微生物发酵液-相关指标测定教学讲义

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1、发酵液相关指标测定,目录,一、DO（溶解氧） 二、COD（化学需氧量） 三、BOD5（五日生化需氧量） 四、氨氮 五、总氮（T-N） 六、总磷（T-P） 七、Cu2+含量 八、Zn2+含量 九、铁离子含量 十、挥发性脂肪酸VFA 十一、硫化物含量,一、DO（溶解氧）,溶解氧：溶解在水中的氧 方法：叠氮化钠修正的碘量法 原理：水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾，水中溶解氧将低价锰氧化成高价锰，生成四价锰的氢氧化物棕色沉淀。加酸后，氢氧化物沉淀溶解并与碘离子反应释放出游离碘。以淀粉作指示剂，用硫代硫酸钠滴定释放出的碘，可计算溶解氧的含量。,一、DO（溶解氧）,仪器：250mL300mL溶解氧瓶 试剂：

2、MnSO4溶液 碱性碘化钾-叠氮化钠溶液 （1+5）H2SO4溶液 1%淀粉溶液 K2Cr2O7标准溶液：1/6 K2Cr2O7=0.0250 mol/L 硫代硫酸钠溶液 40%KF溶液,一、DO（溶解氧）,计算公式： 溶解氧（O2，mg/L） 式中： M硫代硫酸钠溶液浓度（mol/L）； V滴定时消耗硫代硫酸钠溶液体积（mL）。,二、COD（化学需氧量）,COD:在强酸并加热条件下，用重铬酸钾作为氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量，以氧的mg/L来表示。 COD反映了水中受还原性物质污染的程度。 水中还原性物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等。,方法：重铬酸钾法 原理：在强酸性溶液中，用

3、一定量的重铬酸钾氧化水样中还原性物质，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵溶液回滴。根据硫酸亚铁铵的用量算出水样中还原性物质消耗氧的量。,二、COD（化学需氧量）,仪器： 回流装置 加热装置 酸式滴定管：25mL或50mL,图1 重铬酸钾法测COD回流装置图,二、COD（化学需氧量）,试剂： K2Cr2O7标准溶液：1/6 K2Cr2O7=0.2500 mol/L。 试亚铁灵指示液。 硫酸亚铁铵标准溶液：(NH4)2Fe(SO4)26H2O0.1mg/L。 硫酸-硫酸银溶液：500mL浓硫酸中加入5g硫酸银。 硫酸汞：结晶或粉末。,二、COD（化学需氧量）,步骤： 1）20.00mL

4、混合均匀的水样置250mL磨口回流锥形瓶中，加入10.00mL K2Cr2O7标准溶液及沸石，连接磨口回流冷凝管，从冷凝管上口慢慢加入30mL硫酸-硫酸银溶液，混匀，加热回流2h。 2）冷却后，用90mL水从上部慢慢冲洗冷凝管壁，取下锥形瓶。液体总体积不得少于140mL。 3）溶液再度冷却，加3滴试亚铁灵指示液，用 ( NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定。 4）以20.00mL重蒸馏水作空白试验。,二、COD（化学需氧量）,计算公式： 式中： C(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液的浓度（mol/L）； V0滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液用量（mL）； V1滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液的用量

5、（mL）； V水样的体积（mL）； 8氧（1/2O）摩尔质量（g/mol）。,二、COD（化学需氧量）,三、BOD5（五日生化需氧量）,BOD即生化需氧量，是指在规定的条件下，微生物分解水中的某些可氧化的物质，特别是分解有机物的生物化学过程消耗的溶解氧。,方法：稀释接种法 原理： 通常情况下是指水样充满完全密闭的溶解氧瓶中，在（201）的暗处培养 5d4h 或(2+5)d4h(先在 04的暗处培养 2d，接着在(201)的暗处培养 5d，即培养(2+5)d)，分别测定培养前后水样中溶解氧的质量浓度，由培养前后溶解氧的质量浓度之差，计算每升样品消耗的溶解氧量，以 BOD5 形式表示。,三、BOD

6、5（五日生化需氧量）,仪器： 恒温培养箱（201）。 520L细口玻璃瓶。 10002000mL量筒。 玻璃搅拌棒：棒的长度应比所用量筒高度长200mm。在棒的底端固定一个直径比量筒底小、并带有几个小孔的硬橡胶板。 溶解氧瓶：250300mL之间，带有磨口玻璃塞并具有供水封用的钟形口。 虹吸管：供分取水样和添加稀释水用。,三、BOD5（五日生化需氧量）,试剂： 1）磷酸盐缓冲溶液：PH应为7.2。 2）硫酸镁溶液 3）氯化钙溶液 4）氯化铁溶液 5）盐酸溶液：0.5mol/L 6）NaOH溶液：0.5mol/L 7）亚硫酸钠溶液：1/2Na2SO3=0.025 mol/L，此溶液不稳定，需每天

