五日生化需氧量作业指导书.doc

五日生化需氧量作业指导书 ( 依据标准: GB/T7488-1987 )1 含义及有关质量或排放标准1.1 五日生化需氧量含义 五日生化需氧量是指在规定条件下，微生物分解存在水中的某些可氧化物质、特别是有机物所进行的生物化学过程中消耗溶解氧的量。条件为201C培养5天，分别测定样品培养前后的溶解氧，两者之差即为BOD5值，以氧的毫克/升表示。1.2 五日生化需氧量(BOD5)的地表水质量1或污水排放标准2-3 单位：mg/L 分类质量或排放标准地表水 334610污水3（黄浦江上游水源保护区）15(水源)20(准水源)-污水2（其他排污单位）2530150-污水32530150-注：1-地表水环境质量标准（GB3838-2002） 2-中华人民共和国污水综合排放标准（GB8978-1996） 3-上海市污水综合排放标准(DB31/199-1997)2 分析方法 稀释接种法 (GB7488-87)2.1 适用范围 本方法适用于BOD5大于或等于2mg/L并且不超过6000 mg/L的水样。BOD5大于6000 mg/L的水样仍可用本方法，但由于稀释会造成误差，有必要要求对测定结果做慎重的说明。本试验得到的结果是生物化学和化学作用共同产生的结果，它们不象单一的、有明确定义的化学过程那样具有严格和明确的特性，但是它能提供用于评价各种水样质量的指标。本试验的结果可能会被水中存在的某些物质所干扰，那些对微生物有毒的物质，如杀菌剂、有毒金属或游离氯等，会抑制生化作用。水中的藻类或硝化微生物也可能告成虚假的偏高结果。2.2 定义生物化学需氧量（BOD）：在规定条件下，水中有机物和无机物氧化作用下所消耗的溶解氧（以质量浓度表示）。2.3 原理将水样注满培养瓶，瓶盖塞好后应不透气，将瓶置于恒温条件下培养5天。培养前后分别测定溶解氧浓度，由两者的差值可算出每升水消耗掉氧的质量，即BOD5值。由于多数水样中含有较多的需氧物质，其需氧量往往超过水中可利用的溶解氧（DO）量，因此在培养前需对水样进行稀释，使培养后剩余的溶解氧（DO）符合规定。一般水质检验所测BOD5只包括含碳物质的耗氧量和无机还原性物质的耗氧量。有时需要分别测定含碳物质耗氧量和硝化作用的耗氧量。常用的区别含碳和氮的硝化耗氧的方法是向培养瓶中投入硝化抑制剂，加入适量硝化抑制剂后，所测出的耗氧量即为含碳物质的耗氧量。在5天培养时间内，硝化作用的耗氧量取决于是否存在的足够数量的能进行此种氧化作用的微生物，原污水或初级处理的出水中这种微生物的数量不足，不能氧化显著量的还原性氮，而许多二级生化处理的出水和受污染较久的水体中，往往含有大量硝化微生物，因此测定这种水样时应抑制其硝化反应。在测定BOD5的同时，需用葡萄糖和谷氨酸标准溶液完成验证试验。2.4 试剂分析时，只采用公认的分析纯试剂和蒸馏水或同等纯度的水（在全玻璃装置中蒸馏的水或去离子水），水中含铜不应高于0.01mg/L,并不应有氯、氯胺、苛性碱、有机物和酸类。2.4.1接种水如试验样品本身不含有足够的合适性微生物，应采用下述方法之一，以获得接种水：a. 城市废水，取自污水管或取自没有明显工业污染的住宅区污水管。这种水在使用前，应倾出上清液备用。b. 在1L水中加入100g花园土壤，混合并静置10min。取10ml上清液用水稀释至1L。c. 含有城市污水的河水或湖水。