中试基础知识

中试基础知识

一、化验项目概念及原理

1、化学需氧量（COD）

概念：化学需氧量是指在一定条件下,用强氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量,单位为氧的mg/L。

检测原因：化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度。这些还原性物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等。是水中有机物相对含量的指标之一。

重铬酸钾法原理：在强酸性溶液中，一定量的重铬酸钾氧化（以Ag+作此反应的催化剂）水样中的还原性物质（有机物），过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵溶液回滴。根据用量计算出水样中还原性物质消耗氧的量。

2、生化需氧量（BOD5）

概念：全称生物化学需氧量，它是指在温度为20℃和有氧的条件下，由于好氧微生物分解水中有机物的生物化学过程中消耗的溶解氧量，也就是水中可降解有机物稳定化所需要的氧量，单位为mg/L。

检测原因：生活污水与工业废水含有大量有机物,这些有机物在水体中分解时要消耗大量溶解氧,从而破坏水体中氧的平衡,使水质恶化。生化需氧量是属于利用水中有机物在一定条件下所消耗的氧,用来表示水体中有机物的含量的一个重要指标。生产中一般采用20℃时5d的生化需氧量BOD5（五日生化需氧量）作为衡量污水有机物含量的指标。

稀释接种法原理：于恒温培养箱内在20 1℃培养5天，分别测定样品培养前后的溶解氧，

二者之差即为BOD5值。本方法适用于测定BOD5范围:2mg/L6000时,会因稀释带来误差。

3、氨氮（NH3-N）

概念：氨氮以游离氨（NH3）或铵盐(NH4+)的形式存在于水中，两者的组成比取决于水中PH值。PH值偏高时，游离氨比例较高，反之，铵盐比例较高。

在无氧条件下，亚硝酸盐受微生物作用还原为氨，在有氧条件下水中氨亦可转变为亚硝酸盐，继续转变为硝酸盐。

滴定法原理：滴定法仅适用于进行蒸馏预处理的水样，调节水样PH在6.0-7.4范围，加入氧化镁使程微碱性，加热蒸馏，释出的氨吸收于硼酸溶液中，以甲基红-亚甲蓝为指示剂，用酸标夜滴定蒸馏出的氨。

纳氏比色法原理：碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成黄色胶态化合物，此颜色在较宽波长范围内具强烈吸收，通常在410-425范围内。适用范围：本方法最低检出浓度为0.025mg/L—2mg/L，水样预处理后，可适用于工业废水和生活污水。

4、挥发性脂肪酸（VFA）

概念：挥发性脂肪酸是厌氧硝化过程的中间产物，甲烷菌主要利用VFA形成甲烷，只有少部分甲烷由CO2和H2生成。VFA包括甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸及它们的异构体，在运转良好的反应器中，乙酸比例较高，反应器不好时，甲酸、丙酸浓度较高。

检测原因：VFA在厌氧反应器的积累能反映出甲烷菌的不活跃状态或反应器操作条件的恶化，较高的VFA浓度对甲烷菌有抑制作用。

滴定法原理：将废水酸化后，从中蒸馏出挥发性脂肪酸，再以酚酞为指示剂用氢氧化钠滴定馏出液。废水中的氨态氮先在碱性条件下蒸馏出。

5、 碱度（ALK ）

概念：碱度表示水样中与强酸中的氢离子结合的物质的量。形成碱度的物质有：能全部解离出OH-的强碱（如NaOH 、KOH ）、部分解离出OH-的弱碱（如NH3、C6H5NH2）、强碱弱酸盐（如NaCO3、K3PO4、Na2S ）等三类。

检测原因：它能反映出厌氧处理过程中所具有的缓冲能力。

溴甲酚绿-甲基红指示剂滴定法原理：以溴甲酚绿-甲基红作指示剂滴定水样碱度时，终点由淡蓝色变为淡粉红色时，报告时终点pH 值可记为4.6。

6、 硫酸根

检测原因: 在厌氧反应器中，当存在有机物时，水中的硫酸盐会被某些细菌还原成硫化物，对产甲烷菌产生毒性。

重量法原理：硫酸盐在盐酸溶液中，与加入的氯化钡形成硫酸钡沉淀。沉淀在沸腾温度下进行，沉淀陈化一段时间后过滤，用热水洗至无氯离子为止。灼烧沉淀，冷却后称硫酸钡的质量。

