海洋科学毕业论文：SBR工艺处理海水养殖废水的研究.doc

1、 本科毕业论文 （ 20 届） SBR 工艺处理海水养殖废水的研究 所在学院 专业班级 海洋科学 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 目录 摘要 Abstract 引言 .1 1.绪论 .2 1.1 海水养殖废水的主要污染源 . 2 1.1.1 营养物污染 . 2 1.1.2 药物污染 . 2 1.1.3 病原菌污染 . 2 1.1.4 底泥污染 . 2 1.2 海水养殖废水处理现状 . 3 1.2.1 物理处理技术 . 3 1.2.2 化学处理技术 . 3 1.2.3 生化技术 . 3 1.3SBR工艺 . 4 1.4SBR工艺流程 . 4 1.5SBR工艺的实际应用 . 5

2、2.材料与方法 .6 2.1 实验测定方法及原理 . 6 2.1.1 人 工海水的配制 . 6 2.1.2 废水的配制 . 6 2.2 COD的测定方法 . 7 2.2.1 实验试剂 . 7 2.2.2 实验方法 . 7 2.3 NH4+-N的测定方法 . 7 2.3.1 实验试剂 . 7 2.3.2 实验步骤 . 7 2.3.4 预处理 . 8 2.3.5 测定 . 8 2.3.6 校准 . 8 2.3.7计算方法 . 8 2.4 磷的测定方法 . 9 2.4.1 实验原理 . 9 2.4.2 实验试剂： . 9 2.4.3 实验步骤 . 9 2.4.5 测定 . 10 2.4.6 计算方法

3、 . 10 3.实验结果与分析 . 11 3.1 测量海水养殖废水中 COD 的实验结果 . 11 3.1.1COD 的标准曲线 . 11 3.1.2 海水养殖废水 COD的测定结果 . 11 3.2 测量海水养殖废水中 NH4+-N 的实验结果 . 13 3.2.1 NH4+-N的标准曲线 . 13 3.2.2 海水养殖废水中 NH4+-N的测定结果 . 14 3.3 测量海水养殖废水中 P 的实验结果 . 16 3.3.1 P 的标准曲线 . 16 3.3.2 海水养殖废水中 P 的测定结果 . 16 4.小结 .19 参考文献 .20 附译文 . 错误 !未定义书签。 致谢 . 错误 !

4、未定义书签。 摘要 近年来海水养殖业得到迅猛发展，沿海育苗场及养殖场废水排放量与日俱增，当前海水养殖废水的排放量已超过陆源污水，是导致海洋环境不断恶化的重要原因之一。为了保护海洋环境，减少疾病传播，海水集约化养殖废水经处理后方能排放入海已成为海水养殖业发展 的必然趋势。实验拟通过采用 SBR 应器对海水养殖废水生物处理系统的微生物种群结构 、 海水盐度对 COD、 NH4+-N 去除效果的影响、活性污泥系统耐海水盐度冲击的能力，对海水利用废水生物处理进行深入而系统的研究，以期解决海水利用的关键技术。本实验主要研究 SBR 工艺对海水养殖废水中 COD, NH4+-N，P 的去除效果。 实验结果

5、表明，在海水养殖废水中，污泥的驯化是关键的一步，经实验后结果显示， COD 由进水的 93.3 mg/L 经处理后出水为 8.7 mg/L，去除率达到了90.68%； NH4+-N 由进水的 19.5 mg/L ，经处理后出水为 2.6 mg/L，去除率达到了86.67%； P 由进水的 8.7mg/L，经处理后出水为 1.0 mg/L，去除率达到了 88.50%。结果表明，使用 SBR 工艺能有效的处理海水养殖废水，减少海洋污染，保护海洋环境。 关键词 活性污泥； SBR 工艺； NH4+-N； COD；去除率 Abstract In recent years Marine aquacult

6、ure has developed rapidly.Hatcheries and farms in the coastal wastewater discharge are daily on the increase.the current increasing wastewater seawater aquaculture effluent has exceeded the emissions land-origin sewage,which mainly lead to the the Marine environment worsening.In order to protect the

7、 marine environment ,reduce the spread of disease,Seawater intensive farming wastewater treatment by processing rear can discharged into the sea has become an inevitable trend in the development of Marine aquaculture.Experimental plans through in SBR should implement on mariculture wastewater treatm

8、ent system structure, salinity microbial populations of COD, NH4+ - N remove effect, activated sludge system impact salinity resistance to the ability, biological treatment of wastewater on water use for in-depth and systematic research , in order to solve the key technology of seawater desalination

