O2 ?a?Ns?b? （3-36）
VXv 或 O2?a?QLr?b?VXv （3-37） 式中 O2——曝气池内生化需氧量，kg（O2）/d
O2——曝气池内单位污泥需氧量，kg(O2)/kgMLSS·d； VXv a’——降解1kg有机物的需氧量，kg(O2)kg(BOD5)； NS——污泥有机物负荷，kg(BOD5)/kgMLSS·d； b'——污泥自身氧化需氧率，kg(O2)/kgMLSS·d; Q——处理污水量，m3／d;
Lr——进、出水有机物浓度差，kg／m3； V——曝气池容积，m3；
Xv——挥发性污泥浓度MLVSS，kg／m3。 其中内源呼吸耗氧速率?(dO2)?b?不仅基本上为一常量，而降解有机物生化耗氧速dt率?(dO2)?a?Ns不仅与微生物性能有关，而且dt还与有机物负荷，有机物总量有关，因此利用瓦波呼吸仪测定污水可生化性能时，由于反应瓶内微生物与底物的不同，其耗氧量累计曲线也将有所不同，如图3－29示。
曲线（l）为反应瓶内仅有活性污泥与蒸馏水时，微生物内源呼吸耗氧量的累计曲线，耗氧速率基本不变。当反应瓶内的试样对微生物生理活动无抑制作用时，耗氧量累计曲线如图3－29中（2），开始由于有机物含量高，生物降解耗氧速
率也大，随着有机物量的减少，生物降解耗氧速率也逐渐降低，当进人内源呼吸期后，其耗氧速率与内源呼吸累计曲线（1）近于相等，两曲线几乎平行。
当反应瓶内试样是难生物降解物质时，其生化耗氧累积曲线如图3-29中（3），可降解物质被微生物分解后，微生物很快即进人了内源呼吸期，因此曲线不仅累计耗氧量低，而且较早地进入与内源呼吸线平行阶段。
当反应瓶内试样含有某些有毒物质或缺少某些营养物质，能够抑制微生物正常代谢活动时，其耗氧量累计曲线如图3－29中（4），微生物由于受到抑制，代谢能力降低，耗氧速率也降低。
由此可见，通过瓦波呼吸仪耗氧量累计曲线的测定绘制，可以判断污水的可生化性，并可确定有毒、有害物质进人生物处理构筑物的允许浓度等。
设备及用具
1．瓦波呼吸仪，主要由以下三部分组成：
（1）恒温水浴，具有三种调节温度的设备，一是电热器，通常装在水槽底部，通以电流后使水温升高；二是恒温调节器，能够自动控制电流的断续，这样就使水槽温度亦能自动控制；三是电动搅拌器，使水槽中水温迅速达到均匀。 （2）振荡装置。
（3）瓦波呼吸计，由反应瓶和测压管组成，如图3-30示。 反应瓶为一带中心小杯及侧臂的特殊小瓶，容积为25mL，用于污水处理时，宜用 125mL的大反应瓶。
测压管一端与反应瓶相连，并设三通，平时与大气不通，称闭管，另一端与大气相通，称开管，一般测压管总高约300mm，并以150mm的读数为起始高度。
2．离心机。 3．康氏振荡器。
4．BOD5、COD分析测定装置及药品等。 5．定时钟、洗液、玻璃器皿等及电磁搅拌器。
6．羊毛脂或真空脂、皮筋、生理盐水、pH=7的磷酸盐缓冲液，20％KOH溶液。 7．布劳第（Brodie）溶液：NaCl23g和脂胆酸钠5g，溶于500mL蒸馏水中，加少量酸性复红，溶液比重为1.033。
瓦波呼吸仪构造及操作运行方法，分别见《瓦呼仪的使用》（上海师范大学、生物理化技术）及瓦波呼吸仪说明书。 步骤及记录
1．实验用活性污泥悬浮液的制备
（1）取运行中的城市污水处理厂或某一工业污水处理站曝气池内混合液，注人曝气模型内空曝24小时，或放在康氏振荡器上振荡，使活性污泥处于内源呼吸阶段。
（2）取上述活性污泥，在3000r／min的离心机上离心十分钟，倾去上清液，加入生理盐水洗涤，在电磁搅拌器上搅拌均匀后再离心，而后用蒸馏水洗涤，重复上述步骤，共进行三次。
（3）将处理后的污泥用PH＝7的磷酸盐缓冲液稀释，配制成所需浓度的活性污泥悬浊液。
