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測定生化需氧量的實驗步驟

110.1.2 測量方法的選擇

(1) 直接培養法:該方法適用於 BOD5 值不超過 7mg/L 的水樣。該方法適用於 BOD5 值不超過 10mg/L 的水樣,也適用於 BOD5 值不超過 7mg/L 的水樣。

(2)稀釋培養法:壹般水樣 BOD5 在 10mg/L 以上采用此法。

(3)瞬時需氧量測定法。對於含有硫化物、亞硫酸鹽、亞鐵等還原性無機物的水樣,有時需要測定瞬時需氧量(1DOD)。壹般來說,這壹步可以省略。

110.1.3.5影響 BOD 稀釋水純度的因素

所謂 BOD,是指水樣中有機物生化分解所消耗的氧量。它是水樣在壹定溫度(20℃)下,在密閉容器中保存壹定時間(壹般為 5 天)後溶解氧減少的表示。當耗氧量超過水樣中的溶解氧時,需要用制備的飽和 "稀釋水 "將水樣適當稀釋,然後測定耗氧量。因此,稀釋水的純度是影響結果的重要因素。根據實驗研究認為,以下因素不容忽視。

(1)稀釋水的BOD空白值

在沒有控制實驗條件的情況下,按常規方法測定81個稀釋水的BOD值,這些數據為統壹線處理,最小值為O.01mg/L,最大值為1.06mg/L,且測定值為橫坐標,檢測頻率為縱坐標的%,在半對數坐標圖中,只有34.6%的測定數據在0.2mg/L。只有 34.6% 的測定數據在 0.2mg/L 以下。

本實驗結果表明,制備BOD稀釋水時,沒有控制好實驗條件,而是受到實驗室中有機溶劑、空氣中粉塵和細菌的汙染,導致.B005 值增大。這就必須嚴格控制實驗條件,使BOD5值達到規定的O.2mg/L的要求。

(2)BOD稀釋水源對BOD5值的影響

用加入KMnO4的重蒸餾水和普通蒸餾水,分別裝入培養瓶中在20~25℃下保存,逐日置於培養箱中20±l℃,按常規分析方法測定BOD5,結果表明,兩種稀釋水從第四天開始均達到0.2mg / L 結果表明,兩種稀釋水從第四天開始均能達到 0.2mg/L,無明顯差異。國外報道采用蒸餾水、離子交換後蒸餾水和蒸餾後離子交換水三種***水,在20℃下保存,逐日測定B005值,同日測定BOD5值的結果順序如下:

蒸餾後離子交換水>離子交換後蒸餾水>蒸餾水,僅蒸餾水配制的稀釋水BOD5值達0.2mg/L以下。可見,BOD稀釋水源的選擇非常重要,離子交換水易受樹脂床汙染,不宜使用,而壹般以蒸餾水作為BOD稀釋水源,其空白值可達到規定要求。

(3)溫度對BOD稀釋水的影響

將制備好的BOD稀釋水,分裝到BOD培養瓶中,在15℃、20℃、22-25℃和30-34℃四種不同溫度下保存,按常規測定BOD5的方法,選擇最佳保存天數。15℃保存從第五天開始,20℃保存從第五天開始,20℃保存天數最佳。15℃時從第五天開始保存,20℃時從第二天開始保存,20-25℃時從第四天開始保存,30-34℃時從第五天開始保存,分別可達0.2mg/L.

