水污染控制工程综合实验.docx
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水污染控制工程综合实验
水污染控制工程综合实验
学院：
资源与环境学院
专业：
环境工程
班级:
环境092班
姓名：
李萌
学号：
200903040207
活性污泥的培养驯化及其生物降解能力的测定
环境092班一组
实验目的
1.了解和掌握活性污泥的生长规律及培养驯化的方法。
2.了解和掌握污水水质的评价指标（水质指标）及其测定方法。
3.了解和掌握活性污泥降解废水中有机物的工艺设计方法。
4.掌握生物处理系统的运行条件，监测项目，管理方法。
实验原理
废水生物处理是通过微生物的新陈代谢作用，将废水中有机物的一部分转化为微生物的细胞物质，另一部分转化为比较稳定的物质。
有机废水经玫段时间的曝气后，水中会产生一种以好氧菌为主体的黄褐色絮凝体，其中含有大量活性微生物，这种污泥絮体就是活性污泥。
活性污泥法就是以含于废水中的有机物为培养基，在有溶解氧的条件下，连续地培养活性污泥，再利用其吸附凝聚和氧化分解作用净化废水中的有机污染物。
实验任务和内容
本实验分为二部分内容：
（一）活性污泥的培养驯化；
（二）活性污泥降解有机物能力的测定。
实验时每班可分成两组进行，每组人员约为15人左右。
（一）活性污泥的培养驯化实验步骤：
（1）培养前准备工作：
①取城市污水或生活污水14L（满足曝气筒及培菌需求），同时取污水沟中污泥1L（为培菌提供菌种）。
②营养物质的计算。
由于污水中有机物含量较少，营养不均衡，为加快菌种培养速度，需提供一些营养物质。
根据废水中营养物的配比关系计算葡萄糖、硫酸铵、磷酸氢二钠的量，使废水中的CODCr达1000mg/l左右。
（2）培养方法：
①将污水盛入曝气筒中至淹没叶轮上约20mm，并加入少许污泥。
②加入营养物。
连接好曝气头和曝气设备并把曝气头放入曝气筒中，进行连续曝气。
③每天早晚观察、监测水样各一次。
监测项目有：
水温、pH值、溶解氧、氧化还原电位、沉降比等，同时可通过显微镜观察微生物相。
④经过连续曝气几天后，污水中就会出现模糊状的活性污泥绒粒，在显微镜下可看到一些菌胶团，曝气筒混合液经30分钟沉淀后，澄清液仍较浑浊，此时要进行换水。
⑤换水时，先停止曝气，使混合液静置沉淀1～1.5小时后放出上清液约占混合液部体积的60～70%。
然后往曝气筒中投加新生活污水和营养物。
以后每天换一次水，方法同上。
⑥当混合液30分钟沉降比大于30%时，无需再加营养物，培菌结束。
（3）驯化方法
在培菌结束后，针对工业废水要进行驯化。
驯化的方法是在进水中逐渐增加工业污水比例，使其逐渐适应新的环境。
开始时，可加入10～20%的工业废水，达到较好的处理效果后再继续增加工业废水的量，每次增加的百分比以进水流量的10～20%为宜。
以此比例逐渐增加，直至满负荷为止。
（二）活性污泥降解有机物能力的测定
本部分内容是在第一部分内容基础上进行的。
用制革废水或印染废水进行实验。
实验步骤为：
（1）将曝气筒混合液，静止30分种，倾去上清液（约为总体积的2/3）。
（2）取剩余污水若干，测pH值、CODCr、氨氮。
（3）将曝气筒中加入同体积的工业废水（制革废水、印染废水）。
（4）分别取加入前的原废水和加入废水后的混合废水若干，沉淀30分钟，及曝气时间为1,0,1,0h（即好氧-缺氧-好氧-缺氧过程）时水样测定其pH值、CODCr、氨氮、TP、TN。
（3）实验数据处理与分析
活性污泥培养过程记录
时间
PH
DO
温度
SV30min%
换水体积
加药量
镜检结果
5.27
上午
8.55
4.42
22.6
—
—
—
—
下午
8.48
4.08
22.4
—
—
—
—
5.28
上午
6.04
4.24
23.1
—
—
—
—
下午
6.33
4.37
23.5
—
—
—
—
5.29
上午
6．67
5.23
20.9
25.8%
6L
葡萄糖：
6.2g氯化铵：
0.42g
—
下午
6.67
5.23
20.9
26.0%
5.30
上午
6.8
6.40
21.4
25．2%
—
—
—
下午
7.1
6.24
22.4
25．7%
—
—
—
5.31
上午
6.93
6.22
23.3
24．6%
6L
葡萄糖：
6.2g氯化铵：
