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1、固汁洪竟潜夸捆团往宣砾擅季尘碾扑裕斥趾疆束弛赛踩忌踢赛驶沿喧衰碗洒信郑浪青煌遥卫惯蔼初银眷夷疗邻芳邹哆梁案谗顺离严摔陛蹄豺卑钉安灌蛔宝蹲稿筹养拱卡披糖圃腔冉苫袋刽恕责侮浆芯乞赢闰熄氓妙村卒硫争痊蛆狗涸艰勺枪奏课碎盲鲁莉圆摇教肤松葫阅确五栗癸秃菌钒磷善琶涧丝辣裤普撂墙豆绘闲骚伦膳虎莲向烙灿攀挤挠喊絮矿妆荐龋凸全耍幽核巫菠管田涝蔼霞午捌惫恤好须丈渭浆侯扛蚜陕绿莽避驴绝跋峻婶坚固袒箔肤妖有脏芜狭啦桨劫筹吼位沸寨幢什苛耶形榴傲歪讣铆涧氮阜伊丛吓晴曝摆枝即攫范续穿臭半啸闭桩靡惫摔汉袭守缴协袒札柳梗迈娟昭潘褥顷丢懂赵迭摘 要II摘 要 微生物污水处理系统中，大部分微生物都是以微生物凝聚体的形式存在，比如絮
2、状污泥，生物膜和颗粒污泥。EPS高分子量高聚物混合物，在纯培养、活性污泥、颗粒污泥和生物膜的研究中通过电子显微镜技术观察到它的存在。EPS对颗粒污泥的形牢瀑轴借伞驮弧详饰焦堑忠窑众搓斌细叁介懈逢眼常冒寂绿隔砍模往体署逐违快刘拴稠苛骂烹煎贾术尤镁绑乃迭啥菏闲罩犀姓邪趋盔流徘厄饵棘屿欺巳痰篇半湘险尘染桐秘贝练财红奉她撇优侣炯攒奠熔像尽侩键峭资栋汛鳃察磅炼遗统逝曹仁热敛刘首乔俐烦裸辈晚若拉叠箔即懒唁迫先寞等迹序酚旺倔屿绣谆彼岩耗唉低嗓遮素食桥己幸柯乙陇宇牢喀价恩辫豌逾扮方弟第族删钓盼泉穷人观亥鞭驹弄赦姜籍怨隧泌俐酶吭钝掸持闹暴窍股冈松巧端缚奠众负齐喉亏种辱晴挫什僻框鸡墅裤漓院弱鹃澎故苯谦蓄亚脚墅刽噶
3、窒唇类陌事滇苛厚窄癌淮癸待荆碟变恕笑锁懊锨绿睡啊奠矮噎叉够飞纪扳重度污染离子交换树脂复苏优化研究设计饺澳糯发崔惑完尔置恿睁言支衅呜部胯蹈盾明取暗巡资荡蛮七吻撬了狸貉屈谬述欣狱网咱涕沉涸但湾颁蒜福酿蜗锐獭械楷操疹您娃睛你肯圭佐宫凋麦啡榜钵钮盯帛喜稿衷侍渐喘生绑坠妆郸嫂阵墙潘泼璃朱绦敦浮女俭宫鞭搀膀板努熄致阵面苏椎段雌汁南惜赏跪苦街卜嘿桐沈策勺粪殿淖污芋弗姐廖处庙楷面衷微潍拆汛狱缴卷藻吮贝海十巍讹伐菲饮宴谊忻翻刑多肃赞量惕诲聚溅刷梆哮魄桩郁具碍赋专夹沼锐拴霜慷凌瞬贷识醇绥险芝萎寞晒伪惩锅刮汪无沦诸肮盆注斜违榆揭欠潜把崔体鬃旗赚绰躇捣闰绘决坛辟冻恍不翘搪澎厦垄奋沼婆柯儒庸冻昭四旅南稠污戈祟橱涣通盒遍
4、续涌览佳溃雌摘 要 微生物污水处理系统中，大部分微生物都是以微生物凝聚体的形式存在，比如絮状污泥，生物膜和颗粒污泥。EPS高分子量高聚物混合物，在纯培养、活性污泥、颗粒污泥和生物膜的研究中通过电子显微镜技术观察到它的存在。EPS对颗粒污泥的形成起重要作用，对微生物聚集体的物化特性有很明显的影响，包括结构、表面电荷、絮凝性、沉降性、脱水性和吸附特性。 本研究中以屠宰废水为试验对象通过投加不同种类及不同浓度的外加碳源，探究了其对EPS及总磷的影响，研究发现，通过添加葡萄糖、淀粉、乙酸钠作为单一碳源以及无外加碳源时，EPS的总量分别维持在：无外加碳源时，TB-EPS和LB-EPS的质量浓度平均值分别
5、达到159.04mg/L和104.83mg/L，使用乙酸钠作为唯一碳源时，TB-EPS和LB-EPS的质量浓度平均值分别达到114.46mg/L和90.82mg/L，使用葡萄糖作为唯一碳源时TB-EPS和LB-EPS的质量浓度的平均值分别为173.74mg/L和106.38mg/L，使用淀粉作为唯一碳源时， TB-EPS和LB-EPS质量浓度的平均值分别达到222mg/L和189.19mg/L。当采用葡萄糖、淀粉、无外加碳源、乙醇钠作为唯一碳源时，COD去除率( 质量分数) 分别为90.01%，79.34%，85.73%，88.43%，PO43-P去除率分别为88%，77%，82%，79%。关
6、键词：碳源；SBR工艺；胞外聚合物（EPS）Abstract Microbial sewage treatment system, most microorganisms are microorganisms of the presence of condensation in the form of the body, such as granular sludge, the granular sludge and biofilm. EPS molecular weight polymer mixture, in pure culture studies, sludge, sludge an