d. 污水自理厂出水。e. 当待分析水样为含难降解物质的工业废水时，取自待分析水排放口下游约38km的水或所含微生物适宜于待分析水并经实验室培养过的水。2.4.2 盐溶液 下述溶液至少可稳定一个月，应贮存在玻璃瓶内，置于暗处。一旦发现有生物滋长迹象，则应弃去不用。2.4.2.1磷酸盐：缓冲溶液。 将8.5g磷酸二氢钾（KH2PO4）、21.75g磷酸氢二钾（K2HPO4）、33.4g七水磷酸氢二钠（Na2HPO47H2O）和1.7g氯化铵（NH4Cl）溶于约500ml水中，稀释至1000ml并混合均匀。 此缓冲溶液的pH应为7.2。2.4.2.2七水硫酸镁：22.5g/L溶液。 将22.5g的七水硫酸镁（MgSO47H2O）溶于水中，稀释至1000ml并混合均匀。2.4.2.3氯化钙：27.5g/L溶液。 将27.5g的无水氯化钙（CaCl2）（若用水合氯化钙，要取相当的量）溶于水，稀释至1000ml并混合均匀。2.4.2.4六水氯化铁（）：0.25g/L溶液。 将0.25g六水氯化铁（）（FeCl36H2O）溶解于水中，稀释至1000ml并混合均匀。2.4.3 稀释水 取每种盐溶液（2.4.2.1、2.4.2.2、2.4.2.3和2.4.2.4）各1 ml，加入约500ml水中，然后稀释至1000ml并混合均匀，将此溶液置于20下恒温，曝气1h以上，采取各种措施，使其不受污染，特别是不被有机物质、氧化或还原性物质或金属污染*，确保溶解氧浓度不低于8mg/L。 *建议采用压缩空气瓶或采用空气不与任何润滑油接触的压缩机（隔膜泵压缩机）。空气在用前应过滤和洗涤。 此溶液的5日生化需氧量不得超过0.2mg/L。 此溶液应在8h内使用。2.4.4 接种的稀释水 根据需要和接种水的来源，向每升稀释水（2.4.3）中加1.05.0ml接种水（2.4.1），将已接种的稀释水在约20下保存，8 h后尽早应用。2.4.5 盐酸（HCl）溶液：0.5mol/L。2.4.6 氢氧化钠（NaOH）溶液：20g/L。2.4.7 亚硫酸钠（Na2SO3）溶液：1.575g/L，此溶液不稳定，需每天配制。2.4.8 葡萄糖-谷氨酸标准溶液将一些无水葡萄糖（C6H12O6）和一些谷氨酸（HOOC-CH2-CH2-CHNH2-COOH）在103下干燥1h，每种称量1501mg，溶于蒸馏水中，稀释至1000ml并混合均匀。此溶液于临用前配制。2.5 仪器 使用的玻璃器皿要认真清洗，不能吸有毒的或生物可降解的化合物，并防止沾污。 常用的实验室设备如下：2.5.1 培养瓶：细口瓶的容量在250300ml之间，带有磨口玻璃塞，并具有供水封用的钟形口，最好是直肩的。2.5.2 培养箱：能控制201。2.5.3 测定溶解氧仪器*。 *溶解氧的测定可采用碘量法（GB 7489-87）。2.5.4 用于样品运输和贮藏的冷藏手段（04）。2.5.5 稀释容量：带塞玻璃瓶，刻度精确到毫升，其容积大小取决于使用稀释样品的体积。2.6 样品的贮存 样品需充满并密封于瓶中，置于25保存到进行分析时。一般应在采样后6h之内进行检验。若需远距离转运，在任何情况下贮存皆不得超过24h。2.7 操作步骤2.7.1 样品预处理2.7.1.1样品的中和 如果样品的pH不在68之间，先做单独试验，确定需要用的盐酸溶液（2.4.5）或氢氧化钠溶液（2.4.6）的体积，再中和样品，不管有无沉淀形成。