污水處理vfa測定方法

1. 污水處理為什麼VFA是反映厭氧生物反應器效果的重要指標

厭氧生物處理反應器啟動時的注意事項有哪些
（1）厭氧化物處理反應器在投入運行之前，必須進行充水試驗和氣密性試驗。充水試驗要求無漏水現象，氣密性試驗要求池內加壓到350mm水柱，穩定15min後壓力降小於100 mm水柱。而且在進行厭氧污泥的培養和馴化之前，最好使氮氣吹掃。
（2）厭氧活性污泥最好從處理同類污水的正在運行的厭氧處理構築物中取得，也可取自江河湖泊沼澤底部、市政下水道及污水集積處等處於厭氧環境下的淤泥，甚至還可以使用好氧活性污泥法的剩餘污泥進行轉性培養，但這樣做需要的時間要更長的一些。
（3）厭氧化物處理反應器因為微生物增殖緩慢，一般需要的啟運時間較長，如果能接種大量的厭氧污泥，可以縮短啟動時間。一般接種污泥的數量要達到反應器容積的10% ~9%，具保值根據接種污泥的來源情況而定。接種量越大，啟動時間越短，如果接種污泥中含有大量的甲烷菌，效果會更好。
（4）採用中溫消化或高溫消化時，加熱升溫的速度越慢越好，一定不能超過1℃/h。同時對含碳水化合物較多、缺乏鹼性緩沖物質的廢水時，需要補充投加一部分鹼源，並嚴格控制反應器內的PH值在6.8~7.8之間。
（5）啟動時的初始有機負荷與厭氧處理方法、待處理廢水性質、溫度等工藝條件及接種污泥的性質等有關，一般從較低的負荷開始，再逐步增加負荷完成啟運過程。例如UASB啟動時，初始有機負荷一般為0.1~0.2kgCODCR/（kgMLSS?d），當CODCR去除率達到80%或出水中揮發性有機酸VFA的濃度低於1000mg/L後，再按原有負荷50%的遞增幅度增加負荷。如果出水中VFA濃度較高，則不宜提高負荷，甚至要酌情降低負荷。
（6）厭氧反應器的出水以一定的迴流以返回反應器，可以回收部分流失的污泥及出水中的緩沖性物質、平衡反應器中水的PH值。一般附著型的反應裝置因填料具有一定的攔截作用，可以不用迴流出水；而懸浮生長型反應裝置啟動時因污泥易於流失，可適當出水迴流。
（7）對於縣浮型厭氧反應裝置，可以投加粉末無煙煤、簽名冊水砂礫、粉末活性炭或絮凝劑，促進污泥的顆粒化。
（8）啟動初期水力負代號過高可能造成污泥的大量流失，水力負荷過低又不利於厭氧污泥的篩選。一般在啟動初期 選用較低的水力負荷，經過數周後再緩慢平穩地遞增。

2. 什麼是vfa

VFA是一種揮發性脂肪酸。

VFA，即揮發性脂肪酸，是一種短鏈脂肪酸。它常見於生物發酵的過程中，尤其是微生物分解有機物時產生的代謝產物之一。這些脂肪酸具有較高的活性，能在相對較低的溫度下迅速揮發。它們通常具有強烈的刺激性氣味，具有強烈的刺激性特點。對於維持生態系統的平衡起著重要的角色，因為它們在微生物和植物之間起到了重要的信號傳遞作用。它們在農業生產、污水處理等領域都有著廣泛的應用和研究價值。由於其在發酵過程中的重要作用，VFA的檢測和分析在相關領域的研究中是非常關鍵的。同時，它們在某些工業過程中也有應用，如作為生物燃料的生產原料等。總體來說，揮發性脂肪酸是生物過程中一個重要的中間產物，有著廣泛的應用價值和研究意義。通過更深入的研究，人們可以更好地利用和調控這一過程，為相關領域的發展提供新的思路和方法。

3. 污水處理中厭氧的VFA一般和其他什麼指標一起來監測水質的好壞

VFA一般和鹼度、pH一起來檢測水質的好壞，，一般厭氧VFA在2~3mmol為較好，超過為產甲烷內菌受到抑制，產酸富集，系統容pH酸性，此時鹼度較低，需要在進水前加入適當加入鹼調節，並且同時降低進水負荷。
若低於上述數值，為產酸菌受到抑制，鹼度過高，進水營養不夠，此時需要加大進水量，同時檢測出水pH和VFA、鹼度，合格後穩定運行。