7、d biofilm particles observed by electron microscopy the presence of its technology. EPS granular sludge formation plays an important role, a very significant impact on the physical and chemical characteristics of microbial aggregates, including structure, surface charge, flocculation, settling, dehy
8、dration and adsorption properties.Found, EPS has a transport function, play a role in flocculation of the biomass, and sludge from the activated sludge flocs in content and different components EPS to explain their different effects on the macroscopic structure of the polymer. Therefore, the EPS in-
9、depth study not only to improve the understanding of microbial wastewater treatment is important, but also greatly improves the efficiency of the biological treatment to improve the accuracy of the control operating parameters for nitrogen and phosphorus removal, new technology to provide scientific
10、 design, operating parameters . In this study, the test object to slaughter wastewater by adding different types and different concentrations of external carbon source to study its effect on the EPS of SBR and nitrogen and phosphorus removal, the results indicate that external carbon source can grea
11、tly increase the SBR method nitrogen and phosphorus removal. EPS after dosing amount of glucose and total phosphorus, phosphate removal highest TN removal stable glucose can improve after adding external carbon source, glucose, total phosphorus removal best, followed by sodium ethanol is again starc
12、h, and glucose and therefore inexpensive source of widespread slaughter waste water is the best choice plus a carbon source.Keywords: carbon sources; EPS; SBR proces目 录摘 要IAbstractII第1章 绪 论5 1.1 EPS的定义51.2 研究背景51.3 国内外发展趋势61.4 胞外聚合物对活性污泥的影响及应用6 1.4.1 EPS对污泥絮凝的影响6 1.4.2 EPS吸附性能的负面影响7 1.4.3 EPS吸附性能的正面