2.7.1.2含游离氯或结合氯的样品 加入所需体积的亚硫酸钠溶液（2.4.7），使样品中自由氯和结合氯失效，注意避免加过量。2.7.2 试验水样的准备 将试验样品温度升至约20，然后在半充满的容器内摇动样品，以便消除可能存在的过饱和氧。 将已知体积样品置于稀释容器（2.5.5）中，用稀释水（2.4.3）或接种稀释水（2.4.4）稀释，轻轻地混合，避免夹杂空气泡。稀释倍数可参考下表。测定BOD5时建议稀释的倍数预期BOD5值,mg/L稀释比结果取整到适用的水样2612之间0.5R41220.5R，E103050.5R，E2060101E40120202S100300505S，C20060010010S，C400120020020I，C1000300050050I200060001000100I 表中：R：河水； E：生物净化过的污水； S：澄清过的污水或轻度污染的工业废水； C：原污水； I：严重污染的工业废水。 若采用的稀释比大于100，将分两步或几步进行稀释。若需要抑制硝化作用，则加入ATU或TCMP试剂。 若只需要测定有机物降解的耗氧，必需抑制硝化微生物以避免氮的硝化过程，为此目的，在每升稀释样品中加入2ml浓度为500mg/L的烯丙基硫脲（ATU）（C4H8N2S）溶液或一定量的固定在氯化钠（NaCl）上的2-氯代-6-三氯甲基吡啶（TCMP）（Cl-C5H3N-Cl），使TCMP在稀释样品中浓度大约为0.5mg/L。 恰当的稀释比应培养后剩余溶解氧至少有1mg/L和消耗的溶解氧至少2mg/L。 当难于确定恰当的稀释比时，可先测定水样的总有机碳（TOC）或重铬酸盐法化学需氧量（COD），根据TOC和COD估计BOD5可能值，再围绕预期的BOD5值，做几种不同的稀释比，最后从所得测定结果中选取合乎要求条件者。2.7.3 空白试验 用接种稀释水（2.4.4）进行平行空白实验测定。2.7.4 测定 接采用的稀释比（见2.7.2）用虹吸管充满两个培养瓶至稍溢出。 将所有附着在瓶壁上的空气泡赶掉，盖上瓶盖，小心避免夹空气泡。 将瓶子分为二组，每组都含有一瓶选定稀释比的稀释水样和一瓶空白溶液（见2.7.3）。 放一组瓶于培养箱（2.5.2）中，并在暗中放置5天。 在计时起点时，测量另一组瓶的稀释水样和空白溶液中的溶解氧浓度。 达到需要培养的5天时间时，测定放在培养箱中那组稀释水样和空白溶液的溶解氧浓度。2.7.5 验证试验 为了检验接种稀释水、接种水和分析人员的技术，需进行验证试验。将20ml葡萄糖-谷氨酸标准溶液（2.4.8）用接种稀释水（2.4.4）稀释至1000ml，并且按照2.7.4的步骤进行测定。 得到BOD5应在180230mg/L之间，否则，应检查接种水。如果必要，还应检查分析人员的技术。 本试验同试验样品同时进行。2.8 结果的表示2.8.1 被测定溶液若满足以下条件，则能获得可靠的测定结果。 培养5天后： 剩余DO1mg/L； 消耗DO2mg/L。 若不能满足以上条件，一般应舍掉该组结果。2.8.2 五日生化需氧量（BOD5）以每升消耗氧的毫克数表示，由下式算出：BOD5 =( c1- c2)-( Vt- Ve)*( c3- c4)/ Vt* Vt / Ve 式中：c1-在初始计时时一种试验水样的溶解氧浓度，mg/L； c2-培养5天时同一种水样的溶解氧浓度，mg/L； c3-在初始计时时空白溶液的溶解氧浓度，mg/L； c4-培养5天时空白溶液的溶解浓度，mg/L； Ve-制备该试验水样用去的样品体积，ml； Vt-该试验水样的总体积，ml。 