實(shí)驗(yàn)六厭氧污泥活性的測(cè)試厭氧污泥的活性，實(shí)際上是指單位質(zhì)量的厭氧污泥（以VSS計(jì)）在單位時(shí)間內(nèi)最多能產(chǎn)生的甲烷量，或者，是指單位質(zhì)量的厭氧污泥（以VSS計(jì)）在單位時(shí)間內(nèi)最多能去除的有機(jī)物（以COD計(jì)）。因此，厭氧污泥活性一般可以用兩個(gè)參數(shù)測(cè)量，即最大比產(chǎn)甲烷速率和最大比COD去除率。二者的定義分別如下：最大比產(chǎn)甲烷速率（）：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的厭氧污泥在單位時(shí)間內(nèi)的最大產(chǎn)甲烷量（mlCH4/gVSS.d）；最大比COD去除速率（Umax.COD）：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的厭氧污泥在單位時(shí)間內(nèi)的最大的COD降解量（gCOD/gVSS.d）。一、實(shí)驗(yàn)原理厭氧生物處理過(guò)程中的有機(jī)物降解速率或甲烷生成速率可用第五章中提出的相似的Monod公式來(lái)描述，即：（1）式中：S——基質(zhì)濃度（gCOD或BOD/L）；t——時(shí)間（d）；Umax——最大比基質(zhì)降解速度（d1）；X——微生物或污泥濃度（gVSS/L）；Ks——飽和常數(shù)。（2）式中：VCH4——間歇反應(yīng)開始后的積累甲烷產(chǎn)量（ml）；Yg——基質(zhì)的甲烷轉(zhuǎn)化系數(shù)（mlCH4/gCOD）；Vr——間歇反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)容積（L）。由（1）、（2）式得：（3）因?yàn)閰捬跫?xì)菌的世代周期一般相對(duì)很長(zhǎng)，合成量相對(duì)較少，在短期內(nèi)（1~2天內(nèi)）可以認(rèn)為厭氧微生物的生物量不會(huì)發(fā)生變化，即上式中的X可以認(rèn)為是一個(gè)常數(shù)；同時(shí)，由于在反應(yīng)初期基質(zhì)濃度很高，即可以認(rèn)為S>>Ks，此時(shí)式（3）就可以簡(jiǎn)化為：（4）或：（5）其中的就是上面提到的厭氧污泥的最大比產(chǎn)甲烷速率。從式（5）可以知道，我們只要能夠通過(guò)試驗(yàn)求得某種污泥的產(chǎn)甲烷速率，就可以得到該種污泥的最大比產(chǎn)甲烷速率，即其活性。從可以進(jìn)一步推算出衡量厭氧污泥活性的另一個(gè)指標(biāo)——最大比COD去除速率（Umax.COD），一般可以有下面的兩種方法：第一，先求出COD對(duì)CH4的轉(zhuǎn)化系數(shù)Yg，再由Yg和計(jì)算Umax.COD，即：（6）則：（7）上兩式中：——間歇培養(yǎng)結(jié)束時(shí)的累積甲烷產(chǎn)量（ml）；——培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)初始COD濃度（g/L）；——標(biāo)志絕對(duì)溫度（273K）；——測(cè)試時(shí)室溫絕對(duì)溫度（K）第二，假定在厭氧條件下，約有15%的有機(jī)物會(huì)被用于合成菌體細(xì)胞，剩下的有機(jī)物則被轉(zhuǎn)化為甲烷，又根據(jù)1gCOD在厭氧條件下完全分解理論上能產(chǎn)生350mlCH4，由此得出最大比COD去除速率和最大比產(chǎn)甲烷速率之間的關(guān)系如下：（8）二、測(cè)試裝置及方法（一）測(cè)試裝置厭氧污泥活性的測(cè)試可以采用如下的間歇試驗(yàn)的方法，其裝置如下圖所示。史氏發(fā)酵管恒溫水浴槽錐形瓶史氏發(fā)酵管恒溫水浴槽錐形瓶厭氧污泥活性測(cè)試的間歇試驗(yàn)裝置圖如圖所示，裝有一定量受試厭氧污泥的100ml錐形反應(yīng)瓶被放置在可以控溫的恒溫水浴槽內(nèi)，反應(yīng)瓶?jī)?nèi)還裝有被調(diào)整到一定濃度的受試的有機(jī)物溶液或某種有機(jī)廢水，反應(yīng)瓶用橡膠塞密封并通過(guò)細(xì)小的乳膠管與25ml史氏發(fā)酵管相連，可以保證反應(yīng)瓶?jī)?nèi)所產(chǎn)生的沼氣能夠以小氣泡的形式進(jìn)入史氏發(fā)酵管內(nèi)，并在通過(guò)濃度為2N的NaOH的NaCl飽和溶液的過(guò)程中，沼氣中的CO2、H2S等酸性氣體可以被堿液吸收，而余下的、被計(jì)量的氣體可認(rèn)為是完全是甲烷氣體。