活性污泥耗氧速率、废水可生化性及毒性测定

活性污泥耗氧速率、废水可生化性及毒性的测定

活性污泥的耗氧速率(OUR)是评价污泥微生物代谢活性的一个重要指标。在日常运行中，污泥OUR的大小及其变化趋势可指示处理系统负荷的变化情况，并可以此来控制剩余污泥的排放。污泥的OUR值若大大高于正常值，往往提示污泥负荷过高，这时出水水质较差，残留有机物较多，处理效果亦差。污泥OUR 值长期低于正常值，这种情况往往在活性污泥负荷低下的延时曝气处理系统中可见，这时出水中残存有机物数量较少，处理完全，但若长期运行，也会使污泥因缺乏营养而解絮。处理系统在遭受毒物冲击，而导致污泥中毒时，污泥OUR值的突然下降常是最为灵敏的早期警报。此外，还可通过测定污泥在不同工业废水中OUR值的高低，来判断该废水的可生化性及废水毒性的极限程度。

实验目的

1.了解活性污泥耗氧速率测定的意义。

2.掌握溶解氧测定仪测定活性污泥耗氧速率的方法和原理。并利用该方法进行废水可生化性及毒性的测定。

一、实验原理

活性污泥中微生物需要消耗溶解氧，利用溶解氧测定仪测出一定量活性污泥在一定的时间内所消耗的溶解氧即为活性污泥的内源呼吸耗氧速率。

OUR：单位体积溶液在单位时间内消耗氧量称为耗氧速率（摄氧率）。

SOUR：即比耗氧速率。在污水处理中评价活性污泥稳定的定量指标，是指单位质量的活性污泥在单位时间内的耗氧量。

什么叫混合液悬浮固体（MLSS）？

混合液悬浮固体（MLSS）亦要称为污泥浓度，它是指单位体积混合液所含干污泥的重量，单位为毫克/升，用来表征活性污泥浓度。它包括有机物和无机物两部分。

什么叫混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）？

混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）是指单位体积混合液所含干污泥中可挥发性物质的重量，单位也是毫克/升，由于它不包括活性污泥中的无机物，因此能较确切地代表活性污泥中微生物的数量。

二、仪器和试剂

1.溶解氧测定仪

2.0.025mol·L-1、pH值为7的磷酸盐缓冲液

3.活性污泥

4.250ml广口瓶

5.磁力搅拌器

6.10％CuS0

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三、实验步骤

1.测定活性污泥的耗氧速率

方法一：

（1）取曝气池活性污泥混合液迅即置于烧杯中，由于曝气池不同部位的活性污泥浓度和活性有所不同，取样时可取不同部位的混合样。调节温度至20℃并充氧至饱和。

（2）将已充氧至饱和的20℃的污泥混合液倒满内装搅拌棒的250ml广口瓶中，并塞上安有溶氧仪电极探头的橡皮塞，注意瓶内不应存有气泡。

（3）在20℃的恒温室（或将250ml广口瓶置于20℃恒温水浴中），开动电磁搅拌器，待稳定后即可读数并记录溶氧值，整个装置如图5－2所示，一般每隔1分钟读数一次。

（4）待DO降至1mg／L时即停止整个试验，注意整个试验过程以控制在10～30分钟以内为宜，亦即尽量使每升污泥每小时耗氧量在5—40mg内较宜，若DO 值下降过快，可将污泥适当稀释后测定。

