BOD也稱(chēng)為生化需氧量,是指在規定的條件下水中微生物分解某些可氧化物質(zhì),特別是分解有機物所進(jìn)行過(guò)程中所消耗的溶解氧。一般情況下它指的是在所采集水質(zhì)水樣完全密封的容器瓶中,在20攝氏度的環(huán)境中暗處培養5天左右,分別測定培養前后水樣中溶解氧的質(zhì)量濃度所得出的參數之差,計算出每升樣品消耗的溶解氧量。通常我們以BOD5來(lái)表示。
對于某些生活污水和工業(yè)廢水以及污染嚴重的地面水,因含較多的有機物,需要稀釋后再培養測定,以降低其濃度和保證有充足的溶解氧。
測定時(shí)取稀釋后的水質(zhì)水樣兩等份,一份測定其當天的溶解氧值,另外一份在20攝氏度的培養箱中培養5天后測定其溶解氧值。根據前后的兩個(gè)參數之差計算出BOD5的數值。BOD5的計算公式如下:
(D1-D2)-(B1-B2)f1/f2
式中 D1,D2指的是經(jīng)稀釋過(guò)后水樣在培養前、后的溶解氧質(zhì)量濃度。
B1,B2指的是純稀釋水在培養前、后的溶解氧質(zhì)量濃度。
f1,f2指的是培養瓶中稀釋水和水樣分別所占的比例。
對于溶解氧含量較高,有機物含量較少的清潔地面水,如果BOD5不大于6mg/L時(shí)可以不經(jīng)稀釋直接測定。對于BOD5值較大的水質(zhì)水樣需要稀釋倍數后,經(jīng)過(guò)5天的培養溶解氧大于2mg/L,且剩余溶解氧在1mg/L以上得要進(jìn)行確定。在水樣污染程度比較固定的情況下,例如工廠(chǎng)實(shí)驗室中的常規分析,一些熟練的水質(zhì)檢測人員能夠憑借經(jīng)驗來(lái)確定稀釋倍數。在這樣的操作情況下,檢測時(shí)需要取三個(gè)稀釋倍數水樣。根據對這三者水樣的最終分析結果作比較之后,取其中一個(gè)適宜的稀釋倍數進(jìn)行BOD5值進(jìn)行計算。
為了保證水樣稀釋后有足夠的溶解氧,稀釋過(guò)的水樣通常要通入空氣進(jìn)行曝氣,以使稀釋水中的溶解氧接近飽和。稀釋水中還應該加入無(wú)機營(yíng)養鹽和緩沖物質(zhì),例如磷酸鹽、鈣、鎂、鐵鹽等,以保證微生物的生長(cháng)需要。
對于不含或者少含微生物的工業(yè)廢水,例如酸性廢水、堿性廢水、高溫廢水和經(jīng)過(guò)氯氣處理的廢水,在進(jìn)行BOD5檢測時(shí)需要引入能夠分解廢水中有機物的微生物。
稀釋測定法一直被認為是BOD5的標準檢測方法,但此類(lèi)方法測定時(shí)最少需要5天,而對于一些水質(zhì)污染來(lái)說(shuō)5天后的數據可能已經(jīng)失去了進(jìn)一步采取控制污染措施的意義。例如有一些工業(yè)廢水的波動(dòng)范圍就很大,有時(shí)甚至相差幾倍。往往同一種水樣采用不同的稀釋倍數,所得的結果都不一樣。因此使用水質(zhì)檢測儀就能克服這種由初始含氧量不同所造成的重復性誤差。
目前使用較多的是氣壓計庫侖式BOD測定儀。將經(jīng)過(guò)預處理的水樣裝在培養瓶中,利用電磁攪拌器進(jìn)行攪拌,在進(jìn)行生物氧化反應時(shí),水樣中的溶解氧被消耗,培養瓶上部空間中的氧氣溶解于水樣中。由于反應而產(chǎn)生的CO2從水樣中逸出,進(jìn)入培養瓶空間。當CO2被置于培養瓶中的CO2吸收劑蘇打石灰吸收時(shí),瓶中氧分壓和總氣壓下降。該氣壓下降由電極式壓力計所檢出,并轉換成電信號,經(jīng)放大器放大,繼電器閉合而帶動(dòng)同步馬達工作。與此同時(shí),電解裝置進(jìn)行CuSO4,溶液的恒電流電解,電解產(chǎn)生的氧氣不斷供給培養瓶,使培養瓶中的氣壓逐漸回升,當培養瓶?jì)葔毫謴偷皆瓉?lái)狀態(tài)時(shí),繼電器斷開(kāi)并使電解與同步馬達停止工作。通過(guò)這樣反復過(guò)程使培養瓶上面空間始終保持在恒壓狀態(tài),以促進(jìn)微生物的活動(dòng)和生化反應正常進(jìn)行。在BOD測定時(shí)間內由于電解產(chǎn)生的氧量就相當于水樣的BOD值,根據庫侖定律,消耗的氧量與電解時(shí)所需的電量成正比關(guān)系,就可以求得電解產(chǎn)生的氧量。
在儀器運轉過(guò)程中,有一個(gè)同步馬達隨電解發(fā)生而啟動(dòng),該馬達又通過(guò)與其連接的電位計將其工作情況轉換成電勢,該電勢與電解產(chǎn)生的氧量成正比。因此可以用毫伏計自動(dòng)記錄BOD值隨時(shí)間變化的耗氧曲線(xiàn)。這種氣壓計庫侖式BOD測定儀不僅可測定五日生化需氧量BOD3,也可測定任何培養天數的BOD值。
稀釋測定法測BOD值需要制備幾個(gè)不同稀釋倍數的水樣,而儀器法只需一個(gè)水樣就能進(jìn)行測定。由于記錄儀在測定過(guò)程中作出了自動(dòng)連續的記錄,因此得到的耗氧曲線(xiàn)能反映出水樣發(fā)生生化反應的全過(guò)程。本測定方法所得的結果較稀釋測定法偏高,這種情況可能是由于連續攪拌與稀釋法不同所引起。
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