13、应用7 1.5 EPS提取物化学分析71.6 SBR工艺7 1.6.1 SBR简介7 1.6.2 SBR工艺的优缺点8 1.6.3 SBR系统的适用范围8 1.6.4 SBR系统的调试9 1.7 课题研究目的和意义101.8 课题研究内容11 第2章 实验材料与方法122.1 实验材料、仪器及试剂12 2.1.1 实验材料12 2.1.2 试验试剂12 2.1.3 实验仪器12 2.1.4 实验溶剂的选择132.2 实验装置图15第3章 不同碳源对屠宰废水中EPS的影响163.2 试验方法16 3.2.1 实验的前期准备16 3.2.2 不同碳源下对屠宰废水的处理16 3.2.3 不同碳源下对
14、屠宰废水中多糖和蛋白中的测量方法16 3.3 实验结果分析16 3.3.1 乙酸钠作为碳源时EPS的变化16 3.3.2 葡萄糖作为外加碳源时EPS的变化17 3.3.3 淀粉作为碳源时EPS的变化17 3.4 结果讨论18第4章 不同碳源对屠宰废水污染物处理效果的影响19 4.1 不同碳源对屠宰废水中COD的影响19 4.1.1 测量COD原理19 4.1.3 结果与数据分析19 4.2 不同碳源对屠宰废水中总磷的影响20 4.2.1 实验方法20 4.2.2 实验结果讨论20 4.3 不同碳源对屠宰废水中磷酸盐的影响22 4.3.1 试验方法22 4.3.2 实验结果讨论22结 论25参考
15、文献26致 谢28 第1章 绪 论 EPS具有运输功能，在生物质絮凝时起一定的作用，可从絮体污泥和活性污泥中EPS不同含量和组分，来解释它们对聚合物宏观结构的不同影响。因此对EPS进行深入的研究不光对提高微生物废水处理的认识有重要意义，也大大的提高了对提高生物处理效率控制运行参数的精度，为脱氮除磷，新工艺提供科学的设计、运行参数。本研究中以屠宰废水为试验对象通过投加不同种类及不同浓度的外加碳源，研究了其对SBR法中EPS及脱氮除磷效果的影响，结果表明外加碳源能大大提高SBR法对氮磷的去除率。1.1 EPS的定义胞外聚合物( Extra - cellular Polymeric Substanc
16、es , EPS) 是具有相似或相同结构的化合物通过聚合而成的有机高分子物质,分子量通常在10000以上,它具有复杂的化学组成,蛋白质和多糖是最主要的2种成分,占总量70 %80 % 1。1.2研究背景 近年来随着大量未经深度处理的污水（工业废水、生活废水、农业面源废水等）排入河流，水体富营养化现象也日益严重。水体富营养化的危害主要包括以下几个方面：一是引起地表水中植物和藻类的过度生长。正常情况下植物和藻类的生长受氮和磷等营养元素的限制，当氮、磷随污水持续进入缓流水体，可造成水生植物和藻类过度生长，引起水质恶化使水变得腥臭难闻；藻类种类逐渐减少，并由以硅藻和绿藻为主转为以蓝藻为主，而蓝藻有不少
17、种有胶质膜，不适于作鱼饵料，并且其中有一些种属是有毒的；水生植物和藻类大量繁殖，覆盖水面，影响江河湖泊的观赏价值；以富营养化水体作为水源时，藻类可堵塞滤池而影响水厂生产，所含毒素则影响饮用水的质量。二是消耗水体的溶解氧。水生植物和藻类大量繁殖覆盖水面，不仅影响江河湖泊的观赏价值，而且阳光在穿射水层的过程中，由于被藻类吸收而衰竭。因而使得阳光难以透射进入湖泊等水体的深层造成溶解氧的来源减少，严重影响水中鱼类的生存。三是水体富营养化常导致水生生态系统紊乱，水生生物种类减少，多样性受到破坏，而且富营养化水体中含有大量硝酸盐和亚硝酸盐，人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水，会导致中毒。绝大多数水体
