实验十七 活性污泥或水稻土中甲烷形成活性的测定
厌氧污泥产甲烷活性的测定
厌氧污泥的产甲烷活性，即单位重量以VSS计的污泥在单位时间所能产生的甲烷量。
由于废水中被去除的COD主要转化为甲烷，因此污泥的产甲烷活性可以反映出污泥所能具有的去除COD及产甲烷的潜力，它是污泥品质的重要参数。
污泥的产甲烷活性与许多因素有关，为了解这个活性的大小，试验必须在理想条件下进行。
一、试验装置图中250ml三角瓶为反应器，其中装有约2g/L的颗粒污泥和VFA培养基。
史氏发酵管立柱部分标有刻度，可以记录排水体积即产甲烷体积。
二、测定条件1、温度：35℃或工业反应器实际反应温度。
2、底物浓度和污泥浓度：采用较低的污泥浓度以排除底物扩散的影响，一般采用1.5～2g/l；采用较高的底物浓度以改善传质，但应在抑制浓度以下，因采用的是VFA培养基，过高的底物浓度会产生抑制作用。
3、底物组成：乙酸：丙酸：丁酸=73:23:4，乙酸、丙酸、丁酸的分子量分别为1.067、1.514和1.818。
4、pH：测定前先将底物VFA配成浓度较大的母液，如100gCOD/kg，然后以NaOH中和至pH6.5，使用时稀释，并用NaOH调pH至6.5。
5、营养物和微量元素测定污泥活性所配制的水样中还应添加营养物和微量元素，各自的母液组成如下：营养母液每升含：NH4Cl 170g；KH2PO4 37g；CaCl2⋅2H2O 8g；MgSO4⋅4H2O 9g微量元素每升含：FeCl3⋅4H2O 2000mg；CoCl2⋅6H2O 2000mg；MnCl2⋅4H2O 500mg；CuCl2⋅2H2O 30mg；ZnCl2 50mg；H3BO350mg；(NH4)6Mo7O24⋅4H2O：90mg；Na2SeO3⋅5H2O：100mg；NiCl2⋅6H2O 50mg；EDTA：1000mg；36％HCl：1ml；刃天青：500mg。
硫化钠母液每升含：Na2S⋅9H2O：100g 。
配置水样时以上母液各加入1ml。
此外还要加入酵母抽提物(酵母粉或膏) 0.2g。
FACE对水稻土产甲烷菌和甲烷氧化菌种群及其活性的影响_王殳屹
土 壤(Soils), 2006, 38 (6): 768~773FACE对水稻土产甲烷菌和甲烷氧化菌种群及其活性的影响①王殳屹1,2， 韩 琳1， 史 奕1*， 梅宝玲3，朱建国4（1 中国科学院沈阳应用生态研究所陆地生态过程重点实验室，沈阳 110016；2 中国科学院研究生院，北京 100049；3 中国科学院大气物理研究所, 北京 100029；4 土壤与农业可持续发展国家重点实验室（中国科学院南京土壤研究所），南京 210008）摘 要： 利用江都市小记镇的稻-麦轮作FACE平台，采用最大可能（MPN）法，在2005年水稻生长季研究了不同施肥（常规N量和低N量）、不同秸秆还田（秸秆全还田和秸秆不还田）处理土壤中的产甲烷菌和甲烷氧化菌数量在大气CO2浓度升高（FACE）条件下随时间的变化情况，并且借助气相色谱测定了土壤的产甲烷潜力和甲烷氧化潜力。
结果表明：在秸秆全还田情况下，FACE对于产甲烷菌在分蘖期具有促进作用，而在抽穗期与收获期具有抑制作用，这种作用在低N条件下达到显著性（P＜0.05）水平。
而秸秆不还田情况下，FACE对产甲烷菌无明显促进作用；在低量N的施用情况下，FACE对于土壤甲烷氧化菌的活性具有刺激作用，在水稻抽穗期土壤甲烷氧化菌数量明显地高于对照，达到显著性水平（P＜0.05）；而常规施N量秸秆全还田的情况下，在水稻的分蘖期、拔节期和收获期FACE土壤中的甲烷氧化菌数量却受到一定程度的抑制。
土壤的产甲烷潜力测定结果表明，FACE能促进土壤的CH4释放，尤其是在常规N量施用条件下。
