7K质控制实验技术指南

7K质控制实验技术指南 （供环境工程专业研究生使用） 环境科学与工程学院编 2006年9月 冃|J R 水质控制实验技术（水处理实验技术）是环境工程和给水排水两个专业最 重要的专业实验课。传统的实验内容较落后，实验手段很不完善，难以适应研 究生课程教学的要求。为此，在总结原有实验教学工作的基础上，参考国内外 当今水处理实验技术的最新手段和科研工作经验，我们与兄弟院校合作研制了 部分既适于科研和教学，同时又是国内外广泛釆用的处理方法所涉及的实验装 置，用这些新的实验装置并开出相应的实验内容，其目的是提高专业课实验教 学的质量，从而藉以提高学生的科研能力。 多年来，在实验教学中，存在着方式呆板、内容陈旧、实验手段不够完善 等问题，传统实验教学只是停留在验证理论的某一环节，或单项地对理论课中 的某一内容进行实验操作。这种作法是不利于培养学生的动手能力和进行科学 研究工作的技能。 根据近年来教学实验的探索和实践，我们感到专业实验课程必须改革，以 适应教学改革的要求，应当逐步摆脱传统的单项环节的实验内容，使学生完整 而系统地掌握几项工艺的实验技能，自行动手操作并对实验参数进行归纳、计 算和作出结论。我们以为，培养既有理论知识，又有专业技能的学生，要求我 们不断更新观念，改革陈旧的教学方法，特别是改变以教师为中心而忽视学生 的主体作用，以及只注重知识传授而忽视培养学生实践能力这两种倾向。因此, 在专业课的教学实验中我们力求改变传统的方式，利用设计研制的教学实验装 置对专业实验课的内容进行调整与充实。 随着科技的迅速发展，不少水处理工艺既可用于水处理，又可用于给水处 理，而水源水的污染日趋严重以及由于缺水而普遍采取的废水深度处理，导致 给水处理与废水处理之间的界限难于区分。因此我们试图将原先“给水处理”、 “污水处理”、“工业给水处理”、“工业废水处理”中的内容重新整合后安排实 验项目。在研究生专业实验课程中，筛选出在给水处理、污水处理、工业给水 处理、工业废水处理等水质控制领域中具有代表性的实验内容，同时将实验分 解为演示型实验、验证型实验和研究型实验，以实现实验课程系统化和实用化 的统一，同时满足教育部关于减少专业课教学学时的要求。 真诚地欢迎同学们给予批评指正。 编者于2006年9月 一.研究型实验 1完全混合活性污泥法处理模拟有机废水（实验1） 1.1完全混合式活性污泥法实验装置 活性污泥法是污水处理的最主要的方法之一，从国内外的污水处理领域的 现状来看，几乎所有的城市污水和50有机性的工业废水都采用活性污泥法来 处理。因此，了解和掌握活性污泥法处理系统的运行规律以及实验方法对培养 市政工程和环境工程的工程技术人员来说是很重要的。但由于活性污泥法实验 设备及操作过程比较复杂，多年来这方面的教学实验一直没有开出。为此，我 们研制了 一套完全混合式活性污泥法实验设备。 这套实验设备由原水箱、合建式曝气池和出水箱、空压机、流量计、扩散 器与检测仪表等构成。通过完全混合式活性污泥处理系统的运行，可直观地观 察活性污泥形成和成熟的过程以及对实验设备的调试和操作。从而培养学生对 污水处理进行模拟实验和运行控制的基本技能。在污水处理的课堂教学中活性 污泥法几乎占用1 / 3的教学时数，可见加强这部分内容教学实验的重要性。 通过完全混合式活性污泥处理系统的运行并系统地观察活性污泥形成和成 熟的过程，利用这套实验装置可以系统地对进出水的各项指标如pH值，水温, 气水比，污泥沉降比，污泥浓度，污泥指数，溶解氧浓度，进出水COD, BOD 进行测定和生物相的观察。