9、. The experimental research in marine aquaculture wastewater by SBR process COD, removal of NH4+-N,P.Experimental results show that the mariculture wastewater, sewage sludge domestication is the key step, after the experiment results show that, after the 93.3 mg/L by water COD water the processed fo

10、r 8.7 mg/L, removal rate reached 90.68%; NH4+ - Nby the 19.5 mg/L water - the processed, water 2.6 mg/L, for the removal rate reached 86.67%; P 8.7 mg/ L by water of the processed, water 1.0 mg/L, for 88.50% removal achieved.Results show that, using the SBR process can handle the ariculture wastewat

11、er effectively ,at the same time reduce Marine pollution. Key wordsActivated sludge; SBR process; NH4+-N; COD; Removal rate 引言 自改革开放以来，随着我国经济的不断发展，人们对与蛋白质的需求不断增大，而鱼类等海产品则是蛋白质的重要来源。据推测，人类对鱼类的消费量在今后的十几年内将增加 5 0 。为了满足人们对水产品的需求，我国的海水养殖业得到了迅猛的发展，养殖产量已连续多年位居世界首位。并且我国是首个养殖业超过捕捞业的国家，随着海水养殖技术水平的进一步提高和市场需求的不断

12、扩大，海水养殖业模式已趋向与集约化、高密度、高产出的养殖模式。与此同时，海水养殖带来的 环境污染问题也不容忽视，一方面养殖污染物的排放、沉积可引起水体富营养化，严重时导致养殖生态系统失衡、紊乱乃至系统的完全崩溃，另一方面养殖环境内的污染也制约着海水养殖业的发展。因此对与海水养殖废水的处理，减少海洋污染是当前最主要的问题，解决养殖废水的循环再利用问题将极大的促进我国养殖业的发展 1。 活性污泥处理 活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。 指的 是连续向废水中通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群 落 ， 对有机物 具有很强的

13、吸附与氧化 能力。 活性污泥法是污水处理领域应用最为广泛的生物处理技术。它能有效地处理生活污水、城市污水和有机性工业废水目前对于传统的活性污泥技术在工艺方面不断改进，已能够作为脱氮 、除磷的三级处理技术 。 SBR 即序批式活性污泥法，是这类活性污泥处理革新工艺中的颇有前途的一种新工艺。早在 1914年英国学者 Ardem 和 Locket 发明活性污泥法时，采用的就是这种处理系统。 SBR 的自动控制系统主要是以时间为基本控制参数，使工艺系统正常运转。而由于当时的条件落后， SBR 工艺的要求极高一直没有加以推广。 近年来，计算机和自动控制 技术的飞速发展， 根本上 解决了活性污泥法开发初期

14、间歇 性 操作中的复杂问题，该工艺的优势得到了充分的发挥 。而监控技术的自动化程度以及污水处理厂自动化管理要求的提高，又为间歇式活性污泥法的再度深入研究和应用，提供了极为有利的先决条件。 SBR 工艺具有（ 1）流程简单、基建及运行费用低。（ 2）工艺操作灵活多样。（ 3）耐冲击负荷，有机物去除率高。（ 4）污泥活性强、浓度高。（ 5）能有效防止污泥膨胀。（ 6）沉淀效果好等特点 2-3。因此 SBR 工艺将受到更多的重视。 为减少海水养殖废水对海洋环境的破坏，本实验采用 SBR 工 艺对海水养殖废水进行处理，研究 SBR 工艺对海水养殖废水中主要污染物 COD, NH4+-N,P 的 去除效

15、果。2 1.绪论 1.1 海水养殖废水的主要污染源 海水养殖对生态环境的影响，一般从两个方面进行分析。一方面，海水养殖废水的排放破坏了近岸海域的生态环境；另一方面，海水养殖造成了养殖水体自身生态环境的污染。它对养殖水体的污染主要包括营养物的污染、药物的使用污染以及底泥的富集污染三种。海水养殖废水对近岸生态环境的影响，主要是指对近岸海洋生物群落结构的影响。 1.1.1 营养物污染 营养物污染一般包括两方面，一是养殖动物饲料中所含的 N、 P 以及悬浮物和有机物中营养物质成为水体富营养化的污染源，从而造成对近海海域的污染；二是养殖动物新陈代谢的产物形成的自身污染。 1.1.2 药物污染 在工厂化育