7、配制。 8）葡萄糖-谷氨酸标准溶液：此标准溶液临用前配制。 9）稀释水。 10）接种液：可选用城市污水、表层土壤浸出液、含城市污水的 河水或湖水、污水处理厂的出水。 11）接种稀释水：PH应为7.2。接种稀释水配制后应立即使用。,三、BOD5（五日生化需氧量）,步骤： 1）水样的预处理 2）不经稀释水样的测定： 针对于溶解氧含量高、有机物含量较少的地表水，直接以虹吸法将约20的混匀水样转移入两个溶解氧瓶内。以同样的操作使两个溶解氧瓶充满水样后溢出少许，加塞。瓶内不应留有气泡。其中一瓶随即测定溶解氧，另一瓶水封后，在201培养箱内培养5d。五昼夜后测定剩余的溶解氧。 需经稀释水样的测定： 先确定

8、稀释倍数，再进行稀释。其余步骤与上述一般稀释法相同。,三、BOD5（五日生化需氧量）,计算公式： 1）不经稀释直接培养的水样 式中： C1水样在培养前的溶解氧浓度（mol/L）； C2水样经5d培养后，剩余溶解氧浓度（mol/L）。,三、BOD5（五日生化需氧量）,2）经稀释后培养的水样 式中： B1稀释水（或接种稀释水）在培养前的溶解氧（mol/L）； B2稀释水（或接种稀释水）在培养后的溶解氧（mol/L）； f1稀释水（或接种稀释水）在培养液中所占的比例； f2水样在培养液中所占的比例。,三、BOD5（五日生化需氧量）,四、氨氮,方法：纳氏试剂光度法 原理：碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反

9、应生成淡红棕色胶态化合物，此颜色在较宽的波长内具有强烈吸收。通常测量用波长在410425nm范围。,仪器：分光光度计 PH计 试剂： 纳氏试剂 酒石酸钾钠溶液（KNaC4H4O6） 铵标准贮备溶液：此溶液每毫升含 1.00mg氨氮 铵标准使用溶液：此溶液每毫升含0.010mg氨氮,四、氨氮,步骤： 1）水样预处理 2）标准曲线的绘制 3）水样的测定 取适量经絮凝沉淀预处理后的水样，加入50ml比色管 中，稀释至标线，加1.0mL酒石酸钾溶液。以下同标准 曲线的绘制。 4）空白试验：以无氨水代替水样，做全程序空白测定。,四、氨氮,计算公式： 氨氮（N，mg/L） 式中： m由标准曲线查得的氨氮量

10、（mg）； V水样体积（mL）。,四、氨氮,五、总氮（T-N）,方法：过硫酸钾氧化-紫外分光光度法 原理：在120124的碱性介质条件下，用过硫酸钾作氧化剂，不仅可将水样中的氨氮和亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐，同时将水样中大部分有机氮化合物氧化为硝酸盐。而后，用紫外分光光度法分别于220nm与275nm处测定其吸光度，按A=A2202A275计算硝酸盐氮的吸光度值，从而计算总氮的含量。,仪器： 紫外分光光度计； 压力蒸汽消毒器或民用压力锅，压力为1.11.3kg/cm3，相应温度为120124； 25mL具塞玻璃磨口比色管。,五、总氮（T-N）,试剂： 1）无氨水 2）20%氢氧化钠溶液 3）碱性过

11、硫酸钾溶液：溶液存放于聚乙烯瓶内，可贮存一周 4）（1+9）盐酸 5）硝酸钾标准溶液 标准贮备液：此溶液每毫升含100g硝酸盐氮 标准使用液：此溶液每毫升含10g硝酸盐氮,五、总氮（T-N）,步骤： 1）标准曲线的绘制 2）样品测定步骤,五、总氮（T-N）,计算公式： 总氮（mg/L） 式中：m由标准曲线查得的含氮量（g）； V所取水样体积（mL）。,五、总氮（T-N）,六、总磷（T-P）,水样,总磷,可溶性正磷酸盐,可溶性总磷酸盐,消解,用0.45m滤膜过滤的滤液,消解,图2 测定总磷的方法选择图,方法：钼锑抗分光光度法 原理：在酸性条件下，正磷酸盐与钼酸铵、酒石酸锑氧钾反应，生成磷钼杂多酸