（二）試驗(yàn)條件（1）溫度：溫度對(duì)污泥活性有很大的影響，一般選取中溫（351C）或常溫（20~251C）進(jìn)行測(cè)試，也可以根據(jù)需要選擇其它溫度；（2）pH值：由于一般認(rèn)為產(chǎn)甲烷細(xì)菌的最佳pH值是在6.8~7.2的范圍內(nèi)，而對(duì)于普通的厭氧污泥，其pH值范圍可以放寬到6.5~7.5的范圍，因此，在厭氧污泥活性的測(cè)試試驗(yàn)中一般通過(guò)在反應(yīng)瓶中加入NaHCO3將其pH值調(diào)節(jié)到7.0左右；（3）基質(zhì)濃度及污泥濃度：基質(zhì)濃度一般設(shè)定為5000mgCOD/L，而污泥濃度取3~7gVSS/L，保證二者的比值約為0.7~1.6，基質(zhì)中還必須加入適量的N、P等營(yíng)養(yǎng)元素，必要時(shí)還需要加入微量金屬元素和酵母浸出膏或某些特殊的維生素等，在稀釋時(shí)應(yīng)該用去氧水進(jìn)行稀釋。（三）測(cè)試步驟（1）首先在錐形瓶容積為100ml處作好標(biāo)記，再加入濃度為10000mgCOD/L的營(yíng)養(yǎng)母液50ml，再加入一定量的受試厭氧污泥（保持COD/VSS=0.7~1.6），并用去氧水稀釋至100ml；（2）把恒溫水浴槽調(diào)至所需要的反應(yīng)溫度，將錐形瓶、橡膠管、史氏發(fā)酵管等連接好，并利用N2將錐形瓶上部的空氣驅(qū)除；（3）將錐形瓶搖勻并放置在水浴槽內(nèi)開始試驗(yàn)，一般每小時(shí)讀取史氏發(fā)酵管內(nèi)的產(chǎn)甲烷氣體量一次，每次讀數(shù)后都需要再次將錐形瓶輕輕搖動(dòng)以使基質(zhì)與污泥充分接觸以及基質(zhì)濃度分布均勻，一般整個(gè)反應(yīng)過(guò)程共需要約10h，但對(duì)于活性較低的污泥可能需要的時(shí)間更長(zhǎng)；（4）當(dāng)反應(yīng)瓶?jī)?nèi)的污泥不再大量產(chǎn)氣后，即可認(rèn)為反應(yīng)基本結(jié)束，此時(shí)，需要將錐形瓶?jī)?nèi)的混合液進(jìn)行離心分離（或過(guò)濾）后測(cè)量其VSS量；（5）進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，計(jì)算出及Umax.COD。（6）一般要求每個(gè)試驗(yàn)需有2~3個(gè)平行樣，以保證試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。（四）、測(cè)試數(shù)據(jù)的處理由于間歇反應(yīng)開始啟動(dòng)，培養(yǎng)瓶的氣室內(nèi)存在著空氣（或氮?dú)猓?huì)使反應(yīng)初期用堿液吸收計(jì)量出的甲烷產(chǎn)量讀數(shù)偏高，引起誤差，反應(yīng)初期進(jìn)入史氏發(fā)酵管的沼氣中的空氣體積分?jǐn)?shù)可用下式表示：（9）式中：Ea——培養(yǎng)瓶的出氣中，空氣（或N2）的體積分?jǐn)?shù)；Vg(t)——反應(yīng)開始后到t時(shí)的累計(jì)出氣量（ml）；Va——培養(yǎng)瓶中氣室的容積（ml）。由（9）式計(jì)算可知，當(dāng)為3.5時(shí)，Ea為0.03，即當(dāng)累計(jì)出氣量為氣室容積的3.5倍時(shí)，進(jìn)入史氏發(fā)酵管的氣體中的空氣（或N2）含量只占3%，此時(shí)可以認(rèn)為氣室內(nèi)的空氣（或N2）已基本排完。實(shí)際試驗(yàn)時(shí)，取史氏發(fā)酵管計(jì)量的產(chǎn)氣量達(dá)氣室容積3.5倍以后的數(shù)據(jù)作為求的計(jì)算數(shù)值，便可消除空氣（或N2）的影響。（五）與Umax.COD的計(jì)算04080120040801201602000481216202428反應(yīng)時(shí)間（h)累積甲烷產(chǎn)量(ml)直線段3.5倍Va斜率厭氧污泥活性測(cè)試試驗(yàn)中累積產(chǎn)甲烷量隨時(shí)間的變化曲線一般情況下，在反應(yīng)的初期，由于反應(yīng)瓶?jī)?nèi)的底物濃度相對(duì)較高，累積甲烷產(chǎn)量會(huì)以較為恒定的速度增加，即產(chǎn)甲烷過(guò)程呈零級(jí)反應(yīng)，如圖所示的線性增加的直線段；經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的反應(yīng)后，反應(yīng)瓶?jī)?nèi)的基質(zhì)濃度由于不斷的被降解而迅速下降，使產(chǎn)甲烷過(guò)程不再呈零級(jí)反應(yīng)，在圖中表現(xiàn)為隨時(shí)間呈非線性變化。由于我們關(guān)心的只是最大比產(chǎn)甲烷速率，因此只需要采用一元線性回歸的方法求出—t曲線上的直線段的斜率K，再通過(guò)一些計(jì)算就可得到受試污泥在試驗(yàn)條件下的最大比產(chǎn)甲烷速率，還可以根據(jù)上述的公式（7）或公式（8）進(jìn)一步計(jì)算出其最大比COD去除速率Umax.COD。如前所述，應(yīng)取值為3.5Va以后的數(shù)據(jù)點(diǎn)作為直線段的起點(diǎn)求斜率K。因此，在試驗(yàn)過(guò)程中，可以不必測(cè)出整個(gè)累積曲線，而只需測(cè)出直線段即可，所以一般來(lái)說(shuō)試驗(yàn)時(shí)間