7、 全盐量

概念：全盐量即为矿化度，表示水中所含盐类的总数量。由于水中盐类均以离子的形式存在，所以含盐量也就是水中各种阴阳离子的数量之和，单位是mg/L 。

重量法原理：中全盐量是指通过孔径0.45微米的滤膜或滤器，并于105±2℃烘干至恒重的残渣重量。（如有机物过多，应采用过氧化氢处理。）

8、 总氮（TN ）

概念：总氮包括有机氮和无机氮（氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮）

检测原因：氮类可以引起水体中生物和微生物大量繁殖，消耗水中的溶解氧，使水体恶化，出现富营养化。总氮是衡量水质的重要指标之一。

过硫酸钾—紫外分光光度法原理：

水样在60℃以上的水溶液中按下式反应，生成氢离子和氧。

K 2S 2O 8+H 2O →2KHSO 4+1/2O 2

KHSO 4→K++HSO 4-

HSO 4-→H++SO 42-

加入氢氧化钠用以中和氢离子，使过硫酸钾分解完全。

在120-124℃的碱性介质中，用过硫酸钾作氧化剂，不仅可将水中的氨氮和亚硝酸盐氮转化为硝酸盐，同时也将大部分有机氮转化为硝酸盐，而后用紫外分光光度计分别于波长220nm 和275nm 处测吸光度。其摩尔吸光系数为1.47×103

2752202A A A -=

从而计算总氮的含量。

9、 总磷（TP ）

概念：磷几乎都以磷酸盐的形式存在，它们分为正磷酸盐、缩合磷酸盐（焦磷酸盐、偏磷酸盐和多磷酸盐）和有机结合的磷酸盐。

检测原因：水中含磷过高可造成藻类大量繁殖，水体富营养化。

钼锑抗分光光度法原理：在酸性条件下，正磷酸盐与钼酸铵、酒石酸锑氧钾反应，生成磷钼杂多酸，被还原剂抗坏血酸还原，则变成蓝色络合物，既称磷钼蓝。适用范围：最低检出浓度为0.01mg/L ；测定上限为0.6mg/L 。地面水、生活污水及日化、磷肥、农药等工业废水中磷酸盐的测定。

10、 硝酸盐氮

概念：水中硝酸盐氮是在有氧环境下各种形态含氮化合物中最稳定的氮化合物，亦是含氮有机物经无机化作用最终分解产物。亚硝酸盐经氧化生成硝酸盐，硝酸盐在无氧条件下，亦可受微生物作用还原为亚硝酸盐。

酚二磺酸分光光度法原理：硝酸盐在无水情况下与酚二磺酸反应，生成硝基二磺酸，在碱性溶液中生成黄色化合物，进行定量测定。适用范围：本法适用于饮用水、地下水、和清洁地面水中的硝酸盐氮。最低检出浓度为0.02mg/L ，测定上限为2.0mg/L 。

11、 亚硝酸盐氮

概念：亚硝酸盐是氮循环的中间产物，不稳定。在水环境不同的条件下，可氧化成硝酸盐氮，也可被还原成氨。

原理：在磷酸介质中，PH 值为1.8±0.3时，亚硝酸盐与对氨基苯磺酰胺(简称磺胺)反应，生成重氮盐，再与N-(1-萘基)-乙二胺偶联生成红色染料，在波长540nm 处有最大吸收。本法适用于饮用水、地面水、生活污水、工业废水中亚硝酸盐的测定，最低检出浓度为0.003mg/L ；测定上限为0.20mg/L 。

二、 基本概念

1、 混合液污泥浓度（MLSS ）、挥发性污泥浓度（MLVSS ）

混合液污泥浓度（MLSS ）又称混合液悬浮固体浓度，它表示混合液中的污泥浓度，即单位容积混合液内所含有的污泥固体物的总质量。其单位为mg/L 或g/L.

混合液挥发性污泥浓度（MLVSS ）又称混合液挥发性悬浮固体浓度，它表示混合液污泥中有机性固体物质的浓度。其单位为mg/L 或g/L.

ii i e a M M M M MLSS +++=

i e a M M M MLVSS ++=

○

1活细胞()Ma ，在活性污泥中具有活性的一部分； ○

2微生物内源代谢的残留物()Me ，这部分无活性，且难于降解； ○

3由原废水挟入，难于生物降解的有机物()Mi ； ○

4由原废水挟入，附着在活性污泥上的无机物质()Mii 。 2、 容积负荷（VLR ）、污泥负荷（SLR ）

容积负荷（VLR ）表示单位反应器容积每日接受的废水中有机物的量，其单位为KgCOD/（m3·d ）或KgBOD/（m3·d ）。

假定进液浓度为ρw （KgCOD/m 3或KgBOD/m 3），流量Q （m 3/d ），则容积负荷：