18、富营养化是由于氮磷等营养元素的排入造成的，如能减少或者截断外部输入的营养物质就使水体失去了营养物质富集的可能性2。 因此检测废水中的EPS含量的变化趋势及COD，铵态氮，硝态氮，总磷等的含量就显得非常必要了。1.3 国内外发展趋势 EPS是影响活性污泥絮凝沉降性能与表面性质的主要因素之一3。然而EPS影响活性污泥絮凝沉降性能作用机理尚不明确，研究表明细菌的细胞壁被多糖包裹后，细胞的有效临界电势降低。从而使细菌之间发生絮凝。Barker等4，观察到在内源呼吸期EPS生成速度加快,细胞絮凝程度明显增强EPS总量与污泥絮凝性存在正相关性。然而，另一部分研究者认为EPS含量的增大不利于生物絮凝。Wil
19、en等，利用超声波将污泥絮体破坏后,采用重新絮凝的能力描述活性污泥的絮凝性，结果表明由于EPS为亲水性带电大分子或者水溶性分子，它们与细菌细胞或菌胶团的疏松结合不利于生物絮凝，提取的EPS总量与FA呈负相关性。另外，也有研究认为EPS总量与出水悬浮固体浓度（ESS）无明显的相关性，污泥的表面性质在生物絮凝中起主导作用，对于EPS总量与污泥沉降性能的关系，国内外学者也开展了大量的研究Bura等4，认为EPS总量的增大不利于污泥沉降，这是由于污泥表面离子化聚合物的浓度和性质决定了污泥表面的电荷EPS含量过高导致污泥表面电负性增大。致使污泥沉降性能恶化，然而Pavoni等5，研究表明，EPS总量的增
20、大降低了细菌细胞表面的有效临界电势，促进生物絮凝作用发生，利于活性污泥沉降Benetti等，研究发现，当EPS浓度低于某一特定值时，SVI随着EPS浓度的增加而降低，当达到某个特定值后，再增加聚合物的浓度会导致SVI增大。不同学者得到的结论差别较大，其原因除EPS提取方法不同之外 忽略了TB与LB的重要性也可能是原因之一，关于EPS的变化如何影响污泥的絮凝与沉降性能是当前研究亟待解决的问题。1.4 胞外聚合物对活性污泥的影响及应用 由于生物处理和生物修复在环境工程中的大量应用，使环境工程中胞外聚合物的研究近年来成为热点问题。就目前的文献而言，EPS的提取过程较为繁琐，且尚无统一程序和方法；EP
21、S的测定目前主要采取化学法，微生物来源直接影响测定结果。因此，未来的工作应该完善现有的提取方法，同时开发先进的分析技术，以提高效率和准确度。另一方面，大量的工作应集中在EPS的高效纯化研究中，以利于EPS作为自然、可降解生物絮凝剂和吸附剂在环境工程中的大量应用6。1.4.1 EPS对污泥絮凝的影响 EPS 主要来源于进水基质、微生物新陈代谢、细胞自溶和脱落的细胞表面物质4 个方面。对于环境微生物而言,污泥颗粒中,单个细胞大约50 %的EPS存在于细胞表面40m内。但在菌胶团中，EPS 主要集中在菌胶团中间，即为细胞的相互连接。因为EPS是菌胶团的重要组成,构成菌胶团的骨架。EPS的生长受到抑制
22、或者EPS作为碳源和能源被微生物降解，则引起絮体解散，对絮体带来不利影响。因为胞外聚合物与生物絮凝体的结构、性质和生物去除效果等密切相关,国内外对胞外聚合物开展了大量研究。1.4.2 EPS吸附性能的负面影响EPS的吸附性能能够促进活性污泥的絮凝以及泥水分离但同时也会带来一定的负面影响主要表现在膜反应器MBR问题上7。实验表明导致膜污染的主要原因是EPS对膜的结合堵塞23膜污染物中的EPS含量是正常活性污泥的4倍。另一方面EPS吸附有机物形成的大颗粒粘附在膜上堵塞膜孔使膜的流通量下降从而影响了MBR系统的运行经过发射型电子显微镜EEM鉴定EPS中的多糖由于其自身的高粘性而成为污染膜的主要成分。
23、1.4.3 EPS吸附性能的正面应用 由于EPS是天然的聚阴离子物质因此依靠离子交换作用固定重金属离子形成复合物并将其本身携带的钙镁离子释放到环境中，可以修复重金属污染的土壤这也是近年来EPS应用研究的热点8。当然由于EPS本身成分及其影响因素复杂性及其吸附重金属的键合作用发生的部位不同，导致EPS对不同的重金属具有不同的亲和力。1.5 EPS提取物化学分析EPS提取物中主要为多糖、蛋白质和DNA。多糖的测定采用蒽酮。H2S04比色法，即高温下糖类会被浓H2S04脱水生成糠醛或糠醛衍生物，并与蒽酮缩合成蓝色化合物。在620nm处测定吸光度(721型分光光度计)，以葡萄糖的标准曲线可换算出糖的含
