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挥发性脂肪酸(VFA)检测方法
浏览次数:3330    日期:2018/1/15 16:06:17

挥发性脂肪酸(VFA)是厌氧消化过程的重要中间产物,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的生成也经过高分子有机物形成VFA的中间过程。由此看来,形成甲烷的过程离不开VFA的形成,但是VFA在厌氧反应器中的积累能反映出甲烷菌的不活跃状态或反应器操作条件的恶化,较高的VFA(例如乙酸)浓度对甲烷菌有抑制作用。因此在反应器运行中,出水VFA的测定一般都作为重要控制指标。

VFA包括甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸以及它们的异构体。在运转良好的高速厌氧反应器中,VFA中乙酸可占有很高的比例,但当反应器运行状态不好时,丙、丁酸浓度会上升。

在VFA测定中,常进行VFA总量测定,其单位以mmol/L或换算为按乙酸计,以单位mg/L表示。对VFA中各种低级脂肪酸(乙酸、丙酸等)的分别定量分析也是重要的,有时常需要知道以COD表示的VFA的量(即VFA以单位mgCOD/L)表示,此时也需要知道VFA中各种有机酸的含量,因为它们换算为COD的换算系数是不同的。


下面我们就来介绍一下VFA测定当中最常用的滴定法。


1. 滴定法原理

本法原理是将废水以磷酸酸化后,从中蒸发出挥发性脂肪酸,再以酚酞为指示剂用NaOH溶液滴定馏出液。废水中的氨态氮可能对测定形成干扰,因此应当首先在碱性条件下蒸发出氨态氮,以硼酸溶液吸收后滴定之。因此此法可用于氨态氮和VFA的联合测定。

 

2. 药品

10%NaOH溶液:

NaOH标准溶液,0.1000 mol/L

10%磷酸溶液,取70ml密度l.7g/cm3的磷酸用水稀释至1L。

酚酞指示剂,1%的乙醇溶液。

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3. 测定步骤

于蒸馏瓶中放入50~200ml待测废水,其VFA含量不超过30mmol。如水样体积不足100ml,可以蒸馏水稀释至100ml。放人几滴酚酞指示剂。 

加入10%NaOH溶液,使溶解呈碱性,并使NaOH略过量。 

开始蒸馏,至蒸馏瓶中剩余的液体为50-60ml为止,用蒸馏水将蒸馏瓶剩余液体稀释至原来的体积,用10毫升10%的磷酸酸化,在接收瓶中放10ml蒸馏水并使接收瓶与蒸馏瓶上的冷凝管连接,导人管应浸入接收瓶的液画以下。蒸馏至瓶中液体为15~20ml时为止。待蒸馏瓶冷却后,加入50ml蒸馏水再次蒸馏,至剩余10~20ml液体为止。

为了除去二氧化碳、硫化氢、二氧化硫等于扰物,可向馏出液中通人高纯氮气10~15min,然后加入10滴酚酞,用NaOH标准溶液滴定至淡粉色不消失为止。

 

4. 计算

挥发性脂肪酸含量计算如下

 

式中:

     VNaOH ---滴定消耗的NaOH标准溶液的体积,ml;

         c---滴定消耗的NaOH标准溶液的准确浓度,mol/L;

              Vs---被测废水水样的体积,ml。

需要注意的是,VFA指标的时效性非常重要,采样后应立即测定,并根据测定结果采取相应措施。如果采样后第二天再测定,VFA的数据很有可能不准确,并对后续厌氧反应器的运行造成影响。

 

如果厌氧反应器出水VFA超过300以上,则表示厌氧反应器内部的酸度过高,可能导致厌氧颗粒污泥发生中毒。此时,应立即大幅减少进水负荷(减少进水量或者将出水都打循环进入厌氧反应器)。如果VFA持续上升超过500以上,应立即采取停止进水,并用清水或总排水打入反应器进行稀释,以尽快降低反应器挥发酸的浓度至300以下,以保证反应器安全运行。


资料提供:售前 郄龙

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