實驗證明,溫度無疑對BOD稀釋水的BOD5值有顯著影響。BOD稀釋水以20±1℃條件下保存最佳。如果實驗室受條件限制,可根據不同溫度確定保存時間。

實驗表明,最簡便的方法是將配制好的稀釋水在常溫下保存5-7天,BOD即可完全達到規定要求。

(4)曝氣過程對BOD5值的影響

用新鮮蒸餾水配制的BOD稀釋水,壹種用活性炭過濾空氣曝氣,另壹種不過濾,在20℃時分別倒入BOD培養瓶中,置於20±1℃的培養箱中進行保存,按常規方法逐日測定BOD5值。

用活性炭過濾的稀釋水,當日的BOD5為O.15mg/L,不用活性炭過濾的稀釋水當日的BOD為0.25mg/L,結果表明,活性炭對空氣中汙染物的吸附處理,明顯改善了稀釋水的水質。

(5)硝化作用對稀釋水BOD5值的影響

稀釋水配制時加入氯化銨作為細菌生長所需的氮源。細菌利用硝化作用增加耗氧量,導致:B005 值升高。有人提出添加壹定量的硝化抑制劑:如 N(2 壹丙烯基)硫脲、2 壹氯 6(三氯乙烷)吡啶和烯丙基硫脲等,以抑制細菌對含氮化合物的硝化作用。曾用過的含氯化銨的BOD稀釋水D1,分裝在培養瓶中,其中兩份用於測定含氮化合物,其余兩份測定BOD5值,同時放在20℃條件下保存,逐日分別測定BOD5、NH3-N、N02-N、N03-N含量。另將不含氯化銨的稀釋水 D2 分裝到培養瓶中,每次兩份,在 20℃條件下保存。逐日測定含氯化銨和不含氯化銨的稀釋水的 BOD5 值,從第 2 天起至第 12 天,BOD5 值均低於 0.2 mg/L。兩組之間沒有明顯差異。同時,氨氮含量隨著培養天數的增加而下降。從第 6 天開始,N02-N 的檢測濃度為 0.8 μg/L,第 2l 天檢測到的濃度為 O.2 μg/L,濃度很小;第 9 天檢測到的 N03-N 濃度為 3.2 μg/L,第 21 天檢測到的濃度為 3.16 μg/L,這表明硝化作用的影響很小,可以忽略。因此,在 BOD 稀釋水的保存中,不必擔心硝化作用的發生。

BOD稀釋水的純度是壹個重要因素。因此,國外提倡稀釋水的BOB5值要求控制在0.2mg/L以下,最好為0.1mg/L。

110.1.3.6 接種的目的是使樣品中的生物群加入,以提高水中有機物的分解能力,在生活廢水或未加氯的排放水及地下水中存在這些微生物時,就沒有必要接種,也不應該接種。當水樣中的微生物數量很少時,則應接種稀釋水,所用的標準接種物是已在 20℃條件下存放 24~36h 的澄清生活汙水。

根據理論推算,1mg氨氮氧化需要消耗4.57mg氧氣,其中生成亞硝酸鹽氮需要消耗3.43mg氧氣,亞硝酸鹽氮轉化為硝酸鹽氮需要消耗1.14mg氧氣。

日本出廠排水試驗方法JLSK0102中規定,每稀釋1升水樣需加入N-(丙烯酰)硫脲0.2~O.5mg,或在1升稀釋水中加入2-氯-6-(三氯乙烯)吡啶10mg,以抑制硝化過程。

110.1.5 水樣采集後應立即進行分析。在取樣與分析之間的貯存期內,樣品有明顯的降解,會影響 BOD 值。如果在 15-20 ℃條件下放置幾小時,BOD 含量可降低二分之壹。在冷凍條件下存放 3 天,BOD 值可降低 5%。日本的 "水質測試法 "規定水樣在密封冷藏條件下必須在 9h 內測定。

美國《水和廢水標準測試法》第15版規定,樣品采集後2h內不能分析時,應將樣品貯存在4~C或4~C以下,並在6h內開始分析,當6h內不能分析時,應將貯存時間和溫度隨分析結果壹起上報,不能分析超過24h。