若有几种稀释比所得数据皆符合2.8.1所要求的条件，则几种稀释比所得结果皆有效，以其平均值表示检测结果。3 方法指南3.1 稀释操作技术3.1.1稀释操作要求稀释水的质量对BOD5测定有重要意义。生化反应因所含有机物的浓度及微生物的种类的不同而异。因此，用稀释水进行空白试验加以校正是困难的，为此，要求其5日耗氧量小于0.2mg/L，并最好能控制在小于0.1mg/L。为保证稀释水时应注意：自来水中常可含有某些挥发性有机物，从而残留在蒸馏水中，遇此情况时，应在蒸馏前作预处理除去。离子交换树脂处理的水中常含有从树脂中分出的有机物而影响水的质量，不宜于作稀释水用。玻璃器皿的不洁，以及在清洗时残留洗涤剂均可影响稀释水质量。当发现稀释水质量不符合要求时，则应检查稀释水中有机物的来源，并设法消除。当所采取的措施无效时，则可考虑采用贮存措施以获得俣格质量的稀释水，其具体方法是：将稀释水在室温或20度贮存足够和的时间，以达到满意的BOD值。贮存之前，加适量的生化池取得的接种液于稀释水中，保证有一定量的微生物能降解水中的有机物，接种的量使5日耗氧约0.1mg/L。贮存必须在暗室中进行，以防藻类生长，贮存后的水样如有沉渣则可用倾泻法或过滤除去。为确保稀释水中含溶解氧接近饱和，必要时可由真空泵或水抽吸使通入经净化的空气，或由氧气钢瓶通入纯氮，然后于20度培养箱中，放置一定时间，使达到平衡。冬季在较低室温放置的稀释水可能含过多的溶解氧，夏季高温季节则恰好相反，均应在培养箱内放置后，使之与空气中氧分压平衡。3.1.2稀释倍数的确定 稀释倍数失当，过大或过小，可遭致5日耗氧太少或过多而无氧，超出耗氧范围，使实验失败。而由于BOD5试验同期较长，一旦出现此类情况，就无法以原样补测，因此，必须十分重视这一问题。3.2 直接稀释法的操作步骤： 先将稀释水以虹吸法引入已知容积的培养瓶中至半满，然后沿壁注入根据稀释倍数计算出的每一培养瓶内应加入的水样体积，再引入稀释水（或接种稀释水）至瓶颈，使盖上瓶塞时无水溢出，瓶内不留气泡，然后水封瓶口。采用本方法应注意最后引入稀释水进行不宜过快，并摸索引入最适体积的规律，避免过量溢出而造成误差。水样稀释水引入培养瓶时，不应发生气泡，以免空气溶入或水中氧气逸出。3.3 接种操作技术BOD测定是一个生化耗氧过程，微生物（主要是细菌）以水中的有机物作为食物，获得所需的能量和合成新的菌体所需的营养，在这一过程中有机物被降解为简单的无机物并消耗了水中的溶解氧。因此，在测定BOD时，水样中必须含有一定量的对待测水样中的有机物有降解能力的微生物。（水和废水标准检验法）规定了接种稀释水5日耗氧量应为0.31.0mg/L。3.4 测试中的其它问题3.4.1 硝化作用及其抑制 在生化过程的第二阶段（硝化阶段）主要进行含氮物质氧化，这种氧化作用是在硝化菌和硝化菌参加下进行。当需要区别含碳物质的需氧量和含氮物质的需氧量，提供生化处理厂的设计要求和检查运转效果时，可采用加入硝化抑制办法，以消除BOD测定中的硝化作用，如在每升稀释水中加入10毫克2氯6（三氯甲基）吡啶或10毫克丙烯基硫脲。