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PAGEPAGE3实验四活性污泥性质的测定实验项目性质:综合性所属课程名称:水污染控制工程实验计划学时:4一、实验目的(1)了解评价活性污泥性能的四项指标及其相互关系,加深对活性污泥性能,特别是污泥活性的理解。(2)观察活性污泥性状及生物相组成。(3)掌握污泥性质MLSS、MLVSS、SV、SVI的测定方法。二、实验原理活性污泥是人工培养的生物絮凝体,它是由好氧微生物及其吸附的有机物组成的。活性污泥具有吸附和分解废水中的有机物(有些也可利用无机物质)的能力,显示出生物化学活性。活性污泥组成可分为四部分:有活性的微生物(Ma)、微生物自身氧化残留物(Me)、吸附在活性污泥上不能被微生物所降解的有机物(Mi)和无机悬浮固体(Mii)。活性污泥的评价指标一般有生物相、混合液悬浮固体浓度(MLSS)、混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)、污泥沉降比(SV)、污泥体积指数(SVI)等。在生物处理废水的设备运转管理中,可观察活性污泥的颜色和性状,并在显微镜下观察生物相的组成。混合液悬浮固体浓度(MLSS)是指曝气池单位体积混合液中活性污泥悬浮固体的质量。又称为污泥浓度。它由活性污泥中Ma、Me、Mi和Mii四项组成。单位为mg/L或g/L。混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)指曝气池单位体积混合液悬浮固体中挥发性物质的质量。表示有机物含量,即由MLSS中的前三项组成。单位为mg/L或g/L。一般生活污水处理厂曝气池混合液MLVSS/MLSS在0.7~0.8。性能良好的活性污泥,除了具有去除有机物的能力外,还应有好的絮凝沉降性能。活性污泥的絮凝沉降性能可用污泥沉降比(SV)和污泥体积指数(SVI)来评价。污泥沉降比(SV)是指曝气池混合液在100ml量筒中静止沉淀30min后,污泥体积与混合液体积之比,用百分数(%)表示。活性污泥混合液经30min沉淀后,沉淀污泥可接近最大密度,因此可用30min作为测定污泥沉降性能的依据。一般生活污水和城市污水的SV为15%~30%。污泥体积指数(SVI)是指曝气池混合液沉淀30min后,每单位质量干泥形成的湿污泥的体积。单位为mL/g,但习惯上把单位略去。SVI的计算式为:在一定污泥量下,SVI反映了活性污泥的絮凝沉降性能。如SVI较高,表示SV较大,污泥沉降性能较差;如SVI较小,污泥颗粒密实,污泥老化,沉降性能好。但如果SVI过低,则污泥矿化程度高,活性及吸附性都较差。一般来说,当SVI为100~150时,污泥沉降性能良好;当SVI>200时,污泥沉降性能较差,污泥易膨胀;当SVI<50时,污泥絮体细小紧密,含无机物较多,污泥活性差。三、实验设备与试剂(1)曝气池:1套(2)真空过滤装置:1套(3)显微镜:1台(4)分析天平:1台(5)烘箱:1台(6)马弗炉:1台(7)载玻片和盖玻片,香柏油(8)100mL量筒:1只(9)定量滤纸:数张(10)布氏漏斗:1个(11)称量瓶:1只(12)干燥器:1只(13)坩埚:1只(14)电炉:1台(15)500mL烧杯:2个(16)玻璃棒:2根四、实验步骤1、活性污泥性状及生物相观察用肉眼观察活性污泥的颜色和性状。取一滴曝气池混合液于载玻片上,盖上盖玻片,并在显微镜下观察活性污泥的颜色、菌胶团及生物相的组成。2、污泥沉降比SV(%)测定它是指曝气池中取混合均匀的泥水混合液100mL置于100mL量筒中,静置30min后,观察沉降的污泥占整个混合液的比例,记下结果。实验操作步骤如下:(1)将干净的l00mL量筒用蒸馏水冲洗后,甩干。(2)取100mL混合液置于l00mL量筒中,并从此时开始计算沉淀时间。(3)观察活性污泥凝絮和沉淀的过程与特点,且在第1、3、5、10、15、20、30min分别记录污泥界面以下的污泥体积。(4)第30min的污泥体积(ml)即为污泥沉降比(SV%)。3、污泥浓度MLSS它是单位体积的曝气池混合液中所含污泥的干重,实际上是指混合液悬浮固体的数量,单位为mg/L或g/L。实验操作步骤如下:(1)将滤纸和称量瓶放在103~105℃烘箱中干燥至恒重,称量并记录W1(2)将该滤纸剪好平铺在布氏漏斗上(剪掉的部分滤纸不要丢掉)。(3)将测定过沉降比的100ml量筒内的污泥全部倒人漏斗,过滤(用水冲净量筒,水也倒人漏斗)。(4)将载有污泥的滤纸移入称量瓶重,放入烘箱(103~105℃)中烘干恒重,称量并记录W2(5)污泥干重=W2-W1(6)污泥浓度计算污泥浓度(g/L)=[(滤纸质量+污泥干重)一滤纸质量]×104、污泥体积指数SVI污泥体积指数是指曝气池混合液经30min静沉后,1g干污泥所占的容积(单位为mL/g)。计算式如下:SVI值能较好地反映出活性污泥的松散程度(活性)和凝聚、沉淀性能。一般在100左右有为宜。5、污泥灰分和挥发性污泥浓度MLVSS挥发性污泥就是挥发性悬浮固体,它包括微生物和有机物,干污泥经灼烧后(600℃)剩下的灰分称为污泥灰分。(1)测定方法:先将已经恒重的磁坩埚称量并记录(W3),再将测定过污泥干重的滤纸和干污泥一并故入磁坩埚中,先在普通电炉上加热碳化,然后放入马弗炉内(600℃)灼烧40min,取出置于干燥器内冷却,称量(W4)(2)计算五、实验数据记录与处理(1)实验数据记录参考表1记录实验数据。表1原始实验记录表静沉时间(min泥体积(ml)W1(g)W2(g)W3(g)W4(g)(2)污泥沉降比SV(%)计算(3)混合液悬浮固体浓度MLSS计算式中W1——滤纸的净重,mgW2——滤纸及截留悬浮物固体的质量之和,mgV——水样体积,L(4)混合液挥发性污泥浓度MLVSS计算式中W3——坩埚质量,mgW4——坩埚与天机物总质量,mg其余同上式。(5)污泥体积指数SVI计算(6)绘出l00mL量筒中污泥体积随沉淀时间的变化曲线六、注意事项(1)测定坩埚质量时,应将坩埚放在马弗炉中灼烧至恒重为止。(2)由于实验项目多,实验前准备工作要充分,不要弄乱。(3)仪器设备应按说明调整好,使误差减小。(4)污泥过滤时不可将污泥溢出纸边。七、思考题(1)测定污泥沉降比时,为什么
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