五日生化需氧量測定過程中稀釋倍數(shù)的確定

張維娜

摘 要：五日生化需氧量測定是進行水質(zhì)檢測和采取污水處理的一種重要工作，但是在實際測定中，影響測定結(jié)果精確性的因素有多種，例如環(huán)境溫度、水樣pH值以及稀釋倍數(shù)等。文章首先介紹了地表水、工業(yè)廢水的樣品稀釋倍數(shù)確定方法，隨后通過試驗，介紹了一種利用公式進行稀釋倍數(shù)計算的方法，并分別從前期準備、試驗步驟、測定結(jié)果等，對這種稀釋倍數(shù)確定方法進行了簡要概述。

關(guān)鍵詞：五日生化需氧量測定；稀釋倍數(shù)；地表水；耗氧值

中圖分類號：X703 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）21-0124-02

Abstract： The determination of five-day biochemical oxygen demand is an important work for water quality detection and sewage treatment， but in the actual determination， there are many factors that affect the accuracy of the determination results， such as environmental temperature， pH value of water sample， dilution multiple and so on. This paper first introduces the method of determining the sample dilution multiple of surface water and industrial wastewater， and then through the experiment， introduces a method of calculating the dilution multiple by using the formula， and from the preliminary preparation， test steps， determination results and so on， the paper gives a brief overview of the method for determining the dilution multiple.

Keywords： determination of five-day biochemical oxygen demand； dilution multiple； surface water； oxygen consumption value

引言

現(xiàn)階段五日生化需氧量測定方法中，根據(jù)操作方法的不同，可以分為稀釋接種法、無汞壓力法、微生物傳感器法等幾種。其中，稀釋接種法因為具有操作相對簡便、測定結(jié)果精確度高等優(yōu)勢，成為一種應(yīng)用最廣的方法。在運用稀釋接種法進行五日生化需氧量測定時，稀釋倍數(shù)的確定是其中一個重要環(huán)節(jié)。而試驗中常常根據(jù)待測樣品的化學(xué)需氧量推導(dǎo)出稀釋倍數(shù)。因此，通過多次試驗測定兩者之間的關(guān)系，通過取平均值的方法近似的得出稀釋倍數(shù)，為五日生化需氧量測定工作開展提供了數(shù)據(jù)支持。

1 不同類型水樣稀釋倍數(shù)的確定

對于不同水樣的五日生化需氧量測定，雖然操作步驟并不復(fù)雜，但是要想獲得高精度的測定結(jié)果，需要對試驗環(huán)境、各項參數(shù)進行嚴格要求。以稀釋倍數(shù)為例，根據(jù)樣品選取位置的不同，對地表水、輕度污染的工業(yè)廢水等，由于樣品中有機物、微生物含量相差較大，因此具體試驗中需要確定的稀釋倍數(shù)也有很大差異。

1.1 地表水稀釋倍數(shù)的確定

首先觀察地表水樣品的物理特征，如果樣品清澈或輕微渾濁，但是無異味，則先測定待測樣品的溶解氧含量。通常來說，如果溶解氧含量的范圍處于6.2mg/L-9.8mg/L之間，則符合稀釋標準。根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標準（GB3838-2002）》中的相關(guān)要求，對于符合上述條件的地表水待測樣品，稀釋倍數(shù)分別可以選擇1倍、1.5倍和1.8倍。

如果觀察地表水樣品發(fā)現(xiàn)有明顯的懸浮顆粒，且顏色偏黃，但是無異味，還是按照程序測定待測樣品的溶解氧含量。對于此類待測樣品，如果溶解氧含量的范圍處于3.5mg/L-5.5mg/L之間，則符合稀釋標準。按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標準（GB3838-2002）》中的要求，可供選擇的稀釋倍數(shù)分別有1倍、2倍、3倍。

如果地表水樣品有明顯的沉淀、渾濁現(xiàn)象，聞到刺鼻的腥臭味，且溶解氧含量在3.5mg/L以下，則判定該水質(zhì)受到嚴重污染，為了保證五日生化需氧量測定結(jié)果精度，需要將稀釋倍數(shù)擴大到5倍、20倍、50倍等多個檔次。直到稀釋后待測樣品不存在明顯渾濁且聞不到刺激氣味為止。

1.2 工業(yè)廢水稀釋倍數(shù)的確定

通過觀察如果發(fā)現(xiàn)工業(yè)廢水樣品為透明狀，且無異常氣味，測定溶解氧含量，一般將溶解氧含量控制在5.5mg/L-10.3mg/L之間為宜。依據(jù)《污水綜合排放標準（GB8979-2017）》中的規(guī)定，樣品可選擇的稀釋倍數(shù)分別有1倍、2倍、5倍和10倍四個檔次。

如果待測樣品出現(xiàn)特殊顏色，但是無渾濁、有刺激氣味，測定溶解氧含量，在5.5mg/L以下，則需要先向待測樣品中充入氧氣。根據(jù)樣品的量，按照每升樣品沖入250g氧氣進行處理。處理完畢后，按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標準（GB3838-2002）》進行稀釋，稀釋倍數(shù)分別有5倍、20倍、50倍、100倍四種選擇。