0.42g
—
下午
6.91
6.21
21.8
25．0%
—
6.1
上午
7.35
5.25
22.2
24．6%
—
—
—
下午
7.65
6.25
23.0
24.5%
—
—
—
6.2
上午
8.63
5.86
23.1
23.2%
6L
葡萄糖：
6.2g氯化铵：
0.42g
—
下午
7.23
5.88
21
24.6%
6．3
上午
6.87
5.27
23.6
24．7%
—
—
—
下午
7.31
5.45
24.1
22．7%
—
—
—
6.4
上午
6.31
5.67
24.0
23．6%
7L
葡萄糖：
7.23g氯化铵：
0.49g
下午
6.84
5.72
24.1
24．2%
6.5
上午
5.91
6.23
24.2
21．9%
—
—
下午
1.28
6.39
24.7
22.7%
—
—
6.6
上午
6.16
7.0
22.9
20.8%
7L
葡萄糖：
7.23g氯化铵：
0.49g
下午
6.75
6.3
23.5
22.1%
6.7
上午
5.96
6.27
23.2
20．6%
—
PH低加碳酸氢钠
下午
4.72
1.58
25.6
20．4%
—
6.8
上午
4.58
6.86
24.2
19.6%
8L
葡萄糖：
8.26g氯化铵：
0.56g
下午
2.58
6.56
24.9
19．8%
6.9
上午
5.90
5.54
25.0
20%
—
—
下午
3.45
6.53
26.3
20．3%
—
—
6.10
上午
5.58
7.52
24.4
19.7%
8L
葡萄糖：
8.26g氯化铵：
0.56g
下午
2.67
6.55
25.7
19．7%
6.11
上午
5.32
6.78
25.0
14.2%
—
—
下午
2.68
6.89
24.9
14．9%
—
—
6.12
上午
6.31
8.28
25.2
15．1%
9L
葡萄糖：
9.3g氯化铵：
0.63g
下午
3.42
7.0
23.5
15．9%
污泥浓度污泥沉降比的测定
一、实验名称：
污泥浓度、污泥沉降比的测定
二、实验目的：
1.加深对污泥性质的理解，特别是污泥活性的理解。
2.掌握污泥浓度、污泥沉降比的测定原理，方法。
三、实验原理：
1 适用范围
曝气池活性污泥的污泥浓度、污泥沉降比。
2 定义
污泥浓度是指曝气池中污水和活性污泥混合后的混合液悬浮固体数量。
单位：
mg/L。
污泥沉降比是指曝气池混合液在100ml量筒中，静置沉淀30分钟后，沉淀污泥与混合液之体积比（%）。
四、实验设备与仪器：
天平、定量滤纸、烘箱、真空泵、扁嘴无齿镊子、实验室其它常用仪器。
五、 实验步骤
1采样与样品保存
实验室样品采集在干净的玻璃瓶内，采样之前用待采的水样清洗三次，然后采集具有代表性的水样100―200ml，盖严瓶塞。
应尽快分析。
2 滤纸准备
用扁嘴无齿镊子夹取定量滤纸放于事先恒重的称量瓶内，移入烘箱中于103―105℃烘干半小时后取出置于干燥器内冷却至室温，称其重量。
反复烘干、冷却、称量，直至两次称量的重量差=0.2mg，记录（W1）。
将恒重的滤纸放在玻璃漏斗内。
3试样测定
（1）用100ml量筒量取充分混合均匀的试样100ml，静止30分钟后读取沉淀后污泥所占的体积V（ml）。
（2）用准备好的滤纸进行过滤量筒中的污泥，并用少量蒸馏水冲洗量筒，合并滤液。
（为提高过滤速度，应采用真空泵进行抽滤。
）将载有污泥的滤纸放在原恒重的称量瓶里，移入烘箱中于103―105℃下烘2小时后移入干燥器中，使冷却到室温，称其重量。
反复烘干、冷却、称量，直至两次称量的重量差=0.4mg为止，记录（W2）。
六、数据记录预处理
数据记录
编号
测定项目
1
2
V（ml）。
19.8
18.5
W1（g）
23.1961
20.5477
W2（g）
23.5426
20.8705
数据处理
1污泥沉降比
（%）=
÷100×100%
=19.8÷100×100%
=19.8%
（%）=
÷100×100%
=18.5÷100×100%
=18.5%
SV（%）=（
SV1+SV2）/2=19.15%
2 污泥浓度
（mg/L）=（W2–W1）×10^6÷100
=（23.5426–23.1961）×10^6÷100
=3465mg/L
（mg/L）=（W2–W1）×10^6÷100
