五生化需氧量BOD测定综合实验.docx

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1、生化需氧量(BOD5)测定综合实验生活污水与工业废水中含有大量各类有机物。当其污染水域后,这些有机 物在水体中分解时要消耗大量溶解氧,从而破坏水体中氧的平衡,使水质恶 化。水体因缺氧造成鱼类及其它水生生物的死亡。水体中含有的有机物成分复杂,难以一一测定其成分。人们常常利用水中有机 物在一定条件下所消耗的氧,来间接表示水体中有机物的含量,生化需氧量即 属于这类的一个重要指标。生化需氧量的经典测定方法,是稀释接种法。测定生化需氧量的水样,采集时应充满并密封于瓶中。在04。C下进行保存。 一般应在6小时内进行分析。假设需要远距离转运,在任何情况下,贮存时间 不应超过24小时。概述(1) 法原理生化需

2、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。此生物氧化全过程进行的 时间很长,如在20C培养时,完成此过程需100多天。目前国内外普遍规定于 20lC培养5d,分别测定样品培养前后的溶解氧,二者之差即为BODs值,以 氧的毫克/升(mgL)表示。对某些地面水及大多数工业废水,因含较多的有机物,需要稀释后再培养测 定,以降低其浓度和保证有充足的溶解氧。稀释的程度应使培养中所消耗的溶 解氧大于2mgL,而剩余溶解氧在1 mg/L以上。为了保证水样稀释后有足够的溶解氧,稀释水通常要通入空气进行曝气(或通 入氧气),以便稀释水中溶解氧接

3、近饱和。稀释水中还应参加一定量的无机营 养盐和缓冲物质磷酸盐、钙、镁和铁盐等),以保证微生物生长的需要。对于不含或少含微生物的工业废水,其中包括酸性废水、碱性废水、高温废水 或经过氯化处理的废水,在测定BOI时应进行接种,以引入能分解废水中有机 物的微生物。当废水中存在着难于被一般生活污水中的微生物以正常速度降解 的有机物或含有剧毒物质时,应将驯化后的微生物引入水样中进行接种。本方法适用于测定BOl大于或等于2mgL,最大不超过6000 mg/L的水样。当 水样BOI大于6000 mg/L,会因稀释带来一定的误差。仪器 (1)恒温培养箱(201)(2) 52OL细口玻璃瓶(3) 1000200

4、0ml 量筒(4)玻璃搅棒:棒的长度应比所用量筒高度长200mm。在棒的底端固定一个直 径比量筒底小、并带有几个小孔的硬橡胶板。(5)溶解氧瓶:25OmI到30OmI之间,带有磨口玻璃塞并具有供水封用的钟形 口。(6)虹吸管,供分取水样和添加稀释水用。试剂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七水合磷 酸氢二钠(Na2HPO17H20)和L 7g氯化镂(NH1Cl)溶于水中,稀释至 IOOOmlo此溶液的PH应为7. 2。2 .硫酸镁溶液将22. 5g七水合硫酸镁(MgSO4 7H20)溶于水中,稀释至Iooo

5、mL3 .氯化钙溶液将27. 5g无水氯化钙溶于水中,稀释至IOOOmlo4 .氯化铁溶液将0.25g六水合氯化铁(FeCl3-6H20)溶于水中,稀释至IOOOm1。5 .盐酸溶液(0.5molL)将40ml盐酸(P =1. 18 gml)溶于水中,稀释至IOOOn11。6 .氢氧化钠溶液(0. 5molL)将20g氢氧化钠溶于水中,稀释至IOOOmlo7 .亚硫酸钠溶液(l2Na2S03=0. 025molL)将1.575g亚硫酸钠溶于水中,稀释至IOOOm1。此溶液不稳定,需每天配制。8 .葡萄糖一谷氨酸标准溶液 将葡萄糖(C6H12O6)和谷氨酸(HOOC-CHCH-CHNH-COOH

6、)在 103枯燥 Ih 后,各称取15Omg溶于水中,移入IOOOmI容量瓶内并稀释至标线,混合均匀。 此标准溶液临用前配制。9 .稀释水在52OL玻璃瓶内装入一定量的水,控制水温在20左右。然后用无油空气 压缩机或薄膜泵,将吸入的空气先后经活性炭吸附管及水洗涤管后,导入稀释 水内曝气28h,使稀释水中的溶解氧接近于饱和。停止曝气亦可导入适量纯 氧。瓶口盖以两层经洗涤晾干的纱布,置于20培养箱中放置数小时,使水中 溶解氧含量达8mgL左右。临用前每升水中参加氯化钙溶液、氯化铁溶液、硫 酸镁溶液、磷酸缓冲溶液各1ml,并混合均匀。稀释水的PH应为7. 2,其B0D5应小于0. 2mgLo10 .