4. 污水中的vfa指標是什麼

VFA（volatile fatty acid）,即揮發性脂肪酸，是脂肪酸的一種，一般是具有1~6個碳原子碳鏈的有機酸，包括乙酸、丙酸、異丁酸、戊酸、異戊酸、正丁酸等，它們的共同特點是具有較強的揮發性，故稱揮發性脂肪酸。

揮發性脂肪酸是厭氧消化過程的重要中間產物，甲烷菌主要利用VFA形成甲烷，只有少部分甲烷由CO2和H2生成。但CO2和H2生成也經過高分子有機物形成VFA的中間過程。

由此看來，形成甲烷的過程離不開VFA的形成，但是VFA在厭氧反應器中的積累能反映出甲烷菌的不活躍狀態或反應器操作條件的惡化，較高的VFA（例如乙酸）濃度對甲烷菌有抑製作用。

因此在反應器運行中，出水VFA用作重要的控制指標。在VFA測定中，常進行VFA總量測定，其單位用mmol/L或換算為按乙酸計，以單位mg/L表示。

擴扮羨展資料

污水處理的意義：將污水進行處理之後，可以對其進行循環使用，為我國的生產減少水資源的消耗。水處理技術利用相關的技術手段對污水進行凈化，使其可以繼續使用，所以污水處理極為重要。

按污水來源分類，污水處理一般分為生產污水處理和生活污水處理。生產污水包括工業污水、農業污水以及醫療污水等，而生活污禪慧水就是日常生活產生的污水，是指各種形式的無機物和有機物的復雜混合物廳襲拍，包括：

①漂浮和懸浮的大小固體顆粒；

②膠狀和凝膠狀擴散物；

③純溶液。

5. [高溫度工業廢水強化生物除磷工藝研究] 除磷工藝

高溫度工業廢水強化生物除磷工藝研究 強化生物除磷(EBPR)是目前應用最為廣泛的生物除磷工藝. 該工藝利用聚磷菌(PAO)在厭氧條件下將儲存於體內的聚磷酸鹽(Poly-P)水解獲取能量, 用以吸收水中的揮發性脂肪酸(VFA), 並以聚羥基烷酸酯(PHAs)的形式儲存在細胞內; 在好氧條件下PAO 以儲存於細胞內的PHAs 作為碳源和能源, 吸收水中的磷並將其合成為Poly-P 進行細胞增殖, 最終通過排除富磷污泥達到污水除磷的目的. 在EBPR 系統中, 還存在與PAO 代謝機制相知岩似的聚糖菌(GAO), 在厭氧條件下GAO 與PAO 競爭基質(VFA), 但在好氧條件下並不攝取磷, 因此, 如何提高PAO 的活性和強化其與GAO 對基質的競爭能力是保證EBPR 工藝穩定運行的重要內容. 有研究表明, 影響EBPR 系統穩定運行的因素主要有碳源、pH 、溫度、DO 等, 其中, 溫度的影響一直存在爭議. 一般認為, 當溫度低於20℃時, 有利於PAO 的競爭, 從而提升EBPR 系統的性能; 當溫度高於20℃時, GAO 占據競爭優勢, 導致污泥中PAO 的份額逐漸減少, 除磷效率逐漸降低, 甚至EBPR 系統的崩潰. 然而, 最新的研究表明, EBPR系統在高溫條件下仍可高效除磷. Freitas等在SBR 中採用短期循環(厭氧20 min, 好氧10 min, 靜置1 min) 實現了30℃高溫條件下EBPR 的穩定運行. Winkler等利用PAO 顆粒污泥與GAO 顆粒污泥密度的差異, 通過排除污泥床上部密度較小的GAO, 在USB 反應器內富集可以適應高溫的PAO, 在30℃條件下實現了較好的除磷效果. Ong 等研究表明, 在28~32℃的條件下, 長期運行的EBPR 反應器可以實現95%的磷的去除率, qPCR 檢測結果表明污泥中的PAO 為Accumulibacter 的亞種Clade IIF. 但是目前關於溫度對EBPR 系統中PAO 的活性以及與GAO 關於基質的競爭能力的影響尚無定論, 因此需要開展相同試驗條件下不同溫度對PAO 與GAO 之間的競爭影響研究, 尤其是高溫條件下對其競爭過程的具體研究顯得更加重要.

