《固体废弃物处理与处置实验》指导书

《固体废弃物处理与处置》

实验指导书

（内部讲义，供环境工程专业本科生使用）

江南大学

环境与土木工程学院编制

实验1 污泥中挥发性脂肪酸的测定

一、实验目的

一般来说，碳原子数在10以下的脂肪酸大部分具有挥发性，并且易溶于水。在它们中间，随着碳原子数的增加，挥发性逐渐下降。典型的挥发性脂肪酸的性质见表1。

挥发性脂肪酸易被微生物利用。在有机物的厌氧分解中，挥发性脂肪酸是作为生物代谢的中间或最终产物而存在。在厌氧发酵的液化产酸阶段，这一类低级脂肪酸是这一阶段的主要产物，其中以乙酸为主。在某种条件下，乙酸可以达到该类酸总量的80%。在CH4形成过程中，甲酸和乙酸是形成甲烷的重要前体物。据研究，自然界有机物产生的CH4中大约有70%上由乙酸中的甲基原子团形成的。丙酸、丁酸可以转化成甲酸。有机酸过多往往反映出发酵池的病态。因此可以认为，在微生物厌氧发酵过程中，挥发性脂肪酸不仅是一种不可缺少的营养成分，更重要的意义在于这类有机酸已是沼气发酵研究有机物降解工艺条件优劣的重要参数，在甲烷形成的研究和生产中，它们的含量也是重要的参数。

此外，近年来很多研究者采用剩余污泥进行厌氧发酵产VFA用于强化生物脱氮除磷的易降解碳源，以弥补当前部分污水处理厂进水中碳源不足的问题。

因此，污泥中VFA指标的测定非常重要，开展本实验可以实现以下目的：（1）了解污泥挥发性脂肪酸指标的意义；

（2）掌握污泥中挥发性脂肪酸的测定方法。

二、实验原理

污泥中VFA的测量主要有两种：

（1）VFA总量测定，其中以乙酸作为基数进行计算；

（2）对甲酸、乙酸等各种低级脂肪酸的分别定量分析，并计算出VFA的总量。对于各种低级脂肪酸的测定往往采用气相色谱法，而对于VFA总量的测定可以采用气相色谱法也可以采用化学滴定等方法。

本实验中采用化学滴定方法，其基本原理为，污泥VFA在酸性条件下，经加热蒸馏随水蒸汽逸出，溜出液用水溶液吸收并用NaOH进行滴定；通过NaOH 的消耗量计算出VFA的总量。

三、实验仪器及试剂

1.实验仪器

（1）500ml蒸馏装置（2）250ml锥形瓶（3）电炉

（4）铁架台（5）碱式滴定管

（6）离心机或抽滤装置（7）量筒

（8）移液管

2. 实验试剂及材料

（1）10%磷酸或15%硫酸

（2）酚酞指示剂

（3）0.1mol/L NaOH

（4）蒸馏水

（5）市政污泥

四、实验步骤

1. 样品制备

取150 ml污泥采用离心处理（3000～4000 r/min）约10 min后取上清液，或者采用抽滤处理分离出滤液部分；移取50mL污泥离心上清液或抽滤液于500 mL 蒸馏烧瓶中，加50 mL蒸馏水和几粒玻璃珠，再加2 mL 10%磷酸或2 mL 15%硫酸。接好玻璃导管，将橡胶塞塞严。导管一头接烧瓶口，另一头接冷凝管，冷凝管下面导管插入盛有25 mL蒸馏水作为吸收液的250 mL锥形瓶中。

加热蒸馏至烧瓶溶液剩余20mL左右，停止加热使其冷却。再加入50mL蒸馏水继续蒸馏至烧瓶剩余25mL左右。

2. 样品中VFA的测定

蒸馏过程结束后取下锥形瓶，加酚酞指示剂，用0.10 mol/L的NaOH滴定至淡粉色不消失为止，记录NaOH用量。

3. 数据处理

污泥中挥发性脂肪酸含量（以乙酸量计）：

C VFA(mg/L)=c V1

V2

×60×1000

其中：c—氢氧化钠溶液浓度，mol/L；

V1—滴定消耗氢氧化钠体积，mL；

V2—水样体积，mL；

60—乙酸的分子量。

五、注意事项

1. 在蒸馏前要打开冷凝水，保持下端进水、上端出水；冷凝管有水流即可，注意节约用水；

2. 本实验在蒸馏过程中在高温下进行，操作中注意安全，以免发生烫伤等安全事故；

3. 冷却时请将装吸收液的锥形瓶移开，以免发生溜出液的倒吸问题。

六、思考与讨论

1. 请查资料了解气相色谱仪测定VFA中各种低分子脂肪酸的方法。

2. 该VFA总量测定方法中，溜出液中CO2、H2S、SO2等会干扰测定，如何消除这些物质的干扰。

实验2 危险废物的浸出毒性实验

一、实验目的

固体废物对水具有渗透性。当雨水、地表水或自身所含水通过固体废物时，其所含的有害成分都能以一定的速率溶出。固体废物的这种性质是天然岩石所不具有的。当危险废物未加妥善处理便投置到没有防渗层的简易垃圾填埋场或露天堆放在地面上时，这些被浸出的有毒物质将直接从底层泄漏，将污染土壤、地表水、空气，并通过土壤渗透最终进入地下水系，造成地下水的污染。

浸出毒性是危险废物的重要特性之一，在对危险废物的鉴别和管理过程中是一个重要的法定指标。浸出毒性的测试是对固体废物进行分析测定的重要内容之一。而严格控制危险废物的毒性特性，对固体废物的管理和处置，对保护地下水资源具有特别重要的意义。

本实验的目的在于：

（1）加深对危险废物浸出毒性基本概念的理解；

（2）了解固体废物浸出毒性的测定方法，并通过测定结果评价固体废物的环境毒性风险。

二、实验原理

以纯水为浸提剂，模拟固体废物在特定场合中受到地表水或地下水的浸沥，其中的有害组分浸出而进入环境的过程。在实验室中按固体废物浸出毒性浸出方法—水平振荡法（HJ557-2010）标准规定的浸出程序，制备固体废物的浸出液，并对其中的组分进行分析测定。若其中一种或一种以上的毒性特性污染物的浓度超过《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》标准（GB5085.3-2007）所规定的阈值（见表2），则该固体废物就具有毒性特性。

表2 固体废物中无机组分浸出毒性鉴别标准