12、，被还原剂抗坏血酸还原，则变成蓝色络合物，通常即称磷钼蓝。 仪器：分光光度计,六、总磷（T-P）,试剂： 1）（1+1）硫酸 2）10%抗坏血酸溶液 3）钼酸盐溶液 4）浊度-色度补偿液：混合两份体积的（1+1）硫酸和一份 体积的10%抗坏血酸溶液。此溶液当天配制。 5）磷酸盐贮备溶液：用优级纯磷酸二氢钾（KH2PO4）配 制，此溶液每毫升含50.0g磷（以P计）。 6）磷酸盐标准溶液：由磷酸盐贮备液配制，此溶液每毫升 含2.00g磷，临用时现配。,六、总磷（T-P）,步骤： 1）标准曲线的绘制 2）样品测定：取适量经过过硫酸钾消解的水样（使含磷量不超过30g）加入50mL比色管中，用水稀释至

13、标线。以下按绘制标准曲线的步骤进行显色和测量。减去空白试验的吸光度，并从校准曲线上查出含磷量。,六、总磷（T-P）,计算公式： 磷酸盐（P，mg/L） 式中：m由标准曲线查得的磷量（g）； V所取水样体积（mL）。,六、总磷（T-P）,七、Cu2+含量,方法：二乙氨基二硫代甲酸钠萃取光度法 原理：在氨性溶液中（PH910），Cu2+与二乙氨基二硫代甲酸钠（DDTC）作用，生成摩尔比为1：2的黄棕色络合物。该络合物可被四氯化碳或三氯甲烷萃取，其最大吸收波长为440nm。 仪器：分光光度计,试剂： 盐酸、硝酸、高氯酸、氨水：优级纯 四氯化碳 （1+1）氨水 0.2%二乙氨基二硫代甲酸钠溶液 0.4

14、g/L甲酚红指示液 EDTA-柠檬酸铵溶液 氯化铵-氢氧化铵缓冲溶液 铜标准贮备溶液：此溶液1.00mL含1.00mg铜 铜标准使用溶液：此溶液1.00mL含5.0g铜,七、Cu2+含量,步骤： 1）试样制备：电热板上加热消解。 2）显色萃取 3）绘制标准曲线,七、Cu2+含量,计算公式： 铜（Cu，mg/L） 式中：m由标准曲线查得的铜量（g）； V萃取用的水样体积（mL）。,七、Cu2+含量,八、Zn2+含量,方法：双硫腙分光光度法 原理：在PH为4.05.5的乙酸盐缓冲介质中，Zn2+与双硫腙形成红色螯合物，该螯合物可被四氯化碳（或三氯化碳）定量萃取，以混色法完成测定。用四氯化碳萃取，锌

15、-双硫腙螯合物的最大吸收波长为535nm。,仪器： 分光光度计，应用10mm或更长光程的比色皿。 分液漏斗：容量为125和60mL，最好配有聚四氟乙烯活塞。 玻璃器皿：所有玻璃器皿均先后用（1+1）硝酸荡洗和无锌水清洗。,锌普遍存在于环境中，而锌与双硫腙反应又非常灵敏，需特殊措施防止污染,八、Zn2+含量,试剂： 1）无锌水 2）CCl4 3）高氯酸：=1.75g/mL 4）盐酸：=1.18mL 5）6 mol/L盐酸 6）2 mol/L盐酸 7）0.02 mol/L盐酸 8）乙酸（含量36%） 9）氨水：=0.90 g/mL 10）（1+100）氨溶液 11）硝酸：=1.42 g/mL,12）2%硝酸溶液 13）0.2%硝酸溶液 14）乙酸钠缓冲溶液 15）硫代硫酸钠溶液 16）0.05%双硫腙四氯化碳贮备溶液 17）0.01%双硫腙四氯化碳中间溶液 18）0.0004%双硫腙四氯化碳溶液 19）柠檬酸钠溶液 20）锌标准贮备溶液 21）锌标准溶液,八、Zn2+含量,步骤： 1）样品预处理：主要是去除杂质的影响 2）试样的处理：调整锌浓度以使其在测定浓度范围内 3）样品测定： 显色萃取 光度测量 空白试验 标准曲线的绘制,八、Zn2+含量,计算公式： 锌（Zn，mg/L） 式中：m由标准曲线查得的锌量（g）； V用于测定的水样体积（mL）。,八、Zn2+含量,九、铁离子含