為了更好地理解高溫廳搜條件下EBPR 系統中PAOHT 的活性及基質競爭的影響, 本研究以實驗室中30℃高溫條件下長期運行的具有較好除磷功能的SBR 反應器中的污泥為對象, 結合FISH 技術, 探討15~30℃(基於南方全搭伏御年污水溫度范圍約為10~30℃) 溫度條件下高溫聚磷菌(PAOHT)的釋磷、吸磷以及乙酸吸收速率, 以期為溫度變化幅度較大的地區和接收較高溫度工業廢水的生物除磷系統的穩定運行提供依據.

1 材料與方法1.1 污泥來源

試驗污泥取自實驗室30℃高溫條件下長期運行(430 d)的SBR 反應器[15].該反應器採用A/O方式運行, 每天6個周期, 每個周期為4 h, 其中, 進水7 min, 厭氧1 h, 好氧2 h, 沉澱40 min, 排水10 min, 閑置3 min. 控制水力停留時間(HRT)為8 h, 污泥停留時間(SRT)為8 d. 反應器溫度一直維持在30℃. 進水COD(乙酸) 濃度為300 mg ·L-1, 磷(PO43--P)濃度10 mg·L-1, 而出水磷(PO43--P)始終小於0.1 mg·L-1, 磷的去除率高達99%以上. 反應器中的懸浮固體(SS)和揮發性懸浮固體(VSS)濃度分別穩定在2.36 g ·L-1和1.63 g ·L-1, 運行高效穩定.

1.2 活性污泥釋磷吸磷速率測定

活性污泥釋磷吸磷速率測定採用間歇試驗法. 試驗裝置見圖 1.試驗開始前, 先採用經脫氧處理的自來水對污泥進行陶洗, 然後將其倒入反應瓶中, 加入配製好的基質溶液(與SBR 反應器進水水質保持一致), 反應瓶底部置有磁力轉子保證完全混合狀態, 反應過程中

的溫度利用水浴槽進行控制. 在厭氧階段, 通入氮氣隔絕空氣, 確保反應瓶處於厭氧狀態; 在好氧階段, 以60 L·h-1的速率通入空氣, 保證混合液中的溶解氧(DO)大於2 mg·L-1. 在不同反應時間點取樣, 測定相應的磷及乙酸濃度, 試驗結束時測定混合液的SS 和VSS, 用於計算厭氧釋磷速率[以P/VSS計, mg·(g·h)-1, 下同]、好氧吸磷速率[以P/VSS計, mg ·(g·h)-1, 下同]和乙酸吸收速率[以HAc/VSS計, mg·(g·h)-1, 下同].

1. 氮氣瓶; 2. 曝氣機; 3. 進水管; 4. 取樣管; 5. 排氣管; 6. 磁力攪拌器; 7. 轉子; 8. 反應瓶;

9. 溫度計; 10.水浴槽

圖 1 間歇試驗裝置示意

1.3 分析方法

磷(PO43--P)採用鉬銻抗分光光度法; 懸浮固體(SS)和揮發性懸浮固體(VSS)採用重量法; 化學需氧量(COD)採用重鉻酸鉀法; pH採用玻璃電極法. 揮發性脂肪酸(VFAs)採用氣相色譜法(型號：安捷倫6890N), 檢測器為氫火焰離子(FID)檢測器, 色譜柱型號為DB-FFAP.

1.4 FISH分析方法

樣品預處理：取好氧末污泥混合液離去上清液, 加入1 mL 的1×PBS 緩沖溶液重懸, 重復操作兩次後, 加入1 mL的4%的多聚甲醛溶液重懸, 置於4℃條件下固定2 h, 然後離去上清液, 加入1×PBS 緩沖溶液離心, 重復3次, 以洗去多餘的多聚甲醛溶液, 分別加入0.5 mL的1×PBS 緩沖溶液和無水乙醇, 搖勻置於-20℃下保存.