（5）测定反应瓶内挥发性活性污泥浓度（MLVSS）。

下图是耗氧速率测定装置。

（6）根据污泥的浓度（MLVSS）、反应时间t和反应瓶内溶解氧变化率求得污泥的比耗氧速率OUR：

SOUR（mg02/克MLVSS·小时）=（DO0－DO t）mg/l÷t（小时）÷MLVSS（克/升）

式中：

DO0初始时DO值

DO t测定结束时的DO值

方法二：

（1）将250mL广口瓶2个，配好橡皮塞并编号，在其容积的一半处做一记号，然后将饱和溶氧的自来水用虹吸的方法装之广口瓶一半处，再用活性污泥混合液装满全瓶。

（2）装满后向1号瓶中迅速加入10％CuS04溶液10mL，盖紧塞，混匀。

（3）同时将2号瓶盖紧塞，不断颠倒瓶子，使污泥颗粒保持在悬浮状态。10min后向2号瓶加入10％CuS04溶液10mL，再盖紧塞，混匀后静止。

（4）分别测定1、2号瓶中的溶氧浓度。通过下式计算耗氧速率OUR(mg·L-1·h-1)。

OUR＝(a－b)·60·2／t

式中，a为1号瓶中的溶氧浓度(mg·L-1)；b为2号瓶中的溶氧浓度(mg·L-1)；t为2号瓶反应时间(min)。

2.工业废水可生化性及毒性的测定

（1）对活性污泥进行驯化，方法如下。取城市污水处理厂活性污泥，停止曝气半小时后，弃去少量上清液，再以待测工业废水补足，然后继续曝气，每天以此方法换水3次，持续15～60天左右，对难降解废水或有毒工业废水驯化时间往往取上限，驯化时应注意勿使活性污泥浓度有明显下降，若出现此现象，应减少换水量，必要时可适量增补些氮、磷营养。

（2）取驯化后的活性污泥放入离心管中，置于离心机中以3000rpm·min-1离心10min，

弃去上清液。

（3）在离心管中加入预冷至0℃的0.025mol·L-1、pH值为7.0磷酸盐缓冲液，用滴管反复搅拌并抽吸污泥，洗涤污泥，洗涤后再离心，并弃去上清液。

（4）重复步骤（3）洗涤污泥2次。

（5）将洗涤后的污泥移人BOD测定瓶中，再以0.025mol·L-1、pH值为7.0、溶解氧饱和的磷酸盐缓冲液充满之，按以上耗氧速率测定法测定污泥的耗氧速率，此即为该污泥的内源呼吸耗氧速率。（6）按步骤（1）～（4），将洗涤后污泥已充氧至饱和的待测废水为基质，按步骤（5）测定污泥对废水的耗氧速率。将污泥对废水的耗氧速率同污泥的内源呼吸耗氧速率相比较，数值越高，该废水的可生化性越好。

（7）对有毒废水(或有毒物质)可稀释成不同浓度，按步骤（1）～（6）测定污泥在不同废水浓度下的耗氧速率，并分析废水的毒性情况及其极限浓度。其中：

相对耗氧速率＝RS／RS·100％

式中，RS为污泥对被测废水的耗氧速率；RS为污泥的内源呼吸耗氧速率。

四、结果与讨论

（1）根据污泥的内源呼吸耗氧速率以及污泥对工业废水的耗氧速率和对不同浓度有毒废水的耗氧速率算得相对耗氧速率，然后依据下图评价该废水的可生化性或毒性，以供制定该废水处理方法和工艺时参考。

（2）耗氧速率的实质是什么？

延时曝气法是指长时间曝气使微生物处于内源代谢阶段生长的活性污泥法废水生物处理系统。微生物内源代谢阶段是指微生物体浓度因内源呼吸作用而随时间下降的阶段。此阶段内由于基质（有机物）浓度很低，微生物依靠内源代谢，利用自身的贮藏物质、酶等部分原生质的氧化，来取得营养物质。此时，合成的原生质已不足以补充内源呼吸所耗出的原生质，微生物的死亡率增高、细胞消散、总量下降。此阶段食料与活细菌重量之比小于0.006-0.1。是污泥增长曲线上最后一个阶段。此时，污泥无机化程度高，沉降性较差，污泥量也逐渐减少。工程上采用的延时曝气法就是控制微生物生长处在该阶段，因此，排泥量少，管理方便，效果也好，但需曝气时间长，投资及运行费用都较高。