五日生化需氧量稀釋倍數(shù)的快速確定方法

王 煒陳 歡樓振綱陳 潔

（1浙江環(huán)境監(jiān)測工程有限公司 浙江杭州 310012 2浙江省環(huán)境監(jiān)測中心 浙江杭州 310012 3杭州環(huán)?？萍甲稍冇邢薰?浙江杭州 310003）

引言

生化需氧量（Biochemical oxygen demand,BOD5）是指在規(guī)定條件下，微生物分解存在水中的某些可氧化物質(zhì)[1]，其測定方法主要為稀釋接種法。在BOD5的分析過程中，稀釋倍數(shù)通常都是通過水樣的CODCr值來確定。在此前的相關(guān)研究中，稀釋倍數(shù)都是通過樣品的CODCr值與幾個特定的系數(shù)相乘得出[2,3]，其方法存在一些不足：一是稀釋倍數(shù)僅能覆蓋B/C值為0.2～0.8的廢水，難以應(yīng)用于地表水及B/C值低于0.2的輕度污染廢水；二是最終稀釋倍數(shù)多達(dá)3個，增大了分析的工作量。本試驗總結(jié)一種簡便可行稀釋倍數(shù)計算方法，用更少的稀釋倍數(shù)覆蓋不同類型的水和廢水，并對實際水樣進(jìn)行分析以論證該計算方法的適用性。

1 試驗部分

1.1 儀器和試劑

YSI 58型臺式溶解氧儀，恒溫培養(yǎng)箱。

接種液：參考此前相關(guān)研究[4]進(jìn)行配制。

其他儀器與試劑同HJ 535-2009行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[1]。

1.2 不同水樣的稀釋倍數(shù)

1.2.1 地表水的稀釋倍數(shù)

根據(jù)水樣的CODCr值選擇稀釋倍數(shù)，采用非稀釋法和稀釋法進(jìn)行分析，其具體內(nèi)容見表1。

表1 地表水樣品的稀釋倍數(shù)

1.2.2 輕度污染廢水的稀釋倍數(shù)

此處輕度污染廢水特指CODCr值低于150 mg/L的處理系統(tǒng)末端出水或者總排口出水。對輕度污染廢水設(shè)定不稀釋和稀釋4倍2個稀釋倍數(shù)，采用非稀釋法和稀釋接種法進(jìn)行分析。

1.2.3 其他廢水的稀釋倍數(shù)

對除輕度污染廢水之外的其他廢水，根據(jù)水樣的CODCr值，設(shè)定CODcr/10和CODCr/5兩個不同的稀釋倍數(shù)，采用稀釋接種法進(jìn)行分析。

1.3 試驗方法

根據(jù)HJ 505-2009方法[1]，BOD5的計算公式如下：

非稀釋法：BOD5=DO1-DO5(1)

稀釋（接種）法：BOD5=[(DO1-DO5)-BOD空·(1-1/D)]·D (2)式中：

DO1：初始溶解氧值；

DO5：五日培養(yǎng)后溶解氧值；

BOD空：空白BOD5值；

D：稀釋倍數(shù)。

根據(jù)方法要求，采用非稀釋法時，DO5不得小于2 mg/L，否則為無效數(shù)據(jù)；采用稀釋（接種）法時DO5不得小于2 mg/L且DO1-DO5不得小于2 mg/L，否則為無效數(shù)據(jù)。

對稀釋水及接種稀釋水進(jìn)行10次BOD5的空白測定，了解稀釋水和接種稀釋水的初始溶解氧濃度及BOD5空白值范圍，其結(jié)果如表2所示

表2 稀釋水和接種稀釋水BOD5空白值

由表2可知，稀釋水和接種稀釋水的的空白BOD5值分別約為0.3和0.7 mg/L。因此，在利用公式（1）和（2）估算BOD5過程中，稀釋法中BOD空值統(tǒng)一定為0.3 mg/L，稀釋接種法中統(tǒng)一定為0.7 mg/L，所有樣品DO1值統(tǒng)一定為8.7 mg/L。

2 結(jié)果與討論

2.1 地表水BOD5測定

根據(jù)1.2.1的稀釋方法對不同地表水樣品進(jìn)行BOD5的測定，結(jié)果如表3所示。

表3 地表水BOD5測定結(jié)果

按照公式（1）和（2）對不同稀釋倍數(shù)下的理論BOD5值進(jìn)行估算，其中DO1為8.7 mg/L，非稀釋法DO5≥2 mg/L，稀釋法DO5≥2 mg/L且 DO1-DO5≥2 mg/L，推算出 2 mg/L≤DO5≤6.7 mg/L，BOD空為0.3 mg/L，估算結(jié)果為：

不稀釋條件下，BOD5=DO1-DO5，最高值為8.7-2.0=6.7 mg/L，最低值為0 mg/L，理論范圍為0～6.7 mg/L；

稀釋 2倍條件下，BOD5=[(DO1-DO5)-BOD 空·(1-1/D)]·D=[(8.7-DO5)-0.3·(1-1/2)]·2 故最高值為[(8.7-2.0)-0.3·(1-1/2)]·2=13.1 mg/L，最低值為[(8.7-6.7)-0.3·(1-1/2)]·2=3.7 mg/L，理論范圍為 3.7～13.1mg/L；同理計算可得稀釋3倍BOD5理論范圍為5.4～19.5 mg/L，稀釋4倍為7.1～25.9 mg/L，稀釋 8 倍為13.9～51.5 mg/L。