当底物（加入外源CH4）充足时，FACE 条件下能使土壤具有较高的氧化CH4的能力，其CH4氧化潜力明显大于对照土壤，并且这种作用在常规N肥施用条件下尤为明显，达极显著性水平（P＜0.01）。
关键词： FACE；产甲烷菌；甲烷氧化菌；产甲烷潜力；甲烷氧化潜力中图分类号： S154.3；X16温室气体在大气中浓度的增加越来越受到人们的关注。
厌氧污泥产甲烷活性的测定作业指导书
厌氧污泥产甲烷活性的测定作业指导书厌氧污泥的产甲烷活性是指单位重量的污泥（以VSS 计）在单位时间内所能产生的甲烷量。
污泥的产甲烷活性可以反映出污泥所具有的去除COD 及产生甲烷的潜力,是污泥品质的重要参数。
实验仪器：恒温水浴锅250和500ml输液瓶、注射器(10ml)橡胶管、医用针头、止水夹、三通管、量筒实验药品：(1)VFA母液：即为醋酸溶液=100gCOD/L（PH=7），1g 醋酸=1.07gCOD。
(2)营养液：称取170g NH4Cl，37g KH2PO4，8g CaCl2·2H2O，9g MgSO4·4H2O溶于1升水中。
(3)微量元素：每升含：FeCl3·4H2O，2000mg；CoCl2·6H2O，2000mg；MnCl2·4H2O，500mg；CuCl2·2H2O，30mg；ZnCl2，50mg；(NH4)6Mo7O24·4H2O，90mg；Na2SeO3·5H2O，100mg；NiCl2·6H2O，50mg；EDTA，1000mg；36%HCl，1ml；刃天青，500mg。
(4)硫化钠母液(100g/L)：每升水中含Na2S·9H2O 100g，临用时配制。
(5)吸收液：0.5%的氢氧化钠。
实验步骤：(1)测定样品的VSS(2)向250ml反应器(带胶塞输液瓶)中加入10mlVFA母液，加入2.5ml营养液，再加入0.33ml微量元素，加入3滴硫化钠母液，然后加入约180ml水。
(3)用氢氧化钠调节PH在7.1～7.3之间。
(4)按照反应器污泥浓度为1.36gVSS/L计算出应加的污泥量，加入污泥并加水至250ml，测定PH值。
(5)连接装置，并检验是否漏气，将水浴锅温度调到与现场相同温度，量筒内的水位以最低刻度线为基准(一般为10ml)。
1小时后开始记数，每隔2小时读一次数，读数前摇晃反应器。
活性污泥性能测定
一、实验目的
加深对活性污 泥法基本概念、 基本理论的理 解；
掌握活性污泥 主要性能指标 的实验测定及 计算方法。
二、实验要求
以五人为一组，分别进行测定Sa及SVI； 每组用5个烧杯，分别测定Sa及SV，取其
平均值。
三、概述
污泥沉降比SV：曝气池混合液在量筒内静置 30分钟后，所形成沉淀污泥的体积占原混合液 的体积百分率。
V
式中W1－滤纸的净质量（g）； W2—滤纸和悬浮物固体的质量（g）； V—水样的体积（ml）。
五、测定步骤
计算SVI 根据五组SV、Sa计算其平均值SV-，Sa-。利用
SV(ml/L)
S/ml）
六、实验讨论
用你测定的SV、Sa 、SVI 值来分析此活 性污泥的工作是否在正常范围之内。
实验二 活性污泥性能测定
活性污泥法的历史
1912年-1913年英国人发明，1914年由Ardern和 Lockett在英国曼彻斯特建成试验厂，1916年美国 正式建立了第一座活性污泥法污水处理厂。在90 余年的历史中，随着在实际生产上的广泛应用和 技术上的不断革新改进，特别是近几十年来，在 对其生物反应和净化机理进行深入研究探讨的基 础上，活性污泥法在生物学、反应动力学的理论 方面以及在工艺方面都得到了长足的发展，出现 了多种能够适应各种条件的工艺流程。
Sa及SVI 测定：每组真空过滤装置一套， 水份快速测定仪一个，定量滤纸数张。
五、测定步骤
1、SV的测定，自曝气池中取得混合液，倒 入100ml，静止沉淀30分钟，记录沉淀污泥 体积。
