实验室规模SBR研究生活污水外文翻译资料

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实验室规模SBR研究生活污水

P. Santhosh and D. Revathi

Received 20 March 2014, Accepted 222 May 2014

摘要 如今，大量的家庭和工业废物正在向地表或地下水排放，这对人类构成了巨大的威胁。因此，需要处理任何类型的废水以产生高质量的废水。在这方面，选择有效的治疗系统非常重要。顺序间歇式反应器（SBR）在废水处理中具有特殊的地位，这是活性污泥工艺的改进版本。SBR以真正的分批模式运行，具有均衡，曝气和污泥沉降，所有这些都发生在同一个罐中。反应器中有机负荷的去除主要取决于反应阶段的持续时间，因此确定反应阶段的最佳持续时间至关重要。在本研究中，尝试优化SBR中反应阶段的持续时间以处理生活废水，并研究COD，BOD和SS的去除效率。为了优化SBR中反应阶段的持续时间，制造100升容量的实验室规模模型并且对于各种反应阶段操作100个循环。计算了不同反应时间BOD，COD和SS的去除率，并绘制了BOD，COD和SS反应百分比去除效率图，并将结果用于确定有效处理国内注水器的最佳反应时间。使用SBR具有高去除效率。

关键词 SBR，曝气，泥龄，生活污水，F/M比例

Studies on Laboratory Scale Sequential Batch Reactor for Treatment of Domestic Wastewater

Abstract

Nowadays, huge amount of domestic and industrial waste is being discharge to the surface or groundwater which poses a great threat to the mankind. Hence, treatment of any kind of wastewater to produce effluent with good quality is necessary. In this regard, choosing an effective treatment system is much important. Sequential Batch Reactor (SBR) hdds a special place in the wastewater treatment which is a modified version of activated sludge process. An SBR operates in a true batch mode with equalization, aeration and sludge settling, all occurring in the same tank. The removal of organic load in the reactor mainly depends on the duration of reaction phase, so it is essential to determine the optimum duration of reaction phase. In the present study, an attempt was made to optimize the duration of the reaction phase in SBR for the treatment of domestic wastewater and removal efficiency of COD, BOD and SS were studied. To optimize the duration of reaction phase in SBR, a 100-litre capacity laboratory scale model was fabricated and operated for 100 cycles for various reaction phases. The percentage removal efficiency of BOD, COD and SS for various reaction periods was calculated and the graph between reaction percentage removal efficiency of BOD, COD and SS were drawn, the results were utilized to determine the optimum reaction period for effective treatment of domestic wastenater with high removal efficiency using SBR.

Keywords SBR， Aeration, Sludge, Domestic Wastewater,F/M radio

1.介绍

无论是经过处理还是未经处理的家庭和工业废水，通常都会被排放到附近的天然水道中。废水中存在的有机物质分解并产生难闻的气味。存在于废水中的这些可分解的有机物质在被氧化时也消耗来自流的溶解氧，从而杀死水生生物。除此之外，废水还可能污染病原微生物。它还含有对家庭有害的有毒化合物。由于这些原因，即使生活污水是99％的水，也需要进行处理和妥善处理，以避免环境污染。

顺序间歇式反应器（SBR）是用于去除有机碳和营养素的所提出的活性污泥改性中最有希望和可行的。由于其操作的简单性和灵活性，它已经变得越来越流行于家庭和工业废水的生物处理。它们特别适用于以低流速和/或间歇流动条件为特征的废水处理应用。最常见的（充气）SBR是用于废水处理的填充 - 抽吸活性污泥系统。均衡，通气和澄清都可以在单批反应器中进行。该设备还用于工业和家庭废水的厌氧（非充气）消化。确定进水特性和出水要求，现场特定参数如温度，关键设计参数如养分与生物量比，处理周期持续时间，悬浮固体和水力停留时间均为建立SBR的操作顺序势在必行。它允许计算每天的循环次数，盆地数量（批次），倾析量，反应器尺寸和时间。序批式反应器是活性污泥法的改进，已成功用于处理家庭和工业废水。主要优点是操作简便，成本低，处理水力波动，无需沉淀池和污泥回收以及有机负荷，去除效率没有任何显着变化。SBR工艺以一系列定时步骤运行，反应和沉降可以在同一个罐中进行，无需最终澄清器。本研究的目的是通过改变COD，BOD和SS来处理SBR中的生活污水，以适应不同的反应时间（Durai 等人. 2011年）。

材料和方法

废水特征：从Kongu污水收集罐收集生活污水样本。制造具有100升容量的SBR的实验室规模模型，并用于研究生活废水处理的性能。分析了pH，BOD，COD，总固体，挥发分和悬浮物以及碱度等废水特性，结果见表1。

SBR的操作程序：SBR的操作包括五个步骤：填充，反应（曝气），沉降（沉降/澄清），抽取（倾析）和空转。将三（3.5）升10LL适应环境的生物污泥接种在SBR系统中，并在2小时内加入生活废水（最终体积为20升）（填充步骤）。在生活污水的喂养过程中，系统必须充分通风。然后继续通气另外19小时（反应步骤：通气）。然后关闭曝气3小时（沉降步骤：沉降/澄清）。在生物污泥完全沉降后，在0.5小时内除去上清液（拉伸步骤：倾析），并且系统必须保持在厌氧条件下（空转步骤）0.5小时。之后，将新鲜的生活废水填充到反应器中至最终体积为20升，并重复上述操作程序。为了除去过量的生物污泥以控制反应器的稳定生物污泥浓度，在空转步骤期间从反应器底部浪费过量的生物污泥。

