实验七活性污泥培养
一、实验目的
1. 通过培养活性污泥，加深对活性污泥法作用机理及主要技术参数，如活性污泥浓度、有机物去除率、污泥增长规律等的理解；
2. 学会培养活性污泥和测定污泥沉降比(%)的方法，掌握培养活性污泥的基本方法，为以后工作环境中调试污水处理工程奠定必要的知识和技能储备；
3．能对活性污泥培养过程中出现的异常现象进行初步分析；
4. 了解有机负荷对活性污泥增长率的影响。

二、实验原理
废水的生化处理法就是利用自然界广泛存在的、以有机物为营养物质的微生物来降解或分解废水中溶解状态和胶体状态的有机物，并将其转化为CO2和H2O等稳定无机物的方法，通常又称为生物处理法。

从1916年开始到现在，废水生物处理技术经历了从简单到复杂、从单一功能到多种功能、从低效率到较高效率的纵向发展阶段；从英国到世界各地，废水生物处理技术经历了由点到面、由生活污水处理到各种工业废水处理的横向发展阶段。

活性污泥法开创于1914年的英国，即习惯所称的普通活性污泥法或传统活性污泥法，其工艺流程如图7-1所示，由初次沉淀池、曝气池、二次沉淀池、曝气设备以及污泥回流设备等组成，主要构筑物是曝气池和二次沉淀池。

图7-1 普通活性污泥法的基本流程
在活性污泥法中起主要作用的是活性污泥，由具有活性的微生物、微生物自身氧化的残留物、吸附在活性污泥上不能被微生物所降解的有机物和无机物组成。

活性污泥微生物从污水中连续去除有机物的过程包括以下几个阶段：(1)初期去除与吸附作用；(2)微生物的代谢作用；(3)絮凝体的形成与凝聚沉淀。

BOD污泥负荷率、水温、pH值、溶解氧(DO)、营养物质及其平衡、有毒物质等环境因素都会影响活性污泥法的处理效果，而活性污泥法处理设备的任务就是要创造有利于微生物生理活动的环境条件，充分发挥活性污泥微生物的代谢功能。

三、实验设备及仪器
1．容积为2.5～3.0L的活性污泥法实验模型，采用有机玻璃制造，外形为方形或圆形，带空气扩散装置或表面曝气装置；
2．压缩空气供给系统；
3．悬浮固体测定装置及设备；
4. COD测定装置及设备；
5. 量筒、定时钟或秒表、烘箱、冰箱等。

四、实验耗材
1．生化污水等废水；或淘米水；
2．若自配合成废水，参考配方如下：
⑴贮存液
葡萄糖液溶液2L 93.8g/L (相当于COD100g/L)
溶液A 2L
K2HPO4320g/L
KH2PO4160g/L
NH4Cl 120g/L
溶液B 2L
MgSO4·7H2O 15.0g/L
FeSO4 ·7H2O 0.5g/L
ZnSO4·7H2O 0.5g/L
CaCl2 2.0g/L
MnSO4·3H2O 0.5g/L
⑵合成废水COD1000mg/L
葡萄糖液10mL/L 混合液
溶液A 10mL/L 混合液
溶液B 10mL/L 混合液
按上述量加入后，可加自来水使容积达到要求值。

五、实验步骤
1．从已有的活性污泥法处理构筑物中取活性污泥300mL加入四套实验模型中作为菌种，然后加入待试验的合成废水或某种真实的废水，进行活性污泥的培养和驯化。

2. 培养和驯化活性污泥的方法是，每天向装置内曝气23小时，然后加自来水补充曝气过程中的蒸发损失，并按一定比例排出部分混合液一定体积(100～600mL)测定其沉降比SV%，再关闭空气管混合沉淀30分钟，小心地用虹吸管排出上清液后，再向装置投加新鲜废水。

3. 上述步骤应重复9天以上，本组每个同学至少独立操作一次，此时装置运行情况一般会达到稳定状态。

六、实验数据记录与分析
1. 数据记录表
表7-1 活性污泥培养记录表
2. 绘制随时间而变化的SV% 曲线并进行分析。

3. 结合实验数据讨论不同混合液排放量对活性污泥培养过程的影响。

七、思考题
1．实测并绘制实验设备草图，注明各部分主要尺寸。

2．到目前为止，活性污泥法有哪些新的发展工艺？请对新工艺作简要介绍。

3．在工程实践中，如何培养活性污泥？
4．在活性污泥法运行管理中，一般需控制那些参数？如何实现对这些参数的调控以达到该工艺的良好运行？
5．谈谈本次实验亲自动手独立培养活性污泥的体会。

八、几点说明
1．实验步骤中活性污泥培养周期可根据实验学时灵活安排或调整。

2．如果设备条件具备，可多组同时进行，每组学生进行一个装置一种条件的试验，试验后互相交流进行综合分析。

3．实验历时较长，工作量较大，可考虑结合专业实习在现场进行或在毕业论文期间结合科研进行。

4．由于实验学时所限，对该实验着重要求学生利用实验室的开放自行培养活性污泥，培养学生的实践能力；同时由于基础化学实验已进行过相关指标测定的训练，故本实验暂不要求学生测量COD等有关参数。