脫水和雜交：將塗好的載玻片放置於培養箱中乾燥, 乾燥好的載玻片依次放於75%、95%、100%的乙醇溶液中脫水3 min, 取出後風干. 將事先配好的雜交緩沖液和探針使用液以體積比8：1的比例混合, 避光, 塗於載玻片的樣品上, 將載玻片迅速移回到雜交管中, 於46℃條件下雜交2~4 h, 雜交完成後取出載玻片進行洗脫處理並立即風干封片.

樣品觀測及分析方法：採用激光共聚焦顯微鏡(德國萊卡SP8) 觀察樣品和圖像採集, 用Image-ProPlus 6.0軟體對所採集的圖像進行統計分析, 從而確定樣品中PAO 、GAO 和EUB 所佔比例.

有關熒光探針和雜交的詳細操作參見文獻.

2 結果與討論2.1 試驗污泥的活性

圖 2為試驗污泥在30℃下的活性測定結果. 該污泥在厭氧段的最大釋磷速率為239.46 mg ·(g·h)-1, 好氧段的最大吸磷速率為79.90 mg·(g·h)-1, 厭氧段的乙酸吸收速率為357.47 mg·(g·h)-1, 對應的吸收單位乙酸釋磷量(ΔP/ΔHAc) 為0.628. 說明該污泥中的聚磷菌在高溫下具有較好的釋磷、吸磷以及對基質的吸收能力.

圖 2 試驗污泥30℃時厭氧釋磷、乙酸吸收及好氧吸磷的變化

Brdjanovic 等關於溫度對生物除磷的影響性研究表明, 在30℃時其污泥最大釋磷速率為68 mg ·(g·h)-1, 好氧最大吸磷速率為57 mg ·(g·h)-1, 乙酸吸收速率為180 mg ·(g·h)-1, ΔP/ΔHAc 為0.376. 相較之下, 本研究的試驗污泥在30℃高溫條件下運行長達一年多, 有更好的釋磷和吸磷能力, 屬於已經適應高溫的PAO, ΔP/ΔHAc 的值達到了0.628, 即每吸收1 mol 的乙酸, 釋放0.628 mol 的磷, 這也就進一步表明了PAO 為試驗污泥中的優勢菌群, 且具有更強的基質競爭能力.

2.2 試驗污泥中聚磷菌及其份額

圖 3為利用目前普遍採用的PAOMIX 探針對試驗活性污泥的FISH 檢測結果. 從中可見, 試驗污泥中的聚磷菌屬於Accumulibacter. He 等採用宏基因分析對12個具有除磷功能的城市污水處理廠污泥種群結構進行測定, 結果表明Accumulibacter 下存在5個亞種, 分別為clade Ⅰ、ⅡA 、ⅡB 、ⅡC 和ⅡD, 不同的污水處理廠由於水質和運行條件不同存在著不同種屬的PAO. Ong等[14]研究了高溫條件下(28~32℃) 以乙酸為基質的EBPR 系統除磷效率, 結果表明, 即使溫度高達32℃, EBPR仍獲得了較好的處理效果, 利用qPCR 技術分析得出, 污泥中聚磷菌的優勢菌屬為Accumulibacter 的亞種clade IIF.而Peterson 等發現

Accumulibacter 的不同亞種具有不同的生態生理學特性. 由此說明本系統出現的適應高溫的聚磷菌為Accumulibacter 的亞種.

圖 3 試驗活性污泥中微生物的群落結構

6. 干貨匯總：20個污水處理的關鍵參數控制指標

本文匯集了污水處理過程中20個關鍵參數的控制指標，以下是對它們的詳細解釋。

1. BOD5：生物化學需氧量，表示20℃下，5d微生物分解有機物消耗水中溶解氧的數量。它涵蓋了碳化和消化兩個階段。

2. CODMn /CODCr：化學需氧量，通過KMnO4和K2Cr2O7測定，COD測定簡便快速，不受水質限制，適用於含有生物有毒的工業廢水。CODCr可視為總有機物量，差值表示污水中難被微生物分解的有機物。

3. SS：懸浮物質，測定用2mm篩通過並用孔徑為1μm的濾紙截留的物質。

4. TS：蒸發殘留物，105-110℃烘乾後殘余的固體物質總量。

5. 灼燒鹼量（VTS）（VSS）：蒸發殘留物或懸浮物質在600℃±25℃高溫揮發的有機物量，表示有機物量（前者為VTS，後者為VSS），殘渣表示無機物部分。

6. 總氮、有機氮、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮：氮的循環轉換，有機氮分解為氨氮，氨氮在硝化細菌作用下轉化為亞硝酸鹽氮和硝酸鹽，反硝化細菌將NO2-和NO3-轉化為N2。