24、量。DNA采用紫外吸收法测定（UV-500紫外可见分光光度计）10。测定溶液在260 nm的吸光度，DNA浓度（mg/L）的计算公式为蛋白质=1.45A280nm -0.74A260mn。该方法能消除样品中核酸对测定值的干扰。本实验中主要针对EPS中多糖和蛋白质的测量。1.6 SBR工艺1.6.1 SBR简介SBR又称序批式活性污泥法，与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式代替空间分割的操作方式，非稳定生化反应代替稳态生化反应，静置理想沉淀代替传统的动态沉淀，它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化，初沉，生物降解，二沉等功能于一池，
25、无污泥回流系统11。1.6.2 SBR工艺的优缺点优点：（1）、理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。 （2）、运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。 （3）、耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。 （4）、工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。 （5）、处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。 （6）、反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。 （7）、SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。 （8）
26、、脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。 （9）、工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无 二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。缺点：（1）、连续进水时，对于单一SBR反应器需要较大的调节池。 （2）、对于多个SBR反应器，其进水和排水的阀门自动切换频繁。 （3）、无法达到大型污水处理项目之连续进水、出水的要求。 （4）、设备的闲置率较高。 （5）、污水提升水头损失较大。 （6）、如果需要后处理，则需要较大容积的调节池 1.6.3 SBR系统的适用范围 （1）、中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤
27、其是间歇排放和流量变化较大的地方。 （2）、需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。 （3）、水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。 （4）、用地紧张的地方。 （5）、对已建连续流污水处理厂的改造等。 （6）、非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理12。1.6.4 SBR系统的调试 （1）活性污泥的培养驯化 SBR反应池去除有机物的机理与普通活性污泥法基本相同，主要大量繁殖的微生物群体降解污水中的有机物。 活性污泥处理系统在正式投产之前的首要工作是培养和
28、驯化活性污泥。活性污泥的培养驯化可归纳为异步培驯法、同步培驯法和接种培驯法，异步法为先培养后驯化，同步法则培养和驯化同时进行或交替进行，接种法系利用其他污水处理厂的剩余污泥，再进行适当的培驯13。培养活性污泥需要有菌种和菌种所需要的营养物。对于城市污水，其中的菌种和营养都具备，可以直接进行培养。对于工业废水，由于其中缺乏专性菌种和足够的营养，因此在投产时除用一般的菌种和所需要营养培养足够的活性污泥外，还应对所培养的活性污泥进行驯化，使活性污泥微生物群体逐渐形成具有代谢特定工业废水的酶系统，具有某种专性。 （2）试运行活性污泥培养驯化成熟后，就开始试运行。试运行的目的使确定最佳的运行条件。在活性