五、测定步骤
2、Sa的测定： (1)取定量滤纸一张放入水份快速测定仪称盘
上开灯烘烤1分钟，称量并作记录（W2）. (2)将称量后的滤纸小心地平铺于布氏漏斗内
土壤甲烷的测定原理是
土壤甲烷的测定原理是
土壤甲烷的测定原理主要包括以下几个步骤：
1. 采样：从土壤中采集样品，通常使用土壤钻或土样采集器进行采样。
2. 样品处理：将采集的土壤样品进行处理，通常包括去除杂质、干燥和研磨等步骤，以便后续的测定操作。
3. 甲烷提取：将处理后的土壤样品与适量的溶剂（例如甲醇或二甲苯）混合，利用溶剂提取甲烷。
4. 甲烷测定：采用适当的测定方法，如气相色谱法（GC）、质谱法（MS）或红外光谱法（IR）等，对提取的甲烷进行定量测定。
5. 数据分析：根据测定结果计算出土壤中甲烷的含量，并进行数据分析和解释。
需要注意的是，不同的测定方法可能会有一定的差异，选择合适的方法需要考虑到测定的准确性、灵敏度和实验条件等因素。
活性污泥性能测定实验
1.4 实验步骤
污泥干重的测量方法： a）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。 b）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）。 c）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）。 d）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。 e）污泥干重= W2 - W1
1.3 实验所需仪器设备及材料
1. 活性污泥法处理系统（模型系统）包括曝气池和二次沉淀池； 2. 活性污泥法处理系统所需要的设备； 3. 过滤器，1套； 4. 烘箱，1台； 5. 分析天平，1台； 6. 干燥器，1台； 7. 称量瓶，1个； 8. 量筒，100mL，1个； 9. 虹吸管、吸耳球等提取污泥的器具。
2. 污泥沉降比和污泥指数二者有什么区别和联系? 3.活性污泥的絮凝沉淀有什么特点和规律?
1.5 实验记录
原始实验记录
静沉时间
（min）
1
3
5
10
15
20
30
污泥容积 （ml）
滤纸+称量瓶重 量W1（g）
滤纸+称量瓶+污 泥重量W2 （g）
活性污泥干重 （g）
1.6 实验结果整理
1.根据测定污泥沉降比（SV％）。 SV%= 混合液静沉30min污泥容积（ml）×100% 混合液容积（100ml）
实验6
活性污泥性能测定实验
1.1 实验目的
掌握沉降比和污泥指数这两个表征活性污泥沉淀性能 指标的测定和计算方法。 进一步明确沉降比，污泥指数和污泥浓度三者之间的 关系以及它们对活性污泥法处理系统的设计和运行控 制的指导意义。 加深对话性污泥的絮凝沉淀的特点和规律性能的指标用污泥沉降比和污泥指数来表示。 沉降比SV％即曝气池出水的混合液的体积在100mL的量筒中静 置沉淀30min后，沉淀后的污泥体积和混合液体积（100ml） 的比值％。 污泥指数(SVI)的全称为污泥容积指数，是曝气池出口处混合液 经30min静沉后，1g干污泥所占的容积，以mL计。 污泥指数能客观地评价活性污泥的松散程度和絮凝、沉淀性能， 及时地反映出是否有污泥膨胀的倾向或已经发生污泥膨胀。
土壤活性测定实验报告
一、实验目的1. 了解土壤活性的基本概念和测定方法。
2. 掌握土壤酶活性的测定原理和操作步骤。
3. 通过实验，了解土壤酶活性与土壤肥力的关系。
二、实验原理土壤活性是指土壤中微生物、植物、动物等生物体及其代谢产物的综合活性。
土壤酶活性是土壤活性的重要指标，可以反映土壤中生物体的代谢能力和土壤肥力状况。