2．底物的制备
反应瓶内反应芮住行所需的底物，应根据实验目的而定。 （1）由现场取样，或根据需要对水样加以处理，或在水样中加入某些成分后，做为底物。 （2）人工配制各种浓度或不同性质的污水作为底物。
本实验是取生活污水，并加入Na2S产配制几种不同含硫浓度的废水，其浓度分别为5mg/L，15mg／L，40mg／L，60mg/L。
3．取清洁干gb反应瓶及在测压管中装好Brodie检压液备用，反应瓶按表3－28加入各种溶液，其中：
A．1，2两套只装人相同容积蒸馏水作温度压力对照，以校正由于大气温度、压力的变化引起的压力降。
B．3，4两套测定内源呼吸量，即在这两个反应瓶中注人活性污泥悬浮液，并加人相同容积的蒸馏水以代替底物，它们的呼吸耗氧量所表示的就是没有底物的内源呼吸耗氧量。
C．另10套除投加活性污泥悬浮液外，可按实验要求分别投加不同的底物。 向反应瓶内投加KOH、底物、污泥
（1）用移液管取0.2mL、20％KOH溶液放入各反应瓶的中心小杯，应特别注意防止KOH溶液进人反应瓶。用滤纸叠成扇状放在中心小杯杯口，以扩大CO。吸收面积，并防止KOH溢出。
（2）按表3-28的要求，将蒸馏水、活性污泥悬浮液，用移液管移人相应的反应瓶内。 （3）按表3-28的要求，将各种底物用移液管移入相应反应瓶的侧臂内。 4．开始实验工作
（1） 将水浴槽内温度调到所需温度并保持恒温。
表3-28 各反应瓶所投加的底物 反应瓶内液体容积 反应瓶编号 蒸馏水 3 2 活性污泥 1 1 1 1 1 1 5 2 底物含S2-（mg/L） 15 2 40 2 60 2 生活污水 2 中央小杯中20%KOH溶液体积(mL) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 溶液总体积(mL) 备注 1.2 3.4 5.6 7.8 9.10 11.12 13.14 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 0.2 温度压力对照 内源呼吸
（2）将上述各反应瓶磨口塞与相应的压力计连接，并用橡皮筋栓好，将各反应瓶侧臂的磨口与相应的玻璃棒塞紧，使反应瓶密封。
（3）将各反应瓶置于恒温水浴槽内，同时打开三通活塞，使测压管的闭管与大气相同。 （4）开动振荡装置约5—15分钟，使反应瓶体系的温度与水浴温度完全一致。 （5）将反应瓶侧臂中底物倾人反应瓶内，注意不要把KOH倒出或把污泥、、底物倒人中心小瓶内。
（6）将各测压管闭管中检压液面调节到刻度150inin处，然后迅速关闭测压管顶部三通使之与大气隔绝。记录各调压管中检压液面读数，此值应在150mm左右，再开启振荡装置，此时即为实验开始时刻。
5．实验开始后每隔一定时间，如0.25，0.5，1.0，2.0，3.0??6.0小时，关闭振荡装置，利用测压管下部的调节螺旋，将闭管中的检压波浪面调至150mm，然后读出开管中检压液液面并记录于表3-29中。
（1）严格地说，在进行读数时，振荡装置应继续工作，但实际上很困难，为避免实验时产生较大的误差，读数应快速进行，或在实验时间中扣除读数时间，记录完毕，即迅速开启振荡开关。
（2）温度及压力修正两套实验装置，应分别在第一个和最后一个读数以修正操作时间的影响。
（3）实验中，待测压管读数降至50mm以下时，需开启闭管顶部王通，使反应瓶空间重新充气，再将闭管液位调至150mm，并记录此时开管液位高度。
（4）读数的时间间隔应按实验的具体要求而定，一般开始时应取较小的时间间隔，如15min，然后逐步延长至30min，1h，甚至2 h，实验延续时间视具体情况而定，一般最好延续到生化呼吸耗氧曲线与内源呼吸耗氧曲线趋于平行时为止。