2 一種簡便可行的稀釋倍數(shù)計算方法

2.1 測定原理

首先將待測樣品裝入到廣口瓶中，進行一次溶解氧濃度測定。完成操作后蓋好瓶蓋，保證密封效果。將待測樣品放置于恒溫箱中，將溫度調(diào)節(jié)為25℃進行培養(yǎng)，持續(xù)5d。培養(yǎng)結(jié)束后第二次測定溶解氧濃度，將兩次結(jié)果進行對比，其差值即為培養(yǎng)過程中每升水消耗掉的質(zhì)量，即BOD5值。由于多數(shù)水樣中含有較多的需氧物質(zhì)，其需氧量往往超過水中可利用的溶解氧量，因此在培養(yǎng)前需對水樣進行稀釋，使培養(yǎng)后剩余的溶解氧符合規(guī)定。由于BOD5試驗周期較長，一旦出現(xiàn)此類情況，就無法以原樣補測，因此稀釋操作是BOD5實驗的重要步驟。

2.2 試驗準備

在進行待測樣品的稀釋操作時，需要提前做好相關(guān)的準備工作，主要包括以下幾項：其一，選擇儀器并進行儀器檢查。所用儀器主要是溶解氧儀，型號為MIK-2900，進行儀器校準和檢測。另外做好待測樣品的保存，盛放水樣的廣口瓶必須提前進行消毒處理，并放置于室溫環(huán)境下，蓋好瓶蓋，待開始試驗時將廣口瓶中的樣品轉(zhuǎn)移到干凈的燒杯中。

2.3 試驗方法

使用膠頭滴管將廣口瓶中的樣品轉(zhuǎn)移到燒杯中，要注意將膠頭滴管的開口貼近燒杯的側(cè)壁，緩緩加入。然后再將稀釋水用量筒量取一定量，將燒杯傾斜至30°，量筒開口對準燒杯邊緣，沿著燒杯側(cè)壁緩緩流入。倒入稀釋水時要注意控制速度，一方面是避免稀釋水迸濺在燒杯側(cè)壁上，影響測定結(jié)果精度；另一方面也可以防止引流速度過快產(chǎn)生氣泡，影響溶解氧含量。完成上述操作后，將燒杯用玻璃罩蓋住，在室溫環(huán)境下培養(yǎng)5d。培養(yǎng)結(jié)束后，測定各組樣品的溶解氧含量值。溶解氧含量在3mg/L以上，且培養(yǎng)過程中實際消耗溶解氧超過5mg/L的，其稀釋倍數(shù)可以作為參考。

使用下列公式計算五日生化需氧量：

BOD5=[（C1-C2）-（Vt-Ve）（C3-C4）/Vt]Vt/Ve

上式中：C1是待測樣品的初始溶解氧濃度，C2是經(jīng)過5d培養(yǎng)后水樣溶解氧濃度，C3是待測樣品空白溶液的溶解氧濃度，C4是經(jīng)過5d培養(yǎng)后空白溶液的溶解氧濃度，Ve是制備樣品用掉的體積，Vt是待測水樣的總體積。

2.4 試驗結(jié)果

（1）五日生化需氧量的化學(xué)需氧量的測定

選用3個標準樣品測定其化學(xué)需氧量值，列出表1。

結(jié)合上表計算結(jié)果，可以得知BOD5/化學(xué)需氧量的值為0.468。

（2）實際污水的測定

受污染的水域，因其污染來源的多樣性、污水成分的復(fù)雜性，給五日生化需氧量測定試驗開展增加了難度，其中稀釋倍數(shù)的確定也是一個難點。為了讓結(jié)果盡可能的符合標準，減小誤差影響，分別從多處受到污染的水域中進行污水取樣，并在實驗室環(huán)境下分別對其五日生化需氧量和化學(xué)需氧量的值進行了測定，具體結(jié)果如表2所示。

2.5 試驗結(jié)論

根據(jù)測定結(jié)果，試樣5日稀釋接種后，耗氧值在4mg/L左右。將這一數(shù)值帶入（C1-C2）-（Vt-Ve）（C3-C4）/Vt=3.7。同時，BOD5=4Vt/Ve；已知BOD5=0.468倍的化學(xué)需氧量。所以最終的五日生化需氧量可以簡化為Vt/Ve=0.117倍的化學(xué)需氧量?；瘜W(xué)需氧量值可通過實驗較快測得，這樣就可以通過化學(xué)需氧量的數(shù)值較快地判定水樣的BOD5值，也可以準確地確定BOD5稀釋時水樣的取樣量。通過以上實驗數(shù)據(jù)可以看出樣品所消耗的溶解氧在4mg/L左右所測定的BOD5基本接近于真值。利用BOD5=0.468化學(xué)需氧量的關(guān)系可以較快速和準確的確定BOD5稀釋倍數(shù)，減少了實驗的盲目性。

3 結(jié)束語

在運用接種稀釋法進行五日生化需氧量測定時，如何確定待測樣品的稀釋倍數(shù)是決定最終測定結(jié)果的一個重要因素。本文提供的一種基于試驗測量與簡化公式計算的稀釋倍數(shù)確定方法，能夠較為精確的確定不同水樣的稀釋倍數(shù)，具有較強的適用性。在稀釋倍數(shù)確定時，也要注意做好試驗準備，在具體試驗過程中還要注意做好五日生化需氧量與化學(xué)需氧量的記錄和計算，提高稀釋倍數(shù)的精確性，為水質(zhì)監(jiān)測和下一步污水治理提供必要的數(shù)據(jù)參考。

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