7、接种液可选择以下任一方法,以获得适用的接种液。(1)城市污水,一般采用生活污水,在室温下放置一昼夜,取上清液供用。(2)表层土壤浸出液,取IOOg花园或植物生长土壤,参加IL水,混合并静止 IOmin0取上清液供用。(3)用含城市污水的河水或湖水。(4)污水处理厂的出水。(5)当分析含有难于降解物质的废水时,在其排污口下游38km处取水样作 为废水的驯化接种液。如无此种水源,可取中和或经适当稀释后的废水进行连 续曝气,每天参加少量该种废水,同时参加适量表层土壤或生活污水,使能适 应该种废水的微生物大量繁殖。当水中出现大量絮状物,或检查其化学需氧量 的降低值出现突变时,说明适用的微生物已进行繁殖

8、,可用做接种液。一般驯 化过程需要3-8do11 .接种稀释水分取适量接种液,加于稀释水中,混匀。每升稀释水中接种液参加量为:生活 污水I-IOm1;或表层土壤浸出液203OmL或河水、湖水10100ml。接种稀释水的PH值应为7.2, B0D5值以在0.3-LOmg/L之间为宜。接种稀释 水配制后应立即使用。步骤L水样的预处理(1)水样的PH值假设超出6. 57. 5范围时,可用盐酸或氢氧化钠稀溶液调节 PH近于7,但用量不要超过水样体积的0.5%。假设水样的酸度或碱度很高,可 改用高浓度的碱或酸进行中和。(2)水样中含有铜、铅、锌、镉、铭、神、鼠等有毒物质时,可使用经驯化的 微生物接种液的

9、稀释水进行稀释,或提高稀释倍数以减少毒物的浓度。(3)含有少量游离氯的水样,一般放置12h,游离氯即可消失。对于游离氯 在短时间不能消散的水样,可参加亚硫酸钠溶液,以除去之。其参加量由下述 方法决定。取己中和好的水样IOom1,参加1+1乙酸IOml, 10% (mV)碘化钾溶液1ml, 混匀。以淀粉溶液为指示剂,用亚硫酸钠溶液滴定游离碘。由亚硫酸钠溶液消 耗的体积,计算出水样中应参加亚硫酸钠溶液的量。(4)从水温较低的水域或富营养化的湖泊中采集的水样,可遇到含有过饱和溶 解氧,此时应将水样迅速升温至20左右,在不使满瓶的情况下,充分振摇, 并时时开塞放气,以赶出过饱和的溶解氧。从水温较高的水

10、域或废水排放口取得的水样,那么应迅速使其冷却至20左 右,并充分振摇,使与空气中氧分压接近平衡。2 .不经稀释水样的测定溶解氧含量较高、有机物含量较少的地面水,可不经稀释,而直接以虹吸法, 将约20的混匀水样转移入两个溶解氧瓶内,转移过程中应注意不使产生气 泡。以同样的操作使两个溶解氧瓶充满水样后溢出少许,加塞。瓶内不应有气 泡。其中一瓶随即测定溶解氧,另一瓶的瓶口进行水封后,放入培养箱中,在 20lC培养5d。在培养过程中注意添加封口水。从开始放入培养箱算起,经过五昼夜后,弃去封口水,测定剩余的溶解氧。3 .需经稀释水样的测定(1)稀释倍数确实定:根据实践经验,提出下述计算方法,供稀释时参考

