卡魯塞爾氧化溝實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)
一、設(shè)備簡(jiǎn)介：氧化溝是一種改良的活性污泥法，其曝氣池呈封閉的溝渠形，污水和活性污泥混合液在其中循環(huán)流動(dòng)，因此被稱為氧化溝，又稱環(huán)形曝氣池。目前氧化溝工藝被廣泛應(yīng)用于污水處理中，氧化溝有多種不同的類(lèi)型。
二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>
Carrousel氧化溝是當(dāng)前最有代表性的氧化溝水處理工藝之一。主要流程包括表面曝氣、曝氣沉沙、厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)、污泥沉淀。通過(guò)實(shí)驗(yàn)希望達(dá)到以下目的：
1、了解卡魯塞爾氧化溝的內(nèi)部構(gòu)造和主要組成；
2、掌握卡魯塞爾氧化溝各工序的運(yùn)行操作要點(diǎn)；
3、就某種污水進(jìn)行動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，以確定工藝參數(shù)和處理水的水質(zhì)；
4、研究卡魯塞爾氧化溝生物脫氮除磷的機(jī)理，例如通過(guò)改變曝氣條件、周期或各工序的持續(xù)時(shí)間等，為生物處理創(chuàng)造適宜的環(huán)境，測(cè)定處理效果。
5、掌握運(yùn)用卡魯塞爾氧化溝去除BOD5及生物脫氮的工藝
三、實(shí)驗(yàn)裝置的工作原理：
卡魯塞爾氧化溝的構(gòu)造如圖所示：此系統(tǒng)由三組相同氧化溝組建在一起，作為一個(gè)單元運(yùn)行。三組氧化溝之間相互雙雙連通。每個(gè)池都配有可供污水環(huán)流（混合）與曝氣作用的機(jī)械曝氣器。氧化溝的發(fā)展往往是與其曝氣設(shè)備密切關(guān)聯(lián)的?？斎麪栄趸瘻嫌袃煞N工作方式：一是去除BOD5，二是生物脫氮?？斎麪栄趸瘻系拿摰峭ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)的，曝氣裝置能起到混合器和曝氣器的雙重功能。當(dāng)處于反消化階段時(shí)，曝氣器低速運(yùn)轉(zhuǎn)，僅僅保持池中污泥懸浮，而池內(nèi)處于缺氧狀態(tài)。好氧和缺氧階段完全可由曝氣器轉(zhuǎn)速的改變進(jìn)行控制。
卡魯塞爾氧化溝示意圖
四、實(shí)驗(yàn)流程
1、配水：首先配制一定量的城市污水，并先期將設(shè)備中培養(yǎng)好一定量的活性污泥。為保證水泵及設(shè)備能正常運(yùn)行，處理前先將提取的廢水進(jìn)行一些預(yù)處理，去除一些樹(shù)枝、石子等較大顆粒物。
2、配水完成后，對(duì)進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，確定其運(yùn)行參數(shù)并記錄。廢水經(jīng)水泵進(jìn)入氧化溝系統(tǒng)。表面曝氣機(jī)使混合液中溶解氧DO的濃度增加到大約2～3mg/L。在這種充分摻氧的條件下，微生物得到足夠的溶解氧來(lái)去除BOD；同時(shí)，氨也被氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，此時(shí)，混合液處于有氧狀態(tài)。在曝氣機(jī)下游，水流由曝氣區(qū)的湍流狀態(tài)變成之后的平流狀態(tài)，水流維持在最小流速，保證活性污泥處于懸浮狀態(tài)（平均流速>0.3m/s）。微生物的氧化過(guò)程消耗了水中溶解氧，直到DO值降為零，混合液呈缺氧狀態(tài)。經(jīng)過(guò)缺氧區(qū)的反硝化作用，混合液進(jìn)入有氧區(qū)，完成一次循環(huán)。該系統(tǒng)中，BOD降解是一個(gè)連續(xù)過(guò)程，硝化作用和反硝化作用發(fā)生在同一池中。
3、處理完畢后對(duì)出水進(jìn)行檢測(cè)。確定其處理效果。
五、技術(shù)指標(biāo)
處理水量約：20l/h
污泥齡：8~10d
可實(shí)現(xiàn)程序控制和DO調(diào)節(jié)
溝中水流平均速度為0.3m/s
好氧區(qū)溶解氧DO的濃度約2～3mg/L
總污泥齡為8~10d
設(shè)計(jì)原水水質(zhì)為COD=300mg/L、BOD5=150mg/L、SS=200mg/L、
TKN=30mg/L、TP=4.0mg/L、pH=7～9；
設(shè)計(jì)出水水質(zhì)為COD=25mg/L、BOD5=10mg/L、SS=20mg/L、
NH+4-N≤5.0mg/L、NO3-N≤10.0mg/L、TP≤0.5mg/L。
裝置本體由不銹鋼制成
六、實(shí)驗(yàn)裝置的組成和規(guī)格
裝置由氧化溝、配水池、機(jī)械曝氣系統(tǒng)、導(dǎo)流板、污泥回流系統(tǒng)等組成。
1、不銹鋼攪拌配水箱1個(gè)
2、進(jìn)水泵1臺(tái)
3、進(jìn)水流量計(jì)1個(gè)
4、出水調(diào)節(jié)堰1個(gè)
5、機(jī)械曝氣裝置3套
6、曝氣深度調(diào)節(jié)裝置3套
7、可控硅調(diào)速器3臺(tái)
8、可編程序控制器1套
9、污泥回流泵1臺(tái)