加深对该处理系统的特点和运行规律的认识，通过 对实验装置的调试和操作培养学生对污水处理构筑物模拟实验的基本技能，同 时了解和掌握活性污泥处理系统的控制方法，进一步理解BOD污泥负荷、污 泥龄、混合液污泥浓度、溶解氧浓度等控制参数及在实际运行中的作用和意义。 1.2模拟试验装置示意图及简要技术说明 流程图如图1所示。 图1完全混合式活性污泥法实验设备 1.完全混合式曝气沉淀池2O原水箱3o出水池4O空压机5。流量计 配水系统配水箱192L,原水泵Q410n/h,高位水箱84L。 曝气系统气体流量计Q0.1-1.0m3/h, HRT3h,气水比20 1,曝气池容积 13L,曝气头 Q30-2001/ho 二沉池系统二沉池容积1L。 污泥回流系统污泥回流比R100-400 o 排泥系统每日排泥量Qw10 （曝气池污泥的总量），污泥龄10d 1.3系统选型 ⑴曝气池 曝气池为合建式，曝气池与沉淀池之间有回流挡板，靠挡板来控制 污泥回流比。曝气池由有机玻璃焊制而成。池的正上方有进水阀（与高位水箱 一体），池的正下端有污泥排放阀，可及时排放剩余污泥；在二沉池的顶部有集 水口，二沉池的下部是锥体以便于污泥回流。回流挡板上有穿孔，曝气池的出 水由此进入二沉池，使得进水稳定，避免对二沉池沉降平衡的破坏，使得泥水 分离效果好，出水水质好。 ⑵曝气头 釆用砂芯曝气头，其曝气气流稳定且气泡小，氧的利用率高，能够 满足微生物所需的氧气，而且它的搅拌性能也很好，使得泥水充分混合。 1 4系统特点 本氟系统可进行完全混合式活性污泥法处理有机废水的定性和定量实验，亦 可原位进行污泥的培养与驯化，可改变污泥回流比，HRT, 0, Ns等参数进行 比较实验，实验系统具有以下特点 ⑴池液里各部分微生物的种类和数量基本相同，生活环境也基本相同，可以通 过改变F/M值，使其工作点处于污泥增长曲线上所期望的某一点（通常是曝气 池的工况控制在最佳条件），使活性污泥的净化功能得以良好发挥，从而可以获 得所期望的出水水质。 ⑵在处理效果相同的条件下，其有机负荷较推流式曝气池高。 ⑶能够不经稀释处理高浓度有机废水，仅随浓度的高低程度在一定污泥负荷范 围内适当延长曝气时间即可。 ⑷进入曝气池的污水能够得到稀释，使波动的进水水质得到均化，因此进水水 质的变化对活性污泥影响将降低到很小的程度；能够较好的承受冲击负荷，适 应工业废水的处理要求。 ⑸曝气池内混合液的需氧速度均衡，动力消耗低于推流式曝气池。 ⑹合建式曝气池，曝气池和沉淀池合建于一个池子，结构紧凑。 ⑺整个曝气池氧利用速度一定，其中氧气可得到有效溶解和利用。 2生物接触氧化法处理模拟有机废水（实验2） 1.1生物接触氧化反应池 生物接触氧化法始于廿世纪70年代，近年来，该法在欧美得到了迅速的推 广和应用，我国从70年代开始引进生物接触氧化水处理技术并在近十余年来得 到了迅速的发展。目前，其应用领域已从生活污水和城市废水扩展到石油化工、 农药、印染、纺织、轻工造纸、食品加工和发酵酿造等工业废水处理，并取得 了良好的处理效果。 生物接触氧化处理技术的实质是在池内充填填料，已经充氧的污水浸没全 部填料，并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛 接触，在生物膜上微生物的新陈代谢功能的作用下，污水得到净化，因此，它 被称为“淹没式生物滤池”。此外，生物接触氧化釆用与曝气池相同的曝气方法, 向微生物提供其所需要的