本实验通过测定土壤酶活性，了解土壤活性水平。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：土壤样品、过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、蛋白酶、转化酶、脱氢酶等试剂。
2. 实验仪器：恒温水浴锅、pH计、分光光度计、滴定管、移液管、烧杯、试管等。
四、实验方法1. 土壤样品的采集与处理采集不同类型土壤样品，过筛后，置于4℃冰箱中保存。
2. 土壤酶活性的测定（1）过氧化氢酶活性测定原理：过氧化氢酶催化过氧化氢分解，产生水和氧气。
通过测定氧气的产生量来计算过氧化氢酶活性。
操作步骤：①配制过氧化氢酶反应液：取一定量的土壤样品，加入一定量的磷酸盐缓冲液，混匀，置于4℃冰箱中保存。
②取一定量的过氧化氢酶反应液，加入一定量的过氧化氢，在恒温水浴锅中反应一段时间。
③用分光光度计测定反应液的吸光度，根据标准曲线计算过氧化氢酶活性。
（2）磷酸酶活性测定原理：磷酸酶催化磷酸苯二钠水解，产生酚和磷酸。
通过测定酚的产生量来计算磷酸酶活性。
操作步骤：①配制磷酸酶反应液：取一定量的土壤样品，加入一定量的磷酸盐缓冲液，混匀，置于4℃冰箱中保存。
②取一定量的磷酸酶反应液，加入一定量的磷酸苯二钠，在恒温水浴锅中反应一段时间。
③用分光光度计测定反应液的吸光度，根据标准曲线计算磷酸酶活性。
（3）脲酶活性测定原理：脲酶催化尿素水解，产生氨和二氧化碳。
通过测定氨的产生量来计算脲酶活性。
操作步骤：①配制脲酶反应液：取一定量的土壤样品，加入一定量的磷酸盐缓冲液，混匀，置于4℃冰箱中保存。
②取一定量的脲酶反应液，加入一定量的尿素，在恒温水浴锅中反应一段时间。
③用滴定法测定氨的产生量，根据标准曲线计算脲酶活性。
活性污泥法实验
活性污泥实验、、实验目的1、观察完全混合活性污泥处理系统的运行，掌握活性污泥处理法中控制参数（如污泥负荷、泥龄、溶解氧浓度）对系统的影响；2、加深对活性污泥生化反应动力学基本概念的理解；3、掌握生化反应动力学系数K 、Ks 、Vmax 、Y 、Kd 、a 、b 等的测定。
、、实验原理活性污泥好氧生物处理是指在有氧参与的条件下，微生物降解污水中的有机物。
整个过程包括微生物的生长、有机底物降解和氧的消耗，整个过程变化规律如何正是活性污泥生化反应动力学研究的内容，活性污泥生化反应动力学内容包括：（1）底物的降解速度与有机底物浓度、活性污泥微生物量之间的关系；（2）活性污泥微生物的增殖速度与有机底物浓度、活性污泥微生物量之间的关系；（3）有机底物降解与氧需。
1、底物降解动力学方程Monod 方程：（1）SKs S V dt dS+=-max Vmax-------有机底物最大比降解速度，Ks-----------饱和常数，在稳定条件下，对完全混合活性污泥系统中的有机底物进行物料平衡：（2）0)(=++-+dtdSV Se Q R Q Se Q R Q So 整理后，得（3）dtdSV Se So Q -=-)(于是有（4）S Ks SV Xt Se So XV Se So Q +=-=-max )(而，F/M 为污泥负荷。
M F XtSeSo XV Se So Q /)(=-=-完全混合曝气池中S=Se ，所以（4）式整理后可得（5）max11max V Se V Ks Se So t X +=-（5）式为一条直线方程，以为横坐标，（污泥负荷）为纵坐标，直线的斜Se 1XtSe So -率为，截距为，可分别求得、Ks 。
max V Ks max1V max V 又因为在低底物浓度条件下，Se<<Ks ，所以有（6）Se K KsSeV Se Ks Se V dt dS ==+=-max max即（7）KSe XtSeSo =-以Se 为横坐标，（污泥负荷）为纵坐标，可求得直线斜率K 。