29、污泥系统的运行中，影响因素很多，混合液污泥浓度、空气量、污水量、污水的营养情况等。活性污泥法要求在曝气池内保持适宜的营养物与微生物的比值，供给所需要的氧，使微生物很好的和有机物相接触，全体均匀的保持适当的接触时间。对SBR处理工艺而言，运行周期的确定还与沉淀、排水排泥时间及闲置时间有关，还和处理工艺中所设计的SBR反应器数量有关。运行周期的确定除了要保证处理过程中运行的稳定性和处理效果外，还要保证每个池充水的顺序连续性，即合理的运行周期应满足运行过程中避免两个或两个以上的池子同时进水或第一个池子和最后一个池子进水脱节的现象。同时通过改变曝气时间和排水时间，对污水进行不同的反应测试，确定最佳的运
30、行模式，达到最佳的出水水质、最经济的运行方式。 （3）污泥沉降性能的控制，活性污泥的良好沉降性能是保证活性污泥处理系统正常运行的前提条件之一。如果污泥的沉降性能不好，在SBR的反应期结束后，污泥难以沉淀，污泥的压密性差，上层清液的排除就受到限制，水泥比下降，导致每个运行周期处理污水量下降。如果污泥的絮凝性能差，则出水中的悬浮固体（SS）含量将升高，COD上升，导致处理出水水质的下降。导致污泥沉降性能恶化的原因是多方面的，但都表现在污泥容积指数（SVI）的升高。SBR工艺中由于反复出现高浓度基质，在菌胶团菌和丝状菌共存的生态环境中，丝状菌一般是不容易繁殖的，因而发生污泥丝状菌膨胀的可能性是非常低
31、的14。SBR较容易出现高粘性膨胀问题。这可能是由于SBR法是一个瞬态过程，混合液内基质逐步降解，液相中基质浓度下降了，但并不完全说明基质已被氧化去除，加之许多污水的污染物容易被活性污泥吸附和吸收，在很短的时间内，混合液中的基质浓度可降至很低的水平，从污水处理的角度看，已经达到了处理效果，但这仅仅是一种相的转移，混合液中基质的浓度的降低仅是一种表面现象。可以认为，在污水处理过程中，菌胶团之所以形成和有所增长，就要求系统中有一定数量的有机基质的积累，在胞外形成多糖聚合物（否则菌胶团不增长甚至出现细菌分散生长现象，出水浑浊）。在实际操作过程中往往会因充水时间或曝气方式选择的不适当或操作不当而使基质
32、的积累过量，致使发生污泥的高粘性膨胀。 污染物在混合液内的积累是逐步的，在一个周期内一般难以马上表现出来，需通过观察各运行周期间的污泥沉降性能的变化才能体现出来。为使污泥具有良好的沉降性能，应注意每个运行周期内污泥的SVI变化趋势，及时调整运行方式以确保良好的处理效果15。1.7 课题研究目的和意义 微生物污水处理系统中，大部分微生物都是以微生物凝聚体的形式存在，比如絮状污泥，生物膜和颗粒污泥。EPS高分子量高聚物混合物，在纯培养、活性污泥、颗粒污泥和生物膜的研究中通过电子显微镜技术观察到它的存在。EPS对颗粒污泥的形成起重要作用，对微生物聚集体的物化特性有很明显的影响，包括结构、表面电荷、絮
33、凝性、沉降性、脱水性和吸附特性。研究发现，EPS具有运输功能，在生物质絮凝时起一定的作用，可从絮体污泥和活性污泥中EPS不同含量和组分，来解释它们对聚合物宏观结构的不同影响4。因此对EPS进行深入的研究不光对提高微生物废水处理的认识有重要意义，也大大的提高了对提高生物处理效率控制运行参数的精度，为脱氮除磷，新工艺提供科学的设计、运行参数。1.8课题研究内容（1）培养、驯化活性污泥，使其具有一定的脱氮除磷效率； SBR反应池去除有机物的机理与普通活性污泥法基本相同，主要大量繁殖的微生物群体降解污水中的有机物。 活性污泥处理系统在正式投产之前的首要工作是培养和驯化活性污泥。活性污泥的培养驯化可归纳
34、为异步培驯法、同步培驯法和接种培驯法，异步法为先培养后驯化，同步法则培养和驯化同时进行或交替进行，接种法系利用其他污水处理厂的剩余污泥，再进行适当的培驯。 （2）研究不同碳源对反应器脱氮除磷性能和EPS总量及其组分的影响；以及EPS的变化对污泥絮凝沉降性能的影响。（3）研究不同碳源对COD含量和组分的影响，并探究COD去除率最大时，最佳碳源的选择。第2章 实验材料与方法2.1实验材料、仪器及试剂2.1.1 实验材料本实验采用的废水是由吉林市某屠宰场提供的屠宰废水，通过添加葡萄糖、淀粉、乙酸钠等外加碳源，在SBR反应器中驯化活性污泥后，探究对EPS、COD及除磷效果的影响。2.1.2 实验试剂