=（20.8705–20.5477）×10^6÷100
=3228mg/L
C（mg/L）=
（C1+C2）/2=3376.5mg/L
式中：
V ——100ml试样在100ml量筒中，静止30分钟沉淀后污泥所占的体积，ml；
W1 ——过滤前，滤纸+称量瓶重量，g；
W2——过滤后，滤纸+称量瓶重量，g。
七、 注意事项
1 用真空泵进行抽滤时要严格控制泵的抽力，以免滤纸被破坏。
2 过滤时先倾倒上清液，当水样过滤结束后还要保持慢速抽滤3~5分钟，把水分充分除去。
3 用镊子夹出带污泥的滤纸，纵向折叠后放到称量瓶内（泥在下面）。
当烘到2小时的时候将滤纸放置的方向进行颠倒（泥在上面），继续烘烤，这样有助于水分的蒸发。
总氮的测定
1.方法原理:
在120～124℃下，碱性过硫酸钾溶液使样品中含氮化合物的氮转化为硝酸盐，采用紫
外分光光度法于波长220nm和275nm处，分别测定吸光度A220和A275，按公式
（1）计算校正吸光度A，总氮（以N计）含量与校正吸光度A成正比。
A＝A220－2A275
（1）
当碘离子含量相对于总氮含量的2.2倍以上，溴离子含量相对于总氮含量的3.4倍以上
时，对测定产生干扰。
水样中的六价铬离子和三价铁离子对测定产生干扰，可加入5%盐酸羟胺溶液1～2ml消除。
2.实验药品及仪器：
浓盐酸：
ρ（HCl）=1.19g/ml碱性过硫酸钾溶液
紫外分光光度计具10mm石英比色皿
高压蒸汽灭菌器：
最高工作压力不低于1.1～1.4kg/cm2；最高工作温度不低于120～124℃。
具塞磨口玻璃比色管：
25ml硝酸钾标准溶液
一般实验室常用仪器和设备
3.实验步骤：
3.1校准曲线的绘制
分别量取0.00、0.20、0.50、1.00、3.00和7.00ml硝酸钾标准使用液于25ml具塞磨口玻璃比色管中，其对应的总氮（以N计）含量分别为0.00、2.00、5.00、10.0、30.0和70.0μg。
加水稀释至10.00ml，再加入5.00ml碱性过硫酸钾溶液（6.11），塞紧管塞，用纱布和线绳扎紧管塞，以防弹出。
将比色管置于高压蒸汽灭菌器中，加热至顶压阀吹气，关阀，继续加热至120℃开始计时，保持温度在120～124℃之间30min。
自然冷却、开阀放气，移去外盖，取出比色管冷却至室温，按住管塞将比色管中的液体颠倒混匀2～3次。
注1：
若比色管在消解过程中出现管口或管塞破裂，应重新取样分析。
每个比色管分别加入1.0ml盐酸溶液（6.7），用水稀释至25ml标线，盖塞混匀。
使用10mm石英比色皿，在紫外分光光度计上，以水作参比，分别于波长220nm和275nm处测定吸光度。
零浓度的校正吸光度Ab、其他标准系列的校正吸光度As及其差值Ar按公式
（2）、（3）和（4）进行计算。
以总氮（以N计）含量（μg）为横坐标，对应的Ar值为纵坐标，绘制校准曲线。
Ab＝Ab220－2Ab275
（2）
As＝As220－2As275（3）
Ar＝As－Ab（4）
式中：
Ab——零浓度（空白）溶液的校正吸光度；
Ab220——零浓度（空白）溶液于波长220nm处的吸光度；
Ab275——零浓度（空白）溶液于波长275nm处的吸光度；
As——标准溶液的校正吸光度；
As220——标准溶液于波长220nm处的吸光度；
As275——标准溶液于波长275nm处的吸光度；
Ar——标准溶液校正吸光度与零浓度（空白）溶液校正吸光度的差
3.2测定
量取10.00ml试样（8.2）于25ml具塞磨口玻璃比色管中，按照9.1步骤进行测定。
注2：
试样中的含氮量超过70μg时，可减少取样量并加水稀释至10.00ml。
3.3空白试验
用10.00ml水代替试样，按照3.2步骤进行测定。
4.数据记录与处理
4.1标准溶液和水样的测定记录
标准溶液
220.0nm平均N的含量275.0nm平均A220-2*A275
1.55591.55121.55591.55433300.01040.01010.01030.0102671.5338
1.5671.5671.56221.565420.00570.0060.00680.0061671.553067
1.61431.61431.61431.614350.01310.01330.0140.0134671.587367
