫酸亞鐵銨標準溶液的濃度(mol/L)；V0滴定空白時硫酸亞鐵銨標準溶液用量(mL)；V1滴定水樣時硫酸亞鐵銨標準溶液用量(mL)；V水樣的體積(mL)；8氧1/2O摩爾質量g/mol。七、考前須知1、使用0.4g硫酸汞絡合氯離子的最高量可達40mg，如

16、取用20.00mL水樣，即最高可絡合2000mg/L氯離子濃度的水樣。假設氯離子的濃度較低，也可少加硫酸汞，使保持硫酸汞:氯離子=10:1(W/W)。假設出現少量氯化汞沉淀，并不影響測定。2、水樣取用體積可在10.0050.00mL*圍內，但試劑用量及濃度需按下表進展相應調整，也可得到滿意的結果。水樣取用量和試劑用量表水樣體積(mL)0.25000mol/LK2Cr2O7溶液mLH2SO4-Ag2SO4溶液mLHgSO4(g)(NH4)2Fe(SO4)2(mol/L)滴定前總體積mL10.05.0150.20.0507020.010.0300.40.10014030.015.0450.60.1

17、5021040.020.0600.80.20028050.025.0751.00.2503503、對于化學需氧量小于50mg/L的水樣，應改用0.0250mol/L重鉻酸鉀標準溶液。回滴時用0.01mol/L硫酸亞鐵銨標準溶液。4、水樣加熱回流后，溶液中重鉻酸鉀剩余量應為參加量的1/54/5為宜。5、用鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液檢查試劑的質量和操作技術時，由于每克鄰苯二甲酸氫鉀的理論CODCr為1.176g,所以溶解0.4251g鄰苯二甲酸氫鉀(HOOCC6H4COOK)于重蒸餾水中，轉入1000mL容量瓶，用重蒸餾水稀釋至標線，使之成為500mg/L的CODcr標準溶液。用時新配。6、CODCr的測定結果應保存三位有效數字。7、每次實驗時，應對硫酸亞鐵銨標準滴定溶液進展標定，室溫較高時尤其注意其濃度的變化。 方法二：化學需氧量的測定UV法原理穩(wěn)定水質樣品中的有機質在對紫外光有選擇性吸收，其吸收光譜的最大吸收波長在254nm左右。 用紫外可見分光光度計可測定物質在紫外光區(qū)、可見光區(qū)的吸收光譜，并可定量測定。儀器與試劑1、儀器 紫外可見分光光度計；1cm石英吸收池一套；50ml容量瓶二只；刻度吸管5ml、10ml各一只；滴管一只。 2、試劑 鄰苯二甲酸氫鉀標準儲藏液COD 1000mg/L操作步驟操作步驟1、COD標準溶液吸收曲線的繪制 取鄰苯二甲酸氫鉀標準儲藏液5.00ml，置于10