11、。地面水,由测得的高锌酸盐指数与一定的系数的乘积,即求得稀释倍数,见 下表。由高镒酸盐指数与一定系数的乘积求得的稀释倍数高镒酸盐指数5gL) I系数 ! 200. 5、0. 7、1. 0工业废水,由重格酸钾法测得的CoD值来确定。通常需做三个稀释比。使用稀释水时,由COD值分别乘以系数0.075、0.15、0.225,即获得三个稀释 倍数。使用接种稀释水时,那么分别乘以0.075、0.15和0.25三个系数。注:CODCr值可在测定COD过程中,加热回流至60min时,用由校核试验的苯 二甲酸氢钾溶液按COD测定相同操作步骤制备的标准色列进行估测。(2)稀释操作:一般稀释法按照选定的稀释比例,

12、用虹吸法沿筒壁先引入局部稀释水(或接种稀释水)于 IOOOmI量筒中,参加需要量的均匀水样,再引入稀释水(或接种稀释水)至 800ml,用带胶版的玻棒小心上下搅匀。搅拌时勿使搅棒的胶版漏出水面,防止 产生气泡。按不经稀释水样的测定相同操作步骤,进行装瓶、测定当天溶解氧和培养5d后 的溶解氧。另取两个溶解氧瓶,用虹吸法装满稀释水或接种稀释水)作为空白试验。测 定5d前后的溶解氧。直接稀释法:直接稀释法是在溶解氧瓶内直接稀释。在两个容积相同其差 ImD的溶解氧瓶内,用虹吸法参加局部稀释水(或接种稀释水),再参加根据 瓶容积和稀释比例计算出的水样量,然后用稀释水(或接种稀释水)使刚好充 满,加塞,勿

13、留气泡于瓶内。其余操作与上述一般稀释法相同。BOD-测定中,一般采用叠氮化钠改进法测定溶解氧。如遇干扰物质,应根据具 体情况采用其他方法(详见溶解氧测定方法)。计算1 .不经稀释直接培养的水样BOD5 (mgL) =C-C2 式中,水样在培养前的溶解氧浓度(mgL);C2水样经5d培养后,剩余溶解氧浓度(mgL) 02 .经稀释后培养的水样BOD5 (mgL) =72式中,B一稀释水(或接种稀释水)在培养前的溶解氧(mgL);B2稀释水(或接种稀释水)在培养后的溶解氧(mgL);&一稀释水(或接种稀释水)在培养液中所占比例; f2水样在培养液中所占比例。注:f1 f?的计算:例如培养液的稀释比

14、为3%,即3份水样,97份稀释水, 那么 =0.97, f2=0. 03 0精密度与准确度三个实验室分析含5mgL葡萄糖的统一分发标准液的BODs值,实验室内相对标 准偏差为5. 6%;实验室间相对标准偏差为32%o三个实验室分析含300mgL葡萄糖(B0D5为210 mgL)的统一分发标准液的 BOD5值,实验室内相对标准偏差为2. 1乐 实验室间相对标准偏差为2. 1%。考前须知(1)水中有机物的生物氧化过程,可分为两个阶段。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。完成碳化阶段在20大 约需要20d左右。第二阶段为含氮物质及局部氨,氧化为亚硝酸盐及硝酸盐,

15、称为硝化阶段。完成硝化阶段在20时需要约100天。因此,一般测定水样 BODs时,硝化作用很不显著或根本不发生硝化作用。但对于生物处理池的出 水,因其中含有大量的硝化细菌。因此,在测定BODs时也包括了局部含氮化合 物的需氧量。对于这样的水样,如果我们只需要测定有机物降解的需氧量,可 以参加硝化抑制剂,抑制硝化过程。为此目的,可在每升稀释水样中参加ImI 浓度为500mgL的丙烯基硫服(ATU, CiN2S)或一定量固定在氯化钠上的2-氯 代-6-三氯甲基毗咤(TCMP, Cl-C5H3N-C-CH3),使TCMP在稀释样品中的浓 度约为0. 5mgLo(2)玻璃器InI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、蒸储水洗净。(3)在两个或三个稀释比的样品中,凡消耗溶解氧大于2mgL和剩余溶解氧大 于lmgL时,计算结果时,应取其平均值。假设剩余溶解氧小于lmgL,甚至 为零时,应加大稀释比。溶解氧消耗量小于2 mgL,有两种可能,一是稀释倍 数过大;另一种可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

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