由表3可知，不同地表水樣所設(shè)定的2個稀釋倍數(shù)的理論BOD5值有相互重疊部分，可相互疊加，得出該地表水樣的BOD5覆蓋范圍。通過實測BOD5可知，不同CODCr濃度的地表水樣都能保證2個稀釋倍數(shù)測定結(jié)果中至少1個為有效數(shù)據(jù)，所有有效數(shù)據(jù)也都包含在預(yù)估的覆蓋范圍內(nèi)，表明實際分析與理論計算結(jié)果相符合。

2.2 輕度污染廢水BOD5的測定

根據(jù)1.2.2的稀釋方法對CODCr值低于150 mg/L的處理系末端出水或總排口出水進(jìn)行BOD5測定，結(jié)果見表4。

表4 輕度污染廢水BOD5測定結(jié)果

同2.1推導(dǎo)過程，估算結(jié)果為：

不稀釋條件下，BOD5=DO1-DO5，最高值為8.7-2.0=6.7 mg/L，最低值為0mg/L，理論范圍為0～6.7 mg/L；

稀釋 4倍條件下，BOD5=[(DO1-DO5)-BOD 空·(1-1/D)]·D=[(8.7-DO5)-0.7·(1-1/4)]·4

故最高值為[(8.7-2.0)-0.7·(1-1/4)]·4=24.7 mg/L，最低值為[(8.7-6.7)-0.7·(1-1/4)]·4=5.9 mg/L，理論范圍為 5.9～24.7 mg/L。

由表4可知，不同稀釋倍數(shù)下的理論BOD5值疊加后的覆蓋范圍為0～24.7 mg/L。由于輕度污染廢水為整個處理系統(tǒng)末端工藝出水，其易降解有機(jī)物基本在此前生化工藝段被消耗完全，可生化性極低，故當(dāng)廢水CODCr值不高于150 mg/L時，其BOD5濃度基本可確認(rèn)在20 mg/L以下，處于0～24.7 mg/L的濃度覆蓋范圍內(nèi)，因此可確保2個稀釋倍數(shù)下至少有1個為有效數(shù)據(jù)。

2.3 其他廢水BOD5的測定

根據(jù)1.2.3的稀釋方法對其他不同廢水進(jìn)行BOD5測定，結(jié)果見表5。

表5 其他廢水BOD5測定結(jié)果

同2.1推導(dǎo)過程，估算結(jié)果為：

稀釋CODCr/10倍條件下，

BOD5=[(DO1-DO5)-BOD 空·(1-1/D)]·D=[(8.7-DO5)-0.7·(1-1/D)]·CODCr/10

B/C=BOD5/CODCr=[(8.7-DO5)-0.7·(1-1/D)]/10

將 1/D 忽略不計，B/C=（8-DO5）/10

故B/C最低值為(8-6.7)/10=0.13，最高值為(8-2)/10=0.6，理論范圍為 0.13～0.6。

同理可得，稀釋CODcr/5倍條件下，故B/C最低值為(8-6.7)/5=0.26，最高值為(8-2)/5=1.2，由于BOD5不可能高于CODcr，因此理論范圍為0.26～1。

2個稀釋倍數(shù)下的B/C值范圍相互疊加可得B/C值理論覆蓋范圍為 0.13～1。

由表5測定結(jié)果可知，不同廢水樣的B/C值分布在0.18～0.69之間，均處于0.13～1的覆蓋范圍內(nèi)。其中B/C值為0.26～0.6的樣品在不同稀釋倍數(shù)下測定結(jié)果均為有效，而B/C值不在該范圍內(nèi)的樣品也能保證1個有效結(jié)果。與此前相關(guān)研究[6]相比，本試驗采用2個不同的稀釋倍數(shù)，將B/C值覆蓋范圍由0.2～0.8拓寬到0.13～1，基本涵蓋了除可生化性極差的輕度污染廢水之外的所有廢水，進(jìn)一步提高了BOD5測定的準(zhǔn)確性和有效性。

結(jié)語

（1）對水中BOD5測定中稀釋倍數(shù)的確定進(jìn)行研究。將水樣分為地表水、輕度污染廢水和其他廢水3類，根據(jù)其CODcr濃度確定2個稀釋倍數(shù)。

（2）采用稀釋倍數(shù)確定方法對實際水樣進(jìn)行BOD5測定，結(jié)果表明，不同水樣2個稀釋倍數(shù)下的理論BOD5或B/C值均存在相互重疊部分，其理論范圍可相互銜接。水樣BOD5或B/C值均處于理論范圍內(nèi)，可確保2個稀釋倍數(shù)下至少有1個結(jié)果為有效數(shù)據(jù)。

（3）上述方法能夠在2個稀釋倍數(shù)基礎(chǔ)上有效測定各種類型和B/C值的水樣，提高了BOD5分析的準(zhǔn)確性和簡捷性。