反应瓶编号 反应瓶常数 反应瓶用途 项目 时间(h) 0.25 0.30 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 K= 温压计 读数h 差值Δh K= 内源呼吸 读数hi’ 差值Δhi’ 实差Δhi 耗氧率Ci K= 底物 读数hi’ 差值Δhi’ 实差Δhi 耗氧 K= 底物含S2-（mg/L） 读数差值Δhi’ 实差Δhi 耗氧率Ci 率Ci hi’
6．实验停止后，取下反应瓶及测压管，擦净瓶口及磨塞上的羊毛脂，倒去反应瓶中液体。用清水冲洗后，置于肥皂水中煮沸，再用清水冲洗后，以洗液浸泡过夜，洗净后置于55℃烘箱烘干待用。 注意事项
1．瓦波呼吸仪是一种精密贵重仪器，使用前一定要搞清仪器本身构造、操作及注意事从一实验中根为要集中，，一动作要轻、软，以免损坏反应瓶或测压管。 2．反应瓶，测压管的容积均已标好，并有编号，。使用时一定要注意编号、配套，不要搞乱搞混，以免由于容积不准影响实验成果。
3．活性污泥悬浮液的制备，一定要按步骤进行，保证污泥进人内源呼吸期。 4．为了保证实验结果的精确可靠，必要时，可先用一反应瓶进行必要的演练。 成果整理
1．根据实验中记录下的测压管读数（液面高度），计算活性污泥耗氧量。 主要公式为：
（1） ?hi??hi???h （3-38） 式中 ?hi——各测压管计算的检压液而高度变化值mm； ?h—温度压力对照管中检压液液面高度变化值，mm；
?h?其中：
?h1??h2 （3-39）2 ?h1?h2(t2)?h1(t1) （3-40） ?h2?h2(t2)?h2(t1)
（3-41）
?hi?——各测压管实测的检压液液面高度变化值，mm。
?hi??hi?(t2)?hi?(t1) （3-42） (2) Xi??Ki??hi （3-43） 或 Xi?1.429Ki??hi （3-44） 式中Xi?——耗氧量，mL、μL；
Xi—一耗氧量，mg；
1.429——氧的容重，g/L；
Ki——各反应瓶的体积常数，已给出，测法及计算见《瓦呼仪的使用》一书。 （3） Ci?Xi (3-45) Si式中 Ci——各反应瓶不同时刻，单位量活性污泥的耗氧量，mg／mg。 Xi——各反应瓶不同时间的耗氧量，mg； Si——各反应瓶中的活性污泥重量，mg。 计算表格见表3－29。
2．以时间为横坐标，C。为纵坐标，绘制内源呼吸线及不同食流污水生化呼吸线，进行比较．分析含硫浓度对生化呼吸过程的影响，及生物处理可允许的合硫浓度。 思考题
1．瓦波呼吸仪的构造、操作步骤、使用注意事项。 2．利用瓦波呼吸仪为何能判定某种污水可生化性？ 3．何为内源呼吸，何为生物耗氧？
3． 利用瓦波呼吸仪还可进行哪些有关实验？
实验六 活性污泥活性测定
在活性污泥法的净化功能中，起主导作用的是活性污泥，活性污泥性能的优劣，对活性污泥系统的净化功能有决定性的作用，活性污泥是由大量微生物凝聚而成，具有很大的表面积，性能优良的活性污泥应具有很强的吸附性能和氧化分解有机污染物的能力。并具有良的沉淀性能，因此，活性污泥的活性即吸附性能、生物降解能力与污泥凝聚沉淀性能。 由于污泥凝聚沉淀性能可由污泥容积指数SV二值和污泥成层沉降的沉速反映。故本节只考虑活性污泥的活性吸附性能与生物降解能力的测定。 一、 吸附性能测定
进行污泥吸附性能的测定，不仅可以判断污泥再生效果，不同运行条件、方式、水质等状况下污泥性能的好坏，还可以选择污水处理运行方式，确定吸附、再生段适宜比值，在科研及生产运行中具有重要的意义。 目的
1．加深理解污水生物处理及吸附再生式曝气池的特点、吸附段与污泥再生段的作用。 2．掌握活性污泥吸附性能测定方法。 原理