16、苗和养殖过程中，为了预防和治疗疾病，常使用多种化学药物，或用于水体消毒或用于病害防治，这些药物使用后多有残留。另外，大量频繁的使用化学药物，可杀灭水体中的有益菌，致使养殖池内微生态失衡，从而造成短期或长期的水环境恶化。化学药物大量使用的结果，导致养殖废水中生物耗氧量（ BOD）指标高。 1.1.3 病原菌污染 在高密度集约化养殖条件下，一方面，由于不能科学合理地用药，致使水 体中的病原菌产生抗药性；另一方面，由于盲目的追求高产出、高效益，导致动物体体质下降，水质富营养化，从而使养殖废水中存在过量的致病菌，其数量往往比正常海水高出 12 个数量级。 1.1.4 底泥污染 工厂化育苗及养殖中，育苗

17、池或养殖池的池底经常沉积一层底泥。一方面，沉积的底泥，由于生物膜的存在，极度 缺氧，极易被分解，产生大量的有害气体；另一方面，沉积的底泥中具有丰富的营养元素，在一定的条件下会再释放出营养元素到养殖水体中，造成水体富营养化。所以，底泥也是养殖废水的主要污染源。 3 1.2 海水养殖废水处理现状 1.2.1 物理处理技术 海 水养殖废水处理应用较多的是物理处理技术，如沉淀、过滤和泡沫分离等技术，这些物理处理设施具有造价和运行费用低等优点，但是采用这些方法只能去除水体中的悬浮物，而溶解性污染物不能去除，特别是对鱼类等养殖对象有强毒性的氨氮也不能去除 。 1.2.2 化学处理技术 在化学处理技术中，海

18、水集约化养殖废水处理较多应用氧化技术，而臭氧具有强氧化性，经过处理后水中溶解氧含量高，能快速分解水体中还原性无机质和有机质，杀灭水体中的病毒 、细菌，没有二次污染等优点，特别适合海水养殖废水中污染物特点和处理后的水质要求。而臭氧氧化技术的不足之处在 于处理成本较高，而且残留的臭氧对养殖的对象具有一定的毒性作用。 2000 年 Di mitri等人研究了用聚氯丙烯胺多聚水凝胶去除水产养殖废水中的 NO3-、NO2-、 PO43- 等营养盐的方法，得到了很高的去除效率。多聚体水凝胶具有三维的多聚网络结构，能吸附、去除海水养殖废水中的 NO3- NO2-、 PO43-等离子。实验表明，在3h 内能够

19、去除废水中 98%的 PO43- P， 50 %NO3- N 以及 85 %NO2- N，并且该凝胶还可再生，其再生方法是在释放营养盐离子后用 1 mol / L 的 NaOH 溶液清 洗 6。 1.2.3 生化技术 生物化学处理指的是利用微生物的吸收、代谢等作用，达到降解水体中有机物和营养物质的目的，主要去除水体中的溶解态污染物。生化技术的优点是投资少，不容易产生二次污染。海水养殖废水中主要成分为脂肪、蛋白质、碳水化合物等，其粒径小于 2 10- 4 m，因此特别适用生化处理。生化处理主要有生物接触氧化法、生物流化床、生物转盘和氧化塘等方法。传统生化法的生化菌种主要来源于自然或人工环境中的混

20、合菌种，虽然经过驯化，但是由于海水中硝化菌群贫乏，异氧菌大多为贫营养菌，使得总体代谢选择性和有效微生物比例较低 ，系统的单位体积处理负荷不高。在生物处理过程中，在硝化细菌作用下氨氮被转化为硝态氮，后者被反硝化细菌进一步转化为游离氮气。经过研究，海水中硝化菌群十分贫乏，因此提高硝化细菌的浓度对生物脱氮十分重要。 4 1.3 SBR 工艺 SBR 是序列间歇式活性污泥法（ Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，又称序批式活性污泥法 、间歇式活性污泥法 ，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。 SBR 工艺 与传统污水

21、处理工艺 的不同之处在于 ， 其 采用时间分割的操作方式代替 空间分割的操作方式，静置理想沉淀 代替 传统的动态沉淀，非稳定生化反应代替稳态生化反应。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作， SBR 技术没有 污泥回流系统 ，其 核心是 SBR 反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池。 1.4 SBR 工艺流程 序批式活性污泥法的主要反应器，即曝气池的运行操作是由流入 、反应 、沉淀、排放和闲置五个工序组成。污水在反应器中按序列 、间歇地进入每个反应工序，每个反应器的运行操作在时间上也是按次序排列间歇运行的。 下图为 SBR 工艺流程图： 图 1.1 SBR 工艺流程图 Fig 1.1 The SBR process flow diagram SBR 最基本的特点是处理工序是间歇、周期性的，整个运行过程分成进水期、反应期、沉降期、排水期和闲置期五个运行期，各个运行期在时间上按序排列，称为一个运行周期。