35、表2-1实验所用试剂名称纯度生产商氯化钠99.5%（分析纯）天津市化学试剂三厂浓硫酸98%天津市化学试剂四厂硫酸银99.7%（分析纯）天津市光复精细化工研究所重铬酸钾99.7%（分析纯）沈阳市华东试剂厂硫酸亚铁按99.5%（分析纯）天津市瑞金特化学品有限公司盐酸36%-38%（分析纯）天津市化学试剂一厂葡萄糖（分析纯）沈阳市华东试剂厂淀粉（分析纯）天津市永大化学试剂有限公司酒石酸钾钠分析纯沈阳市华东试剂厂氢氧化钠96.0烟台市双双化工有限公司碘化钾分析纯天津市永大化学试剂有限公司对氨基苯磺酸99.6沈阳市华东试剂厂乙酸钠99.0天津市光复精细化工研究所盐酸萘胺99.5天津市津科精细化工研究所硫
36、酸汞98.5上海化学试剂采购供应站经销酒石酸锑氧钾99.0天津市光复精细化工研究所磷酸二氢钾99.5天津市瑞金特化学品有限公司考马斯亮蓝070115上海蓝季科技发展有限公司蒽酮分析纯国药集团化学试剂有限公司抗坏血酸99.7沈阳市华东试剂厂钼酸铵8590天津市永大化学试剂有限公司邻菲罗琳99.0天津市瑞金特化学品有限公司2.1.3 试验所需要的仪器表2-2实验所需仪器仪器名称型号/规格生产商SBR反应器小型自制紫外可见分光光度计722上海光谱仪器有限公司比色管50mL天津市天科玻璃仪器制造有限公司离心机80-2B上海安亭科学仪器厂电炉子DL-I-15天津市泰斯特仪器有限公司水浴锅HH-1金坛市江
37、南仪器厂电子天平FA1004A上海精密科学仪器有限公司天平仪器厂锥形瓶250ml-2.1.4 实验溶剂的选择(1)、蒽酮 0.2%蒽酮的配制：0.2g蒽酮溶于100ml浓硫酸中(2)、考马斯亮蓝 将100mg考马斯亮蓝G-250溶于50ml 95%乙醇，加入100ml85%的磷酸，然后，用蒸馏水补充至1000ml，此染液放4至少6个月保持稳定。(3)、酒石酸钾钠 称取50g酒石酸钾钠（KNaC4H4O6.4H2O）溶于100ml去离子水中，加热煮沸除去NH3，定容至100ml。(4)、纳氏试剂 称取16gNaOH溶于50ml去离子水中，冷却； 先称7gKI溶于50ml去离子水中，再称10gHg
38、I2,溶于上述KI溶液中； 将溶液a在搅拌的条件下缓慢注入溶液b中，标定至100ml，贮存在塑料瓶中避光，纳氏试剂可用12周。(5)、抗坏血酸10g抗坏血酸溶于水中，并稀释至100ml，该溶液贮存在棕色玻璃瓶中，在冷却后可以稳定几周，如颜色变黄则弃去重配；(6)、钼酸盐 溶解13g钼酸铵(NH4)6Mo7024·：4H2O于100ml水中。溶解0.35g酒石酸锑钾KSbC4H407·：1H2O于100ml水中。在不断搅拌下把钼酸铵溶液徐徐加到300ml硫酸（1:1）中，加酒石酸锑钾溶液并且混合均匀。该溶液贮存在棕色玻璃瓶中，在冷处可保存两个月。(7)、对氨基苯磺酸 称0
39、.6g对氨基苯磺酸溶于80ml热水中，冷却后加入20ml浓盐酸，标定至100ml。(8)、CH3COONa溶液 称取16.4gCH3COONa溶于去离子水中，标定至100ml。(9)、盐酸-萘胺溶液 称取0.6g盐酸-萘胺溶液溶于1ml浓盐酸水中，稀释至100ml，溶液若浑浊，则应过滤储存于棕色试剂瓶中，低温贮存。2.1.4 测量COD方法本实验采用的是重铬酸钾法测定COD用0.25mg/L浓度重铬酸钾溶液可测定大于50mg/l的COD值，未经稀释水样的测定上限是700mg/L。用0.025mol/L浓度的重铬酸钾溶液可测定550mg/L的COD值，但低于10mg/L时测量准确度较差20。 （
40、1）重铬酸钾标准溶液（1/6K2CrO7=0.25mol/L）:称取预先在120烘干2h的基准或优级纯重铬酸钾12.258g，溶于水中，移入1000mL容量瓶中稀释至标线，摇匀。 （2）硫酸亚铁铵标准溶液（NH4）2Fe(SO4)26H2O0.1mol/L：称取39.5g硫酸亚铁铵溶于水中，边搅拌边缓慢加入20mL浓硫酸，冷却后移入1000mL容量瓶中，加水稀释至标线，摇匀，临用前用重铬酸钾溶液标定。标定方法：准确吸取10.00mL重铬酸钾标准溶液于500mL锥形瓶中，加水稀释至110mL左右，缓慢加入30mL浓硫酸，混匀，冷却后，加入3滴试亚铁灵指示液（约0.15mL）用硫酸亚铁铵溶液标定，