7. 總磷、有機磷、無機磷：污水中磷的來源與氮相似，是生物處理所需元素，也是引發封閉性水體富營養化污染的元素。

8. pH值：生活污水pH值在7左右，強酸或強鹼性工業廢水會影響生物處理效果。異常的pH值或變化會影響物理化學處理。

9. 鹼度（CaCO3）：表示污水中和酸的能力，以CaCO3含量表示。鹼度較高緩沖能力強，有利於污水硝化反應。

10. F/M：有機負荷率（F/M），表示單位重量活性污泥在單位時間內承受的有機物數量，反映污泥負荷，與泥齡、BOD有機負荷緊密相關。

11. VFA：揮發性脂肪酸，在厭氧生物處理法的發酵階段產生的末端產物。啟動初期控制進水pH，主要通過投加氫氧化鈉。

12. MLSS：混合液懸浮固體濃度，表示曝氣池單位容積混合液內的活性污泥固體物總重量。

13. MLVSS：混合液揮發性懸浮固體濃度，表示混合液活性污泥中有機性固體物質部分的濃度。

14. SV：污泥沉降比，曝氣池活性污泥混合液靜置30分鍾後沉澱污泥與原混合液體積比。

15. SVI：污泥體積指數，通過測定MLSS、SV%，讀取沉澱污泥體積計算。

16. SDI：污泥密度指數，曝氣池混合液靜置30分鍾後，含100mL沉降污泥中的活性污泥懸浮固體克數。

17. 污泥負荷Ns：曝氣池每公斤活性污泥單位時間負擔的五日生化需氧量。

18. 容積負荷Fr：單位體積池容每日負擔的有機物量。

19. 有機負荷（F/M）：單位體積濾料（或池子）單位時間內所能去除的有機物量。

20. 污泥泥齡（SRT）：曝氣池中微生物細胞的平均停留時間。

7. 工業污水處理的倒置A2O與常規A2O工藝

面對多樣污水，研究相應工藝成為關鍵，A2O工藝近年廣泛應用，因其在脫氮除磷方面的顯著效果，解決了污水處理難題。

然而，A2O工藝存在兩種形式：倒置A2O與常規A2O。本文將對這兩種工藝進行詳述。

傳統A2O工藝流程包含以下步驟：

廢水首先進入初沉池，隨後流入厭氧池，聚磷菌（PAOs）在此釋放磷，通過分解體內聚磷酸鹽獲取能量，攝取水中的揮發性脂肪酸（VFA），以聚-β羥基丁酸（PHB）形式儲存，同時釋放磷入水。

污水隨後進入缺氧池，進行反硝化反應。從好氧池迴流攜帶的硝態氮與從厭氧池來的污水混合，反硝化菌將硝態氮還原成N2，N2逸散至空氣中。接著污水進入好氧池，好氧菌去除有機物，硝化菌將氨態氮硝化。最後，污水經二沉池排放，迴流污泥返回厭氧池，維持系統中污泥濃度。

倒置A2O工藝作為改進，主要將厭氧池與缺氧池位置調整，以提升除磷效率。流程包括內迴流與無內迴流兩種：

污水首先與從好氧池出水、二沉池迴流污泥一起進入缺氧池，進行反硝化。反硝化後，污水進入厭氧池，此時不含硝態氮，PAOs有效釋放磷。污水接著在好氧池中進行有機物降解與氨氮硝化反應，好氧池出水部分迴流至缺氧池。二沉池部分污泥進行污泥迴流。

倒置A2O與常規A2O工藝均在污水處理中發揮重要作用。了解其工藝流程，有助於更好地應用於實踐。至此，本文介紹完畢。