细菌接种：将反应器充满淡水并充气一天。将5kg新鲜牛粪与水混合以形成浆液。使浆液中的固体沉降。沉降5分钟后，将富含异养细菌培养物的上清液转移到曝气池中。将牛粪和生活废水加入反应器中20天，以开始微生物培养和营养添加。每天向反应器中加入5升细菌种子和25g尿素（用于添加营养目的）并充气10天。最初将10％的生活污水加入反应器中，然后逐渐增加进料速率

细菌培养的适应。每天检查COD，pH和MLSS等参数。20天后，观察到设计的35mg / L的MLSS在反应器中适应（Rajesh babu等人，2009年）。

微生物培养的适应性：适应环境是微生物培养物习惯于特定废水处理厂（曝气池）中存在的条件所需的时间，并且将基质生物降解为无害的最终产品，即，水和二氧化碳。适应环境所需的时间主要取决于BOD和COD值，DO，pH，温度，微量元素等因素。添加的细菌种子应该是底物特异性的，因为它应该能够降解特定的有机物。

废物流中存在的物质。对于易于降解的废物（如污水/生活垃圾），适应时间可低至一周，对于复杂的废物，可高达八周（Shiva Prasad等人，2011年）。影响SBR过程的因素：SBR过程的有效和高效运行取决于稳态条件。SBR性能的主要因素包括有机负荷率，HRT，SRT，DO和进水特性，如COD，固体含量和C / N比。根据这些参数的控制，SBR可以设计成具有诸如碳氧化，硝化，脱氮和除磷的功能。SBR被认为是适合小社区废水处理的系统。

表l：生活污水的影响特征

溶解氧：它是在序批式反应器过程中维持好氧环境的主要标准。转移到曝气池中的氧气量理论上等于微生物氧化有机物质并保持剩余DO操作水平所需的量。曝气池中的DO水平取决于以下因素：（l）进入废水的有机负荷/强度，（2）曝气池中的MLSS浓度，（3）曝气装置（扩散器）的氧化能力，（4）平均电池停留时间，即曝气池中废水的停留时间，（5）活性污泥的量。DO水平的降低导致丝状生物的增加，导致称为“污泥膨胀”的现象，而过度曝气（DO水平的增

加）可能导致曝气池表面上的非丝状发泡. .在曝气池的所有区域，DO水平应保持在1.5至4.0 mg / L的范围内，平均值约为2 mg / L.罐中的溶解氧有助于检测厌氧条件，过度湍流，并且SVI值降低丝状生长。DO水平的增加是用于校正污水流中的漂浮污泥，过量的针叶和浊度的措施。

曝气池:如果由于向曝气池的过量负荷而不能发生所需的BOD水平降低，则可以通过操作控制阀来控制废水的流速来纠正它。这将导致曝气单元中的流出物的滞留时间增加，以促进更好的BOD去除。

微生物：曝气池中废水/污水的显微镜检查显示系统中存在各种微生物。密切监测这些不同微生物群的数量有助于控制该过程，从而提供最佳的整体性能。丝状形式（线状形式），变形虫和轮虫的馅饼优势表明

健康，故障系统，引起各种操作问题，如污泥膨胀，氧气水平降低，漂浮污泥，针絮等。另一方面，更多的自由游泳和附加的原生动物称为纤毛虫（絮凝物形成）是一个迹象

一个健康和良好运作的过程。向污泥中加入化学计量的氯和过氧化氢是可以减少丝状形式的方法。增加污泥龄，增加氮和磷等养分，增加空气供应速度是减少丝状形式的其他纠正措施。

食物与微生物的比率（F / M比率）：F / M比率被认为是植物有效运作的必要条件，表示为每天进入曝气池的F / M = BOD / MLSS或MLVSS的数量坦克。该比率有助于检测DO耗尽和曝气池中丝状膨胀的可能性。

污泥浪费：必须浪费每天产生的过量活性污泥以维持给定的F / M比或平均细胞停留时间（MCRT）。这种多余的污泥被废污泥处理泵浪费到污泥干燥床中。要浪费的污泥量取决于（1）流入物流的流速和流量，（2）SBR中的MLSS水平，和（3）污泥龄。

氧摄取水平：序批式反应器过程中的微生物在消耗食物物质时使用氧气。他们使用氧气的速度可以作为生物活动的量度。高氧摄取率（OUR）表明高水平的生物活性，反之亦然。通过取DO饱和的“混合液”样品并在DO探针的帮助下测量DO随时间的减少来获得OUR的值。结果以mg / 02/1，min / hr报告。

混合液悬浮固体（MLSS）：MLSS是混合液中存在的固体颗粒物的量，即活性污泥和原废水的混合物。MLSS用作设计和控制曝气系统操作的重要参数。在这方面要考虑的两个因素是曝气池中的MLSS浓度和混合液的沉降能力。维持MLSS水平对于进入流出物流的最佳处理非常重要。如果MLSS浓度降低，应减少污泥消耗，以增加浓度

在曝气单元中的NLSS。相反，如果MLSS浓度增加，则污泥的消耗也会增加，以恢复罐中MLSS的平衡。

污泥体积指数（SVI）：污泥体积指数是污泥沉降体积百分比与MLSS重量百分比（克）之比。它是活性污泥沉降能力的量度，表示污泥的浓度和物理状态。SVI范围为80至150表明污泥的正确沉降以及植物的健康运行。当SVI大于150时，表明污泥沉降不合适，值为200时，污泥膨胀问题就开始了。控制SVI值的方法是通过控制曝气池中M

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