生化需氧量在污水檢測中的應(yīng)用

（青島市海泊河污水處理廠，山東青島 266000）

0.引言

隨著社會的發(fā)展，人們將大量工業(yè)污水未經(jīng)處理廢水排入水體造成水體污染。排入水體的生活污水、農(nóng)業(yè)回流水含有大量有機(jī)物，在水體中分解需要消耗大量溶解氧，因缺氧造成魚類水生物死亡，破壞水體功能。水體有機(jī)化合物種類繁多，目前多采用測定需氧量表示其含量。國內(nèi)外沿用美國衛(wèi)協(xié)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)稀釋法測定，但測定生化需氧量法缺陷日益明顯，導(dǎo)致在發(fā)酵工業(yè)副產(chǎn)品利用等工作中，不能判斷有機(jī)物降解情況。雖然出現(xiàn)了BOD測壓法等新方法，但不能滿足快速測定要求。5日生活需氧量法是測定生化需氧量標(biāo)準(zhǔn)方法，樣品在20℃±1℃下培養(yǎng)5d，測定樣品溶解氧，差為5d生化需氧量。方法存在結(jié)果重復(fù)性差等缺點(diǎn)，方法操作復(fù)雜，對操作人員要求高，信息反饋滯后，無法及時為環(huán)境管理提供科學(xué)依據(jù)。近年來出現(xiàn)庫倫滴定法、活性污泥法等新方法，但具有一定局限性。微生物傳感器快速測定法克服傳統(tǒng)方法的缺點(diǎn)，測試結(jié)果直接打印，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測。生化需氧量是反映水體污染度的綜合指標(biāo)，研究改進(jìn)生化需氧量污水檢測方法具有重要意義。

1.生化需氧量檢測原理

生化需氧量是反映水體需氧物質(zhì)含量綜合指標(biāo)，工業(yè)生產(chǎn)中殘留加工廢水為城市污水主要來源。生化需氧量污水檢測是城市污水檢測常用手段，生化需氧量污水檢測技術(shù)利用水力流態(tài)提升除污效果，可提升污泥穩(wěn)定性。

地表水中含有污染物在微生物氧化中消耗水中溶解氧，生化耗氧量反映水中需氧生存污染物含量，表現(xiàn)水中有機(jī)物在微生物作用下進(jìn)行氧化分解。生化耗氧量數(shù)值高表明水質(zhì)污染嚴(yán)重。有機(jī)污染物被稱為需氧污染物，在水體排放造成變質(zhì)污染。污水中有機(jī)物氧化分解時間較長，生化需氧量使用中被檢測水樣處于20℃以下[1]。生化需氧量檢測利用對水中需氧量進(jìn)行測定微生物傳感器，測定原理是選擇含飽和溶解氧樣品，與微生物傳感器接觸，樣品受到菌落影響消耗氧，有機(jī)物質(zhì)菌膜擴(kuò)散趨于恒定產(chǎn)生電流，使得水中含有微生物快速確定，測定方法在水體氧平衡研究中產(chǎn)生重要作用。

2.生化需氧量檢測方法

生化需氧量是反映水體污染度綜合指標(biāo)，稀釋接種法自1963年美國衛(wèi)協(xié)標(biāo)準(zhǔn)方法委員會采用，稀釋接種法測定原理是水樣稀釋，求培養(yǎng)前后水樣中溶解氧含量。稀釋接種法測定污水生化需氧量，需測定溶解氧含量，前后需兩次用化學(xué)分析法測定水中溶解氧。每次檢測需經(jīng)5d以上得到結(jié)果，數(shù)據(jù)缺乏時效性，導(dǎo)致工作中難以及時掌握水質(zhì)變化情況，指導(dǎo)生產(chǎn)科研作用。

基于傳統(tǒng)生化需氧量測定法改進(jìn)方法包括測壓法、活性污泥曝氣法、減壓式庫倫計(jì)法等。活性污泥曝氣法測定地表水生化需氧量，利用活性污泥強(qiáng)制曝氣降解樣品2h，根據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)方法對比結(jié)果換算成BOD5值。由于培養(yǎng)瓶空氣流量不易控制，未普遍適用于日常監(jiān)測[2]。測壓法將水樣注入培養(yǎng)瓶，在密閉培養(yǎng)瓶中，水樣溶解氧被消耗，CO2被吸收后降低密封系統(tǒng)壓力，根據(jù)壓降可求出水樣生化需氧量值。樣品溫度會影響測定準(zhǔn)確度，投樣樣品溫度超過20℃±1℃測得結(jié)果偏高，氫氧化鈉用量不足，影響測定結(jié)果準(zhǔn)確性。

減壓式庫侖計(jì)法原理是在培養(yǎng)瓶中水樣溶解氧消耗，培養(yǎng)瓶空氣氧溶解進(jìn)入水樣，瓶內(nèi)氧氣分壓下降。檢出壓力下降量轉(zhuǎn)換為電信號，瓶內(nèi)氣壓回升至原來壓力，恒電流電解消耗電量可計(jì)算耗電量。微生物消耗氧氧化有機(jī)物過程周期較長，目前國內(nèi)外普遍采用美國衛(wèi)協(xié)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)稀釋測定法，測定培養(yǎng)前后溶解氧。由于測定中干擾因素多，不能及時反映水質(zhì)情況，不能為環(huán)境管理等提供科學(xué)依據(jù)。近年來出現(xiàn)基于傳統(tǒng)生化需氧量測定改進(jìn)方法，如相關(guān)計(jì)算法等快速測定需氧量方法，但具有一定局限性。

