用壓差法測試稠油煉制廢水的BOD

于娟，呂秀榮

（中國石油克拉瑪依石化有限責任公司煉油化工研究院，新疆克拉瑪依834000）

生化需氧量是指在規定條件下，微生物分解廢水中的有機物所進行的生物化學過程中消耗溶解氧的量，用BOD表示，數值大小代表廢水中有機物可被生物降解的難易程度，是廢水處理工藝、現場重要的檢測指標之一。

煉油廢水的組成成分中有機物種類、含量隨加工原油種類、加工工藝的變化而產生較大變化。相應的廢水處理工藝也復雜且多變。要正確反映煉油廢水及其處理過程中廢水的生物可降解性，微生物的選擇是關鍵因素，因為不同的微生物對樣品中的有機物的降解能力不同，所以BOD實驗是嚴格的條件性實驗。實驗證明，壓差法用于測定稠油煉制廢水BOD直觀簡便、重復性好。

1 實驗

2.1 儀器和試劑

2.1.1 儀器WTW OxiTop BOD分析儀、生化培養箱、萬分之一分析天平、空氣壓縮機

2.1.2 試劑葡萄糖（分析純）、L-谷氨酸（生化試劑）、NaOH藥丸、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、七水合磷酸氫二納、氯化銨、硫酸鎂、氯化鈣、六水合三氯化鐵。

2.2 所需配制的溶液

2.2.1 BOD標準溶液稱取經過110℃干燥箱干燥2 h并在干燥器中冷卻至室溫的葡萄糖和L-谷氨酸各0.150±0.001 g,溶于蒸餾水中并且定容到1 000 mL。此為BOD值為180～230 mg/L的標準溶液，該溶液臨用前配制。

2.2.2 鹽溶液（1）磷酸鹽緩沖溶液：將8.5 g的磷酸二氫鉀、21.75 g的磷酸氫二鉀、33.4 g的七水合磷酸氫二納、1.7 g的氯化銨溶解于500 mL的水中，稀釋至1 000 mL并混合均勻，此溶液的pH應為7.2；（2）硫酸鎂溶液、氯化鈣溶液、氯化鐵溶液：將22.5 g的七水硫酸鎂、27.5 g的氯化鈣、0.25 g的 六水合三氯化鐵分別溶于水中，稀釋至1 000 mL。

2.3 實驗步驟

2.3.1 配制稀釋水 在5 L玻璃瓶內裝入一定量的純凈水或自來水，瓶口蓋以2層經洗滌晾干的紗布，水溫保持在20±5℃左右。用空氣壓縮機將空氣導入稀釋水中曝氣2～8 h，使稀釋水中的溶解氧接近飽和，水中溶解氧含量達8 mg/L左右。臨用前每L水中加入2.2.2所述鹽溶液各1 mL，并混合均勻。稀釋水的PH值應為7.2。

2.3.2 配制接種液 選擇合適的接種液是正確測試樣品BOD值的關鍵因素，接種液的選擇根據測試任務的需求來確定，文中主要研究現場條件下的好氧微生物對煉油廠廢水的降解情況及與花園土浸出液的對比結果。

（1）以花園土浸出液作為接種液。取10 g花園或植物生長土壤，加入100 mL水，用攪拌棒充分混合并靜置10 min，過濾后取清液備用，通常用于測定標準樣品的BOD；

（2）以煉油廠廢水處理系統的活性污泥作為接種液。煉油廠廢水成分復雜，含有難降解有機物質，需要將微生物（活性污泥）接入其中進行馴化，等待樣品COD發生突降的時候，說明微生物對該廢水的降解作用已經發生，將該樣品作為接種液，通常用于測定煉油廠廢水的BOD。為了方便使用，也可直接選用廢水處理廠的活性污泥的上清液作為接種液。

2.3.3 配制接種稀釋水每L稀釋水中加入20～30 mL接種液，混勻。接種稀釋水pH值應為7.2，接種稀釋水配制后應立即使用。

2.3.4 空白試驗將2.3.3的接種稀釋水432 mL裝入測試瓶中，再進行儀器操作步驟。

2.3.5 制備樣品先測定廢水樣品的COD值，對于難降解廢水，按照BOD值約為COD值的10%～30%，估計的樣品的BOD值，按照表1選擇樣品的稀釋倍數，使樣品的測量值在測量量程范圍內，再按照表1中儀器的測量量程對應稀釋后樣品的裝入量，用量筒計量裝入測試瓶中，裝入過程盡量避免產生氣泡。