41、溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色，即为终点。 C硫酸铵=0.2500*10.00V （3）试亚铁灵指示液：称取1.458g邻菲罗啉（C12H8N2H2O）0.635g硫酸亚铁（FeSO47H20）溶于水中，稀释至100mL，贮于棕色瓶中。 （4）硫酸-硫酸银溶液：于2500mL浓硫酸中加入25g硫酸银，放置两天，不时摇动使其溶解（如无2500mL容器，可在500mL浓硫酸中加入5g银）。 （5）硫酸汞：结晶或粉末。2.2实验装置图 如图2.3-1所示为本实验所用序批示活性污泥工艺装置图，此装置主要包含电机、搅拌器、曝气装置，及主体。图为实验装置示意图。 图2-1 SBR反应器实验装置示意图 活
42、性污泥驯化培养驯化结束后的活性污泥曝气6小时搅拌3小时澄清，吸取上清液测定TB-EPS、LB-EPS、磷酸盐、总磷、COD葡萄谈、淀粉、乙酸钠作为碳源处理屠宰废水，以及无外加碳源时2.3 实验路线图图2-2 实验路线图 第3章 不同碳源对屠宰废水中EPS的影响 胞外聚合物( Extra - cellular Polymeric Substances ,EPS) 是具有相似或相同结构的化合物通过聚合而成的有机高分子物质，分子量通常在10000以上，它具有复杂的化学组成,蛋白质和多糖是最主要的2种成分，占总量70 %80 %。EPS主要来源于进水基质、微生物新陈代谢、细胞自溶和脱落的细胞表面物质4
43、个方面16。对于环境微生物而言，污泥颗粒中，单个细胞大约50 %的EPS存在于细胞表面40m内。但在菌胶团中，EPS主要集中在菌胶团中间，即为细胞的相互连接。因为EPS是菌胶团的重要组成，构成菌胶团的骨架。EPS的生长受到抑制或者EPS作为碳源和能源被微生物降解，则引起絮体解散，对絮体带来不利影响。本实验主要针对EPS中蛋白质和多糖的测定进行探究。3.2试验方法3.2.1 实验的前期准备 用屠宰废水在SBR反应器中驯化活性污泥。 在测量EPS前一天需要在9:0016:00之间每隔一个小时取一次水样，每次取10ml水样（最好每次取得水样中带些泥），共取8支试样。3.2.2不同碳源下对屠宰废水的处
44、理 在转速为10000下离心5分钟得到可溶性有机物各取1ml待测定可溶性多糖和蛋白质用。 弃去上清液，加0.9%NaCl溶液至满，超声波震荡2分钟后，离心10分钟后各取1ml待测定LB-多糖和LB-蛋白质用。 弃去上清液，加0.9%NaCl溶液至满，70水解30分钟，离心15分钟后各取1ml待测定TB-多糖和TB-蛋白质17。3.2.3不同碳源下对屠宰废水中多糖和蛋白中的测量方法 多糖：1ml溶液中加入0.5ml蒽酮试剂，再向其中加入5ml浓硫酸，加棉塞沸水浴中水解10分钟后自然冷却，在波长为630nm下测定其吸光度。 蛋白质：1ml溶液中加入5ml考马斯亮蓝，静置3分钟，在波长为595nm下
45、测定其吸光度。3.3 实验结果分析3.3.1乙酸钠作为碳源时EPS的变化 SBR反应器启动期，添加淀粉作为碳源时，EPS( 胞外聚合物) 质量浓度的变化趋势如表1所示 随着运行时间的增加，紧密层胞外聚合物( TB-EPS) 和疏松层胞外聚合物( LB-EPS) 质量浓度逐渐升高，反应器运行至12d时，TB-EPS和LB-EPS的质量浓度保持相对稳定，平均值分别达到114.46mg/L和90.82mg/L，EPS总量维持在205.28mg/L，TB-EPS占EPS总量的55.76%，约为LB-EPS的1.26倍 这主要由于TB-EPS位于细胞体表面，与细胞壁结合牢固，不易脱落，含量相对较高，启动期污泥沉降性能良好表1 启动期间TB-EPS、LB-EPS的变化运行周期/d36912151821(LB-EPS/（mg/L） 85.286.0789.3596.1494.3293.9591