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实验十七
活性污泥或水稻土中甲烷形成活性的测定
活性污泥或水稻土中甲烷形成活性的测定
♌实验目的
♌实验材料
♌实验程序
♌思考题
实验目的
♌初步掌握应用气相色谱仪测定厌氧生境中样品的甲烷形成活性。
♌加深对沼气发酵微生物学原理的理解。
♌加深对温室气体—甲烷产生的微生物学原理的理解。
实验材料Ⅰ
♌活性污泥
♌102G型气相色谱仪（测定条件）：
1. 采用热导检测器时，用2m长不锈钢柱一根，内装
GDX—104担体，层析室温度400C，载气为N 2，N2流速为25mL/min，甲烷出峰时间为19s，记录仪上纸速为
10X60mm/h，灵敏度和衰减可视样品中甲烷的含量而定。
进样量为0.5mL。
2.用氢火焰离子检测器时，用1m长不锈钢柱一根，内装
GDX—502担体，层析室温度400C，载气为N 2，N2流速为20mL/min，氢气流速为60mL/min，空气流速为
700mL/min，记录仪记录仪上纸速为10X60mm/h，进样量为0.5mL。
灵敏度和衰减可视样品中甲烷的含量而定。
实验材料Ⅱ
♌100mL带有异丁基胶塞的血清瓶若干。
♌1mL、10mL密封性能良好的注射器。
♌标准甲烷气体。
♌产甲烷菌培养基：
HCOONa 4g CH 3COONa 4g CH 3OH 4mL NH4Cl 0.8g MgCl 2 0.08g K2HPO4 3.2g KH 2PO4 3.2g 酵母膏0.8g 半胱氨酸0.4g 刃天青（0.1%）0.8mL
H
2/CO
2
（80/20体积比）水800mL
pH 7.0—7.2 沼气发酵或土壤浸出液240mL
实验材料Ⅲ
♌将上述培养基配制好，湿热灭菌后备用。
♌注：上述培养基厌氧配制，即采用亨格
特厌氧装置，在配制过程中均用无氧N
2置换容器中之空气的情况下进行，每只100mL血清瓶中装培养基30mL（参观示范）。
实验程序
♌活性污泥或水稻土产甲烷量的测定。
♌甲烷含量的计算。
♌添加不同量葡萄糖对产甲烷作用的影响。
实验程序Ⅰ （活性污泥或水稻土产甲烷量的测定）
每组称取15g活性污泥或15g水稻土放入装有30mL
产甲烷菌培养基的血清瓶中，应注意在打开血清瓶
上的异丁基胶塞时应立即充入无氧N
2 ，不使外界的
空气进入血清瓶内，盖好胶塞，在350C下培养4—15d，培养时间取决于样品中产甲烷菌数量和活性。
培养结束，用1mL气密性好的注射器自血清瓶中抽取0.5mL气样，用气相色谱仪测定甲烷含量。
实验程序Ⅱ
（甲烷含量计算）
因甲烷峰高与气体中甲烷含量成正比，故可用外
标法来测定样品中的甲烷量。
标准甲烷气体含量（%）X 测样中甲烷气体峰高（mm）
测样中甲烷含量（%）=
标准甲烷气体峰高（mm）X10由甲烷含量的百分比，再根据血清瓶中气相体积计算µ moles数：
纯甲烷体积（L）=测样中甲烷含量（%）X 气相体积（L）
X106
甲烷形成量（µ moles）=纯甲烷体积（L）
22.4L
产甲烷活性用形成甲烷的µ mol/g干土/d
实验程序Ⅲ （添加不同量葡萄糖对产甲烷作用的影响）
每组取两只100mL血清瓶，每只中装活
性污泥（或水稻土）各15g，贴上标签，以A、B标记，记下加多少水，刚好淹没污泥（或土壤），其中A瓶中加0.5%葡
萄糖，B瓶中加10%葡萄糖，摇匀，用异丁基胶塞塞好，于280C培养一周。
取出
瓶子，用pH试纸测定A、B瓶中的pH值，并测定甲烷形成量。
思考题
♌沼气发酵的原理是什么？
♌为什么样品中加过量葡萄糖会使发酵液酸化？
♌气相色谱仪测甲烷含量的原理是什么？可选用何种检测器？
实验十七结束。