1.7671.77461.7671.769533100.01130.01180.01130.0114671.7466
1.87611.87611.8861.8794300.00870.00850.00870.0086331.862133
2.69892.69892.69892.6989700.03260.03240.03240.0324672.633967
实验数据
A220A227A220-2A227As-Ab
12.69892.56862.56860.02070.02050.02052.57081.0395
22.47842.46452.47280.06410.06560.06462.40890.8776
32.35372.36832.37240.05720.05720.05702.25040.7191
42.25462.26752.26280.06480.06380.06282.13400.6027
52.14522.13372.13480.04050.03950.04012.01030.4790
62.09422.08422.07420.05960.05970.05911.95460.4233
71.94661.94561.94460.04990.04870.04791.84780.3162
81.83261.85381.83260.02380.02310.02401.79260.2613
91.70331.73511.72810.02480.02530.02521.67200.1417
（注：
前五个样取了1ml，后四个样取了2ml）
4.2标准曲线绘制：
总氮（以N计）含量（μg）为横坐标，对应的Ar值为纵坐标，绘制校准曲线如下：
4.3样品中总氮的质量浓度ρ（mg/L）计算:
参照公式
（2）～（4）计算试样校正吸光度和空白试验校正吸光度差值Ar，样品中总
氮的质量浓度ρ（mg/L）按公式（5）进行计算。
ρ=（Ar-a）xf/（bv）（5）
式中：
ρ——样品中总氮（以N计）的质量浓度，mg/L；
Ar——试样的校正吸光度与空白试验校正吸光度的差值；
a——校准曲线的截距；
b——校准曲线的斜率；
V——试样体积，ml；
f——稀释倍数，本次试验为1。
数据处理
标线
吸光度
0
0.0213
0.0292
0.2152
0.2766
1.1028
总氮含量/ug
0
2.00
5.00
10.00
30.00
70.00
水样
123456789
吸光度1.03950.87760.71910.60270.47900.42300.31650.26130.1407
换算为质量67.557.347.440.132.328.822.219.811.8
TN含量（mg/L）67.557.347.440.132.314.411.19.95.9
（注：
前五个样取了1ml，后四个样取了2ml）
氨氮的测定
实验原理:
以游离态的氨或铵离子等形式存在的氨氮与纳氏试剂反应生成淡红棕色络合物，该络合物的吸光度与氨氮含量成正比，于波长420nm处测量吸光度。
实验试剂与材料
1.无氨水
2.纳氏试剂
3.酒石酸钾钠溶液，ρ=500g/L。
称取50.0g酒石酸钾钠（
）溶于100mL水中，加热煮沸以驱除氨，充分冷却后稀释至100mL。
4.氨氮标准溶液
4.1氨氮标准贮备液，ρN=1000ug/mL。
称取3.8190g氯化铵（
，优级纯，在100℃～105℃干燥2h），溶于水中，移入1000mL容量瓶中，稀释至标线，可在2℃～5℃保存1个月。
4.2氨氮标准工作溶液，ρN=10ug/mL。
吸取5.00mL氨氮标准贮备液于500mL容量瓶中，稀释至刻度。
临用前配制。
2.2.3实验仪器和设备
1.可见分光光度计：
具20mm比色皿
2.50mL具塞比色管8个
3.1mL移液管1个
4.2mL移液管1个
2.2.4实验步骤
1.绘制标准曲线
在8个50mL比色管中，分别加入0.00mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL、8.00mL和10.00mL氨氮标准工作溶液，其对应的氨氮含量分别为0.0ug
、5.0ug、10.0ug、20.0ug、40.0ug、60.0ug、80.0ug和100.0ug，加水至标线。
加入1.0mL酒石酸钾钠溶液，摇匀，再加入纳氏试剂1.5mL，摇匀。
