重铬酸钾标准溶液(c(1/6K₂Cr₂O₇) = 0.2500 mol/L)、试亚铁灵指示剂、硫酸亚铁铵标准溶液(c[(NH₄)₂Fe(SO₄)₂∙6H₂O] ≈ 0.1 mol/L)、硫酸–硫酸银溶液、硫酸汞溶液(ρ = 100 g/L)、纳氏试剂、酒石酸钾钠溶液、氮标准贮备液 (c = 1000 mg/L)、钼酸盐溶液、磷标准贮备液、磷标准使用液、浓硫酸(ρ = 1.84 g/L) (成都市科龙化工)，邻苯二甲酸氢钾溶液(c(KC₆H₅O₄) = 2.0824 mol/L)、氮标准使用液(c = 10 mg/L)、过硫酸钾溶液(ρ = 50 g/L)、抗坏血酸溶液(ρ = 100 g/L) (国药集团)。其余试剂均为成都科龙化工，分析纯。

充氧泵SB-988 (中山市松宝电器)，恒温干燥箱DHG-9140A (上海–恒科科技)，分析天平AE224C (舜宇恒平)，高压灭菌锅GI54DS (致微(厦门)仪器有限公司)，紫外–可见分光光度计UV-5100B (上海元析仪器)。

培养驯化活性污泥7天，分析活性污泥的活性污泥沉降比(SV₃₀)、混合液悬浮固体浓度(MLSS)、污泥体积指数(SVI)，是活性污泥性能能良好地满足污水处理条件，再采用活性污泥法微孔鼓风曝气，在3种不同曝气模式下处理生活污水，监测污水处理前后的COD、NH₃-N、TP。

1) 活性污泥培养驯化：由生活污水处理厂取5 L浓缩污泥，用30 L的塑料桶，加入乙酸钠、氯化铵和磷酸二氢钠，使COD约1000 mg/L，N-NH₃浓度约60 mg/L，TP约8 mg/L培养7天，污泥成褐色、污泥浓度3000~3500 mg/L。

2) 取样：取3个15 L透明塑料桶，分别加入6 L模拟生活污水，和6 L活性污泥，充分混合均匀，做好标记。模拟污水配制：称取1.2755 g邻苯二甲酸氢钾、0.3212 g尿素、0.0659 g磷酸二氢钾于水桶中，加水稀释至5 L，混匀。则所得的污水COD为300 mg/L，NH₃-N为30 mg/L，总磷为3 mg/L。

3) 好氧(曝气)与厌/缺氧(搅拌)：用充氧泵同时开始曝气处理。1号桶曝气60 min，然后机械搅拌40 min，循环3次；2号桶曝气45 min，机械搅拌30 min，循环4次；3号桶连续曝气3 h，机械搅拌2 h，搅拌转速均为300 r/min，处理完毕后，将3个样品静置60 min，分别取上清液50 mL于3个标号的棕色玻璃试剂瓶中，存于5℃的冰箱中。

4) 指标测定：《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》(HJ 828-2017)测定COD、《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》(HJ 535-2009)测定氨氮，《水质总磷的测定钼酸铵分光光度法》(GB 11893-89)测定TP。

取一百毫升的量筒，量取液体V₁(本实验为100 mL)，污泥完全沉淀后，量筒中污泥的体积V₂(38 mL)，则

SV 30 = V 2 V 1 = 38 100 = 38 %

1) 取一张滤纸烘干后测量并记录滤纸质量为m₁(0.2904 g)。

2) 将100 mL曝气池泥水混合液进行抽滤，取出抽滤完毕的滤纸烘干后。记录称量m₂(0.7088 g)。于是MLSS为：

MLSS ( mg/L ) = ( m 2 − m 1 ) ⋅ 1000 V 1 = ( 0.7088 − 0.2904 ) ⋅ 1000 100 = 4184 ( mg/L )

SVI计算：

SVI = SV ( ml/L ) MLSS ( g/L ) = 38 ⋅ 10 4.184 = 90.82 % ( ml/g ) = 91 ( ml/g )

COD浓度ρ计算公式：

ρ COD = c ⋅ ( V 0 − V 1 ) ⋅ 8000 V

去除率φ计算公式：

φ = ρ 0-COD − ρ COD ρ 0-COD ⋅ 100 %

实验数据如表1所示。

表1. COD实验数据

注：水样10 mL，重铬酸钾体溶液5 mL，硫酸–硫酸银溶液15 mL，硫酸汞溶液1滴，硫酸亚铁铵溶液0.078 mL。本实验中ρ_0-COD为300 mg/L。

NH₃-N标准曲线如图1所示，R = 0.99948。

图1. NH₃-N测定的吸光度标准曲线

NH₃-N浓度计算过程：

x = y + 0.0052 0.1808

由于水样测量时稀释了50倍，故NH₃-N浓度c为：

c = 50 x

去除率φ为：

φ = c 0 − c c 0 ⋅ 100 %

吸光度及氨氮浓度如表2所示。

表2. NH₃-N实验数据

注：本实验中c₀为30 mg/L。

磷标准曲线如图2所示。

图2. TP测定的标准液吸光度标准曲线

总磷浓度计算，水样总磷质量m：

m = y − 0.005 0.0107

总磷浓度c为：

c = m V

去除率φ为：

φ = c 0 − c c 0 ⋅ 100 %

TP测定的吸光度值及TP数据如表3所示。

表3. 总磷实验数据

本实验中c₀为3 mg/L。

若生活污水的SV₃₀为15%到40%，则污泥沉降性能良好 [ 8 ]，该实验测得的污泥沉降比为38%，则该活性污泥沉降性良好。

污泥体积指数(SVI)常用来判断活性污泥的沉降性能，准确度通常高于SV_30。良好的活性污泥SVI常在50~120之间。该实验测得SVI为95 mL/L，故实验所培养的活性污泥沉降性能良好。

该实验测得1号、2号和3号三种待测水样的COD浓度分别为62.40 mg/L、43.68 mg/L、31.20 mg/L，各自的去除率分别为79.20%、85.44%、89.60%。

由此可知，3号水样的COD去除率达到89.6%，1号水样的最低。因为有机物COD的降解是在好氧条件下进行的，故曝气时间越长、曝气量越多，COD降解率越高。根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)规定，1号曝气处理后的污水COD达到了二级标准，2号和3号曝气处理达到一级A标。

实验测得1号、2号和3号的三种水样的氨氮浓度分别为3.65 mg/L、3.38 mg/L、5.59 mg/L，去除率分别为87.83%、88.73%、81.37%。

由此可知，间歇式曝气(1号和2号)对污水中NH₃-N的去除率接近90%，高于连续曝气(3号)的处理率。间歇式曝气，经过多次好氧和厌氧循环，污泥中反硝化菌和聚磷微生物能够保持较好的活性，而3号曝气由于经过了较长时间的好氧阶段，微生物活性不如1号与2号。氨氮去除率2号略高于1号，表明循环次数越多，氨氮去除率越高 [ 9 ]。《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)，2号和1号种曝气方式处理的生活污水中的NH₃-N均达到了一级A标。

实验测得1号、2号和3号的三种污水水样的TP分别为1.144 mg/L、1.1328 mg/L、1.23 mg/L，其去除率分别为61.87%、62.24%、59.60%。由此可知，间歇式循环曝气(1号和2号)方式的去除率相差不大，约为62%，略高于3号试样，但3种方式对总磷的去除率均不太高。

因此采用间歇循环曝气，可更好地去除污水中的污染物，且运行更加平稳 [ 10 ]。