3.生化需氧量在污水檢測中的應(yīng)用

生化需氧量測定中，需先預(yù)處理測定水樣，需選擇pH值6.7～7.5的水樣，超出范圍需使用鹽酸人也調(diào)節(jié)。選擇水樣后對有毒物質(zhì)稀釋，降低水樣中有毒物質(zhì)濃度。從低溫水域采集水樣，需實(shí)施快速升溫處理。從高溫水域采樣需進(jìn)行降溫處理，促使與空氣氧分氣壓平衡。

污水水樣測處理中在保護(hù)原有含量不受破壞下進(jìn)行，可能造成測定結(jié)果不實(shí)因素消除處理使用方式包括預(yù)處理污水樣等[3]。由于地表水具有溶解氧含量較高特點(diǎn)，使得水樣檢測中主要使用虹吸法檢測，水樣搖勻后避免瓶中出現(xiàn)氣泡，將水樣放入培養(yǎng)箱進(jìn)行培養(yǎng)，對剩余溶解氧進(jìn)行測定處理。污水水樣預(yù)處理時，可使用方式包括硫酸根測定，氯化物測定將污水水樣放置在蒸發(fā)皿，量取50ml水樣，加入碳酸鈉溶液，將水樣放入高溫爐灼燒處理，灼燒時間為5min～10min，樣本冷卻后溶解殘?jiān)褂?0ml蒸餾水加入酚酞指示劑使用硫酸中和處理。硫酸根測定法是取待檢污水樣50ml，置入砂浴蒸干加入5ml水蒸干，沖洗杯壁后蒸處理。取出冷卻處理，蒸餾水量控制在50ml,沉淀后有效調(diào)整酸度。

水樣進(jìn)行稀釋目的是降低有機(jī)物濃度，使得生化需氧量測定在足夠溶解氧下實(shí)施。水樣稀釋在20℃下進(jìn)行，消耗溶解氧2mg/L以上，培養(yǎng)后剩余溶解氧量控制在1mg/L，生化需氧量測定中溫度需嚴(yán)格控制，稀釋比對測定結(jié)果產(chǎn)生很大影響，水樣含有無機(jī)物較多，需要先進(jìn)性稀釋。要重視水樣稀釋倍數(shù)問題，計(jì)算公式為BOD5=[(C1-C2)-(B1-B2)f1]/f2(mg/L)，C1,C2主要是水樣培養(yǎng)前后溶解氧。為準(zhǔn)確反映BOD5數(shù)值，需對實(shí)際水樣CODcr數(shù)值比例計(jì)算。

4.生化需氧量檢測應(yīng)用建議

改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，國家工業(yè)化進(jìn)程加快，人民生活水平得到很大提高。生產(chǎn)生活產(chǎn)生廢水急劇增加，污水排放帶來嚴(yán)重環(huán)境問題。為保證污水排放達(dá)標(biāo)，必須探索先進(jìn)的檢測方法。我國污水檢測領(lǐng)域取得一定成果，發(fā)展出多種檢測方法，包括國際標(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)法、相關(guān)系數(shù)法等。生化需氧量是污水達(dá)標(biāo)排放檢測的關(guān)鍵指標(biāo)，生化需氧量檢測有多種方法，檢測五日生化需氧量操作具有復(fù)雜性，每個步驟需要認(rèn)真操作，任何失誤都會造成測量數(shù)據(jù)偏差。

現(xiàn)行測定生化需氧量標(biāo)準(zhǔn)稀釋法為美國衛(wèi)協(xié)1936年制定，作為污染水體可生物降解有機(jī)物指標(biāo)。未受到嚴(yán)重工業(yè)污染水體中，有機(jī)物通常具有良好生物降解性，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)迅猛發(fā)展，有機(jī)物種類增多，大多數(shù)有機(jī)物對生物降解具有抗性。BOD面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，人們用TOD、TOC等取代BOD測定，雖然檢測方法速度等方面較高，但生物降解性無法相比。現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)顯示可生物降解存在問題，目前國內(nèi)外關(guān)于污水生物處理有機(jī)物指標(biāo)中COD等檢測指標(biāo)增多，現(xiàn)行BOD檢測方法存在很大缺陷。目前TOD法不能代替BOD檢測性質(zhì)，合乎現(xiàn)代科學(xué)要求的BOD檢測方法有待研究實(shí)踐。

基于生化需氧量污水檢測成為我國污水檢測主要方法，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，污水檢測技術(shù)更加完善。污水治理不能緊靠技術(shù)發(fā)展，只有完善相關(guān)法律，才能有效治理污水排放問題。為保護(hù)生態(tài)環(huán)境，達(dá)到污水排放要求，污水排放檢測要實(shí)現(xiàn)與環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)一致，完善相關(guān)法律。我國對污水處理中主要通過改進(jìn)技術(shù)對污水處理，日后發(fā)展中要致力于實(shí)現(xiàn)污水排放標(biāo)準(zhǔn)與環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)一致，在污水排放檢測中杜絕個別企業(yè)特殊情況，促進(jìn)污水治理工作順利開展。

5.結(jié)語

生化需氧量是可氧化物質(zhì)中消耗溶解氧量，生物氧化時間長，國內(nèi)外普遍規(guī)定于20℃±1℃培養(yǎng)5d.CODcr數(shù)值與BOD5數(shù)值比例對水樣稀釋情況要求具有可信性，提升實(shí)驗(yàn)結(jié)果可信度，污水處理可促使社會發(fā)展，對污水處理是生態(tài)環(huán)境優(yōu)化的需要。當(dāng)前我國污水檢測技術(shù)使用中存在很多缺陷，需要科研人員深入研究保證污水檢測效果。在污水處理中實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化操作，是污水處理有效解決方式。