放置10min后，在波长420nm下，用20mm比色皿，以水作参比，测量吸光度。
2.水样测定
由于水样清洁，故直接取50mL水样，按与标准曲线相同的步骤测量吸光度。
3.2氨氮数据分析
3.2.1数据记录
1标准曲线的绘制
氨标准工作液体积/ml
0
0.5
1
2
4
6
8
10
氨氮含量/ug
0
5
10
20
40
60
80
100
吸光度
0
0.087
0.102
0147
0.326
0.562
0.667
0.842
2水样的测定
1氨氮标准曲线如下图所示：
氨氮标准曲线
2水中的氨氮浓度按下式计算：
式中：
——水样中氨氮的质量浓度，mg/L，以氮计；
——水样的吸光度；
——空白试验的吸光度；
——标准曲线的截距；
——标准曲线的斜率；
——试样体积，mL；
由图得a=0，b=0.00825
3.2.2数据处理
编号
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
吸光度
0
0.805
0.762
0.702
0.604
0.495
0.460
0.412
0.237
0.170
氨氮含量/ug
0
19.52
18.47
17.02
14.64
12.00
11.15
9.99
5.75
4.12
水质总磷的测定（钼酸铵分光光度法）
1主题内容与适用范围
本标准规定了用过硫酸钾为氧化剂，将未经过滤的水样消解，用钼酸铵分光光度测定总磷的方法。
总磷包括溶解的、颗粒的、有机的和无机磷。
本标准适用于地面水、污水和工业废水。
2原理
在中性条件下用过硫酸钾使试样消解，将所含磷全部转化为正磷酸盐。
在酸性介质中，正磷酸盐与钼酸铵反应，在锑盐存在下生成磷杂多酸后，立即被抗坏血酸还原，生成蓝色的络合物。
3仪器及用具
3.1锥形瓶：
100ml
3.2加热板
3.3刻度吸管：
5mL，2mL，1mL
3.4紫外分光光度计
3.5容量瓶：
25mL
4 试剂
本标准所列试剂除磷酸二氢钾为工作基准试剂外，其余均为分析纯，水为蒸馏水。
4.1过硫酸钾溶液:
40g/L。
将20g过硫酸钾溶于水并稀释至500mL。
4.2钼酸铵溶液:
26g/L。
称取13g钼酸铵，精确至0.1g。
称取0.35g酒石酸钠钾，精确至0.01g。
溶于在200mL水中，加入300mL硫酸溶液，混匀，冷却后用水稀释至500mL，混匀，存于棕色试剂瓶中（冷藏可保存两个月）。
4.3抗坏血酸溶液：
20g/L。
称取10g抗坏血酸，精确至0.1g。
溶于蒸馏水中，用水稀释至500mL，贮于棕色试剂瓶中（冷藏可稳定几周，如不变色可长时间使用）。
4.4磷标准贮备溶液：
1mg/mL。
溶解磷酸二氢钾（使用前在105℃下干燥2h）1.0967g于蒸馏水中，移入250mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。
4.5磷标准工作溶液：
10ug/mL。
吸取5mL磷标准储备溶液于500mL容量瓶中，以蒸馏水稀释至刻度，摇匀。
4.6硫酸：
（1+98）
5分析步骤
5.1空白试样
按（5.2）的规定进行空白试验，用水代替试样，并加入与测定时同体积的试剂。
5.2测定
5.2.1消解
吸取5mL混匀水样于100ml锥形瓶中，加入5mL过硫酸钾溶液（4.1），1ml硫酸溶液（4.6），加蒸馏水20mL，将锥形瓶放置加热板上中加热15分钟，取出，流水冲至冷却，移入25ml容量瓶中。
5.2.2发色
分别向各份容量瓶中加入3mL抗坏血酸溶液（4.3），2mL钼酸铵溶液（4.2），用蒸馏水稀释至刻度，充分混合均匀。
5.2.3分光光度测量
室温下放置15分钟后，使用光程为10mm比色皿，在710nm波长下，以蒸馏水为参比液，空白试液调节零点，测定吸光度后，从工作曲线（5.2.4）上查得磷的含量。
5.2.4工作曲线的绘制
取6支具塞比色管分别加入0.0；0.50；1.0；2.0；3.0；4.0mL磷标准溶液（4.5）。
然后按步骤（5.2）进行处理，以蒸馏水为参比液，空白试液调节零点，测定吸光度后，和对应的磷的含量绘制工作曲线。
6计算
总磷含量以C（mg/L）表示，按下式计算：
式中：
m----
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