3.4.2 溶解氧的测定 加硫酸锰和碱性碘化钾溶液的氧固定操作，必须按规程进行，避免发生不完全固定，影响测定结果。同样，加酸反应时，亦应充分混合，并使所有锰酸盐的棕褐色沉淀溶解，否则使测定结果偏低。3.4.3 BOD5COD比值 当以重铬酸钾法测定COD时，其比值几乎均小于1，如出现大于1时，应检查测定操作全过程有无差错，并注意水样的均匀性。3.4.4 稀释结果的反常现象当出现有规律的衡释倍数越大，BOD5值越高的现象，多半是由水样中含有抑制微生物生长繁殖的物质。当稀释溶液中水样所占比例越大岑听抑菌物质越多，无法进行有效的生化降解反应，因此稀释倍数小测得值就低。3.4.5 BOD5CODcr比值明显偏低当遇到比值低于0.2，甚或低至0.1或以下, 除化学毒性物质或抗菌素影响外, 最常见的原因是pH值和杀菌剂游离氯等，前者可发生于水样未调节pH值至7，或稀释水（接种稀释水）的pH值未达7.2，后者如漂白粉类消毒剂。为免于失误，在BOD5测定过程中，对水样及稀释水的pH值的测定和调节，以及氧化剂的存在与否，应作为例行检查步骤。3.4.6 BOD5测定的精度经验表明， 城市生活污水的BOD5测定结果虽然不难重复，但总还是在一定范围内波动，具有半定量的性质。而对于工业废水来说，则范围还会大些，这是由于BOD5测定既包括生物化学过程，又包括化学反应过程。同一样品在不同实验室测得BOD计算出的结果很难符合在10误差之内。3.5 注意事项3.5.1水中有机物的生物氧化过程，可分为二个阶段。第一阶段为有机物中的碳和氢，氧化生成二氧化碳和水，此阶段称为碳化阶段。第二阶段为含氮物质及部分氨 ，氧化为亚硝酸盐及硝酸盐，称为硝化阶段。一般测定水样BOD5时，硝化作用很不显著或根本不发生硝化作用。3.5.2玻璃器皿应彻底洗净。先用洗涤剂浸泡清洗，然后用稀盐酸浸泡，最后依次用自来水、蒸馏水冼净。3.5.3在两个或三个稀释比的样品中，凡消耗溶解氧大于2mg/L和剩余溶解氧大于1mg/L时，计算结果时，应取其平均值。若剩余的溶解氧小于1 mg/L，甚至为零时，应加大稀释比。溶解氧消耗量小于2mg/L，有两种可能，一是稀释倍数过大；另一种能是微生物菌种不适应，活性差，或含毒物质浓度过大。这时可能出现在几个稀释比中，稀释倍数大的消耗溶解氧反而较多的现象。3.5.4为检查稀释水和搂种液的质量，以及化验人员的操作水平，可将20毫升葡萄糖谷氨本标准溶液用种稀释水知释至1000毫升，按测定BOD5的步骤操作。测得BOD5的值应在180230 mg/L之间。否则应检查接种液、稀释水的质量或操作技术是否存在问题。3.5.5水样稀释倍数超过100倍时，应预先在容量瓶中用水初步稀释后，再取适量进行最后稀释培养。4 仪器操作规程4.1 HW-II型生化培养箱操作规程4.1.1将电源开关拨至“开”，总电源接通，指示灯亮，机器开始工作。4.1.2将温度显示拨至“开”，数显表电源接通。4.1.3将“满”、“测”共用开关拨至“测”位置，然后旋转温度刻度盘，直到数显表显示出所需要的温度值为止。4.1.4将“满”、“测”共用开关拨至“测”位置，此时数显表显示温度仅是箱内实际温度，此温度将随机器的工作状态而改变，旋转温度刻度盘，直到数显表显示出所需要的温度值为止。当机器达到平衡状态（即不加热，也不制冷时）则数显表显示数值即所需温度值。4.1