污泥中挥发性脂肪酸的测定实验报告

1、污泥中挥发性脂肪酸的测定一、实验目的一般来说，碳原子数在10以下的脂肪酸大部分具有挥发性，并且易溶于水。 在它们中间，随着碳原子数的增加，挥发性逐渐下降。典型的挥发性脂肪酸的性 质见表1 0表1低级脂肪酸的分子式及沸点名称分子式沸点/C名称分子式沸点/C甲酸HCOOH100.8丁酸C3H7COOH162.3乙酸CH3COOH117.5戊酸C4H9COOH185.5丙酸C2H5COOH140.0已酸C5H11C00H彳 205.0挥发性脂肪酸易被微生物利用。在有机物的厌氧分解中，挥发性脂肪酸是作为生 物代谢的中间或最终产物而存在。 在厌氧发酵的液化产酸阶段，这一类低级脂肪 酸是这一阶段的主要产物

2、，其中以乙酸为主。在某种条件下，乙酸可以达到该类 酸总量的80%。在CH4形成过程中，甲酸和乙酸是形成甲烷的重要前体物。 据研究，自然界有机物产生的 CH4中大约有70%上由乙酸中的甲基原子团形成 的。丙酸、丁酸可以转化成甲酸。有机酸过多往往反映出发酵池的病态。因此可 以认为，在微生物厌氧发酵过程中，挥发性脂肪酸不仅是一种不可缺少的营养成 分，更重要的意义在于这类有机酸已是沼气发酵研究有机物降解工艺条件优劣的 重要参数，在甲烷形成的研究和生产中，它们的含量也是重要的参数。此外，近年来很多研究者采用剩余污泥进行厌氧发酵产VFA用于强化生物脱氮除磷的易降解碳源，以弥补当前部分污水处理厂进水中碳源不

3、足的问题。因此，污泥中VFA指标的测定非常重要，开展本实验可以实现以下目的：(1) 了解污泥挥发性脂肪酸指标的意义；(2) 掌握污泥中挥发性脂肪酸的测定方法。二、实验原理污泥中VFA的测量主要有两种：(1) VFA总量测定，其中以乙酸作为基数进行计算；(2) 对甲酸、乙酸等各种低级脂肪酸的分别定量分析，并计算出VFA的总量。对于各种低级脂肪酸的测定往往采用气相色谱法，而对于VFA总量的测定可以采用气相色谱法也可以采用化学滴定等方法。本实验中采用化学滴定方法，其基本原理为，污泥 VFA在酸性条件下，经 加热蒸馏随水蒸汽逸出，溜出液用水溶液吸收并用NaOH进行滴定；通过NaOH的消耗量计算出VFA

4、的总量。三、实验仪器及试剂1. 实验仪器(1) 500ml蒸馏装置(2) 250ml锥形瓶(3) 电炉(4) 铁架台(5) 碱式滴定管(6) 离心机或抽滤装置(7) 量筒(8) 移液管2. 实验试剂及材料(1) 10%磷酸或15%硫酸(2) 酚酞指示剂(3) 0.1mol/L NaOH(4) 蒸馏水(5) 市政污泥四、实验步骤1. 样品制备取150 ml污泥采用离心处理(30004000 r/min )约10 min后取上清液，或 者采用抽滤处理分离出滤液部分；移取 50mL污泥离心上清液或抽滤液于500 mL蒸馏烧瓶中，加50 mL蒸馏水和几粒玻璃珠，再加 2 mL10%磷酸或2 mL15%

5、 硫酸。接好玻璃导管，将橡胶塞塞严。导管一头接烧瓶口，另一头接冷凝管，冷 凝管下面导管插入盛有25 mL蒸馏水作为吸收液的250 mL锥形瓶中。加热蒸 馏至烧瓶溶液剩余20mL左右，停止加热使其冷却。再加入50mL蒸馏水继续蒸 馏至烧瓶剩余25mL左右。2. 样品中VFA的测定蒸馏过程结束后取下锥形瓶，加酚酞指示剂，用0.10 mol/L 的NaOH滴定至淡粉色不消失为止，记录NaOH用量。3. 数据处理污泥中挥发性脂肪酸含量(以乙酸量计)：C/fa (mg/L) =(cV1M)*60*1000其中：c氢氧化钠溶液浓度，mol/L ;V1滴定消耗氢氧化钠体积，mL;V2水样体积，mL;60乙酸

6、的分子量。数据记录：NaOH§液浓度 C=0.1mol/LVFA提取VFA分析取水样体积V(mL)滴定初始读数V0(mL)滴定终点读数Vt(mL)NaOH肖耗体积M(mL)50.00.0012.6512.65Cvf=(0.1*12.65/50)*60*1000=1518mg/L该污泥中挥发性脂肪酸的含量(以乙酸量计)为1518mg/L五、注意事项1. 在蒸馏前要打开冷凝水，保持下端进水、上端出水；冷凝管有水流即可，注 意节约用水；2. 本实验在蒸馏过程中在高温下进行，操作中注意安全，以免发生烫伤等安全 事故；3. 冷却时请将装吸收液的锥形瓶移开，以免发生溜出液的倒吸问题。六、思考与讨

7、论1.请查资料了解气相色谱仪测定VFA中各种低分子脂肪酸的方法。答：原理：色谱柱分离后的馏出物被载气携带进入氢火焰离子化检测器的喷嘴 口，与氢气和空气混合燃烧，待测样品中的各组分依次电离为正负离子，在离子室内形成离子流被收集极收集后，经放大为信号经记录仪记录。此信号的大小即 反映出各组分的含量。与气相色谱连用的微机可以直接处理信号，经与标准进行比较后，可直接给出样品中各组分的浓度，其浓度可以以mg/L、mmol/L、或mgCOD/同时给出。 仪器、药品：高速微量台式离心机（转速1000r/min以上） 带有火焰离子化检测器和自动积分仪的气相色谱仪，例如HP5890或岛津-9A气相色谱仪。 配制

8、的含乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸的标准混合液。（4）3%甲酸溶液 样品的预处理：取水样若干毫升，加入等量的 3%勺甲酸溶液稀释，保证其 PH 值在3以下，如PH过高可加入硫酸调节。稀释后的水样COD浓度应小于1000mg/L， 否则增加3刖酸溶液的加入量。记下水样的稀释倍数。上述水样置于离心管，在高速微量离心机中以1000r/min离心5min后，即可取上清液进样。 推荐的气相色谱工作条件色谱柱：d2mm<2m不锈钢柱，内填国产GDX-102（表面酸处理）担体，6080目。 柱温：210C载气：氮气，流率为90ml/min空气流率：500ml/min汽化室温度：240C检测温度：210C选择中应注意色谱柱的质量。应利用振捣器和真空泵装入担体，并事先以玻璃纤 维堵塞柱口，然后将色谱柱装入色谱仪，进行老化色谱柱的工作。在不连接检测 器的情况下，通入载气，并以4C/min的升温速度由60C加热到200E然后保持 约4h，直到基线稳定为止。在每次使用时，都应将色谱柱由60 °C将柱温逐渐升高。 定量分析结果的计算以气相色谱分析VFA浓度的原理是根据比较标准溶液中各组分和样品水样中相 应组分的峰高和峰面积计算而来。但现代的气相色谱仪带有微机对个