表1樣品體積與測量量程對應關系

2.3.6 儀器操作步驟（1）把樣品和攪拌子放入測試瓶中；（2）套入橡膠套，用鑷子往套子中加入2粒NaOH藥丸；（3）旋緊電子傳感測試頭；（4）把測試瓶放到攪拌底座上，通電后，同時按S和M鍵清零啟動測試；（5）在培養箱恒溫20±1℃培養5 d；（6）從傳感測試頭顯示屏上讀取1～5 d的數據。

2.4 數據處理

BOD樣品=（儀器讀數×系數×稀釋倍數）-BOD空白

3 結果與討論

3.1 空白樣的BOD測定

空白樣的BOD測定結果見圖1。

圖1空白樣BOD測定

BOD空白=2 mg/L，空白樣的BOD值隨著接種水的水質和接種液性質的變化可能有變化，但通常情況下，數值在5 mg/L范圍內。

3.2 標準溶液的BOD測定

將2.2.1的標準溶液50 mL用2.3.3的接種稀釋水定容至500 mL，相當于稀釋倍數為10倍，選擇樣品裝入量為432 mL，執行2.3.6的操作步驟。標準溶液的BOD測定結果見圖2。

圖2標準溶液BOD測定

5組數據BOD的平均值為204 mg/L，符合國家環保總局水和廢水監測分析方法的要求：標樣的測定值在180～230 mg/L范圍內，說明該儀器分析準確度達到測試要求。

3.3 煉油廠稠油廢水的BOD測定

煉油廠稠油廢水BOD的測定結果見圖3、4。樣品為煉油廠工業水車間的總進廢水，COD值約為1 825 mg/L。

圖3煉油廠廢水BOD測定（活性污泥法）

圖4煉油廠廢水BOD測定（花園土法）

3.3.1 以新鮮活性污泥的上清液作接種液 以新鮮活性污泥的上清液25 mL加入稀釋水中并定容至1 000mL，作為接種稀釋水。

3.3.2 以花園土浸出液作為接種液以花園土浸出液25 mL加入稀釋水中定容至1 000 mL，作為接種稀釋水。

從圖3和圖4可以看出，1～5天之內微生物因降解有機物消耗氧而發生的漸變規律，從此規律性可以判斷微生物的活性以及在降解過程中所起的作用；選擇的微生物不同、稀釋倍數不同、結果有差異，標準方法中未限定這2項參數的來源和取值，更多的確定因素來源于測定目的。

為了提高工作效率，實驗室通常選擇采用2個稀釋倍數同時測定，上述煉油廠廢水的測定結果為530 mg/L。

4 準確度與精密度

5個實驗室測定濃度為200 mg/L的已知BOD的樣品，測定結果見表2。同一實驗室測定濃度為500 mg/L的已知BOD的樣品，測定結果見表3。

表2 5個實驗室測定濃度為200 mg/L的已知BOD的樣品測定結果

表3同一實驗室測定濃度為500 mg/L的5種BOD的樣品測定結果

相對誤差、實驗室內、實驗室間相對標準偏差符合標準要求（HT/T86-2002）。

5 結論

（1）接種液和稀釋倍數的選擇是測試過程的關鍵。比較圖3與圖4可看出，用不同接種液測得煉油廠廢水的BOD的結果不同。實際操作中可根據實驗需求選擇適宜的微生物。對于測定煉油廠廢水的BOD，選擇用活性污泥作接種液，目的是要了解在現有的現場情況下，廢水的生物可降解性。

（2）該儀器的測定過程連續，并且自動記錄、保存5 d中每d的測定數據，便于觀察到5 d當中樣品耗氧量的變化趨勢，對于測定過程中出現微生物死亡、充氧不足、樣品稀釋倍數不夠或者稀釋倍數過大的情況都可以得到及時、有效的判斷，因此更具有實用性。稀釋倍數的選擇一般以5 d培養后消耗的溶解氧占原有溶解氧的40%～70%為宜。