110.1.6.1 樣品的前處理

(壹)含有懸浮物質的樣品,混勻後,取適量進行分析。

(二)冬季取水樣,降溫保存含氧量較高,藻類、河流、湖泊由於光合作用也含較多的氧,註意夏季易使溶解氧過飽和,對水樣中其他溶解氣體應進行曝氣處理。

(3)中和:將呈酸性或堿性的水樣用 NaOH 溶液[c(NaOH)=1 mol/L] 或用 H2S04 溶液[c(H2S04)=0.5 mol/L]中和至 pH 7 左右。

(4)水樣含余氯 0.1mg/L 時,短時間內有時會消失。氯含量高時除用硫代硫酸鈉外,還可用下列方法去除。

在 100mL 水樣中預先加入 0.1gNaN3 和 lg Ⅺ,然後加入 HCl 使 pH 值約為 1,以澱粉溶液為指示劑,用亞硫酸鈉溶液[c(Na2S03)=0.025mol/L]滴定遊離的 12,直至藍色消失。另外,取樣按預滴定值,加入適量亞硫酸鈉溶液,使余氯還原,必要時可用NaOH溶液(4Og/L)或鹽酸溶液(1+1)調節pn值至7左右。

(5)重金屬鹽類具有抑制微生物生長的作用,影響BOD值。

日本弘抱正報道各種金屬離子濃度對BOD的抑制作用分別為(mg/L):

Hg2+-0.5、Cu2+-0.5、Pb2+-50、Ni2+-5、Zn2+-10-20、Cr3+-2.5-5.O、Cr6+-10、Cd2+-5、C02+-5,這些金屬離子可通過中和、沈澱和離子交換等方法消除。

(6)當水中亞硝酸鹽大於 O.1mg/L時,可遊離碘使結果偏高

2I-+2NO2-+4H+→I2+2H20+2NO

加入疊氮化鈉消除亞硝酸鹽的幹擾反應如下

2NaN3+H2S04- 2HN3+Na2S04

HN3+HNO2→N2+N20+H20

(7)含有其他有毒物質的水樣、通常需要進行特殊研究和處理。

110.1.6.3確定水樣的稀釋程度

由於水中有機物含量較高,為了確定 BOD 的稀釋程度,首先需要測定耗氧量或化學需氧量的值,然後推測 BOD 的值,為了防止失效,通常采用不同階段的稀釋法。

按酸性高錳酸鉀法測定的耗氧量(OC)通常為l~3,此外還需將水樣的商數稀釋倍。

如果用重鉻酸鉀法測定化學需氧量(COD),則除以 4 或 5。

110.1.6.3.2生化需氧量測定操作中應註意:

(1)為了測定的可靠性,最好同時培養 2~3 瓶,由測定值取平均值。

(2)稀釋用的計量瓶和BOD培養瓶應充分洗凈,因為稀釋度高,即使輕微汙染,也會影響BOD值。

(3)稀釋時,用虹吸管將水樣和稀釋水插入容器底部,輕輕流動,防止產生氣泡。

(4)裝有樣品的 BOD 培養瓶內不能有氣泡,蓋好瓶塞,封好瓶口,瓶內不能存在氣泡。

110.1.7.3壹般認為已稀釋的培養液在20℃溫度下培養5天後,溶解氧降低40~70%較為適宜。減量過多或過少都會帶來較大誤差,因此壹個水樣應同時做 2~3 次稀釋,最後只用溶解氧減量在 40%~70% 之間的平均值為結果。

下表顯示了不同稀釋度下的 BOD5 值。

表 110.1 不同稀釋度的 BOD5 值*

*葡萄糖和谷氨酸鈉各 150 毫克/升;

***1 升稀釋試樣的數量、毫升數。

從表 110.1 可以看出,稀釋 67 至 40 倍時,耗氧率為 41.4%至 69%所產生的 BOD5 值最好,用三者的平均值 227+213+227/3=222mg/L 來報告結果。

110.1.8精度

根據數據,BOD重復測量的精度在5%~10%之間,不同時間測量的精度在15%~30%之間

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