10、污泥回流流量計(jì)1個(gè)
11、電器自動(dòng)儀表控制箱1臺(tái)
12、固定實(shí)驗(yàn)臺(tái)架1套
13、連接管道及閥門(mén)等若干
總體外形尺寸約：2000mm×1000mm×1600mm
七、實(shí)驗(yàn)步驟
1）檢查關(guān)閉以下閥門(mén)
1、Carrousel氧化溝的排空閥門(mén)
3、進(jìn)水箱的排空閥門(mén)
3、進(jìn)水流量計(jì)調(diào)節(jié)閥
4、檢查進(jìn)水泵和機(jī)械攪拌器的電源插頭是否插在相應(yīng)的功能插座上。
5、檢察關(guān)閉插座上方的控制開(kāi)關(guān)（有色點(diǎn)的一端翹起為“關(guān)”狀態(tài)，有色點(diǎn)的一端處于低位為“開(kāi)”狀態(tài)）。
2）活性污泥的培養(yǎng)與馴化
將活性污泥種源1~2升直接倒入膜生物反應(yīng)器中
將每日夠用一次的活性污泥培養(yǎng)液倒入進(jìn)水箱，每日添加。
開(kāi)啟機(jī)械曝氣器，調(diào)節(jié)曝氣強(qiáng)度，曝氣過(guò)程貫穿整個(gè)培養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程不要停止。用DO儀來(lái)測(cè)定并決定曝氣強(qiáng)度的大小。
（4）打開(kāi)進(jìn)水泵的控制開(kāi)關(guān)，進(jìn)水會(huì)自動(dòng)進(jìn)行，調(diào)節(jié)進(jìn)水流量計(jì)的流量至10~20升/小時(shí)左右。
（5）在以上條件基礎(chǔ)上，連續(xù)培養(yǎng)若干天以后，當(dāng)活性污泥體積打倒0~30%時(shí)，活性污泥培養(yǎng)完畢
（6）重點(diǎn)注意：在整個(gè)活性污泥培養(yǎng)過(guò)程中，要不斷地添加活性污泥培養(yǎng)液到進(jìn)水箱中去（每天3~5次），如果晚上不打算加培養(yǎng)液時(shí)，則一定要關(guān)閉進(jìn)水泵，第二天白天再開(kāi)啟這二個(gè)單元，并開(kāi)始添加活性污泥培養(yǎng)液。
3、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
1、首先制定好實(shí)驗(yàn)方案，包括DO濃度、進(jìn)水流量、反應(yīng)時(shí)間、進(jìn)水和出水的檢測(cè)項(xiàng)目和方法等。
2、配水：首先配制一定量的城市污水，并先期將設(shè)備中培養(yǎng)好一定量的活性污泥。為保證水泵及設(shè)備能正常運(yùn)行，處理前先將提取的廢水進(jìn)行一些預(yù)處理，去除一些樹(shù)枝、石子等較大顆粒物。
3、配水完成后，對(duì)進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，確定其運(yùn)行參數(shù)并記錄。廢水經(jīng)水泵進(jìn)入氧化溝系統(tǒng)。表面曝氣機(jī)使混合液中溶解氧DO的濃度增加到大約2～3mg/L。在這種充分摻氧的條件下，微生物得到足夠的溶解氧來(lái)去除BOD；同時(shí)，氨也被氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，此時(shí)，混合液處于有氧狀態(tài)。在曝氣機(jī)下游，水流由曝氣區(qū)的湍流狀態(tài)變成之后的平流狀態(tài)，水流維持在最小流速，保證活性污泥處于懸浮狀態(tài)（平均流速>0.3m/s）。微生物的氧化過(guò)程消耗了水中溶解氧，直到DO值降為零，混合液呈缺氧狀態(tài)。經(jīng)過(guò)缺氧區(qū)的反硝化作用，混合液進(jìn)入有氧區(qū)，完成一次循環(huán)。該系統(tǒng)中，BOD降解是一個(gè)連續(xù)過(guò)程，硝化作用和反硝化作用發(fā)生在同一池中。
4、經(jīng)過(guò)一定的實(shí)驗(yàn)反應(yīng)時(shí)間，取進(jìn)水和出水樣，分別進(jìn)行相應(yīng)的項(xiàng)目檢測(cè)，以判斷是否達(dá)到實(shí)驗(yàn)效果。
4、實(shí)驗(yàn)完畢整理
1、如果您在結(jié)束本實(shí)驗(yàn)后過(guò)幾天還要使用該反應(yīng)器，則可用培養(yǎng)液來(lái)維持反應(yīng)器的活性狀態(tài)。如果您在結(jié)束本實(shí)驗(yàn)后較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不再使用該反應(yīng)器，則開(kāi)啟反應(yīng)器的排空閥門(mén)，將水和污泥一起排出。
2、關(guān)閉進(jìn)水泵和機(jī)械曝氣器的開(kāi)關(guān)，關(guān)閉總電源空氣開(kāi)關(guān)，拔下總電源插頭。
3、打開(kāi)進(jìn)水箱的排空閥門(mén)，放干所有的積水。
4、用自來(lái)水清洗反應(yīng)器和水箱，并放干所有的積水，待下次實(shí)驗(yàn)備用。
八、實(shí)驗(yàn)所需設(shè)備及儀器（由用戶自行購(gòu)買(mǎi)）
溶解氧測(cè)定儀、測(cè)定BOD或COD的儀器和化學(xué)藥品、測(cè)定污泥濃度的儀器和化學(xué)藥品。