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***、B0D₅基本原理

                                        定義

生化需氧量(BOD₅)定義為水中需氧微生物消耗溶

解氧的量，當(dāng)樣品放在培養(yǎng)箱中，培養(yǎng)溫度為20℃

培養(yǎng)五天時，測定所消耗溶解氧的含量來確定水樣的

BOD₅值。

    生化需氧量（英文縮寫BOD），是指在特定條件下，通過水中需氧微生物的繁殖和呼吸作用，分解水中有機物質(zhì)時所消耗或所需要溶解氧量。水中的BOD₅值通常以樣品在20℃放置5天所消耗溶解氧的量(mg/L數(shù))表示，記為“BOD₅”。

二、測定原理

    將預(yù)先選好量程并按量程范圍量好體積的水樣倒入培養(yǎng)瓶中，在主機攪拌器上連續(xù)攪拌。并將主機和培養(yǎng)瓶放入培養(yǎng)箱中。調(diào)節(jié)培養(yǎng)箱內(nèi)溫度為20℃±1℃，待樣品恒溫后進行五日培養(yǎng)。培養(yǎng)瓶中的水樣在連續(xù)攪拌的情況下保證了足夠的溶解氧供微生物進行生化反應(yīng)。水樣中的有機物經(jīng)過生物氧化作用，轉(zhuǎn)變成氮、碳和硫的氧化物。在這***過程中，從水樣中溢出的氣體二氧化碳被氫氧化鈉(或氫氧化鉀)吸收。此時，培養(yǎng)瓶中空氣壓力減少量，相當(dāng)于微生物所消耗的溶解氧含量，即水樣BOD₅值與瓶中空氣壓力減少的程度成正比，所以BOD₅的值可以由空氣壓力減少值來測定，增加或減少所取樣品的量可以增加或降低壓力減少值。這樣操作者就能準確測量很寬范圍的BOD₅值。培養(yǎng)瓶中空氣壓力的變化是通過壓力計中汞柱高度的變化來進行檢測的，通過簡單的計算即能讀出水樣的BOD₅值。

三、環(huán)境條件和主要技術(shù)指標

    1、環(huán)境溫度：0℃～40℃

    2、測定方法：差壓法

    3、測量范圍：0mg/L～1000mg/L(BOD₅值超過測量范圍時需要稀釋)

    4、批處理量：每次8份水樣

    5、準 確 度：符合***標“GB7488-87”標準規(guī)定

(葡萄糖谷氨酸標液BOD₅值在180mg/L～230mg/L范圍內(nèi))

6、顯    示：從壓力計刻度尺上可直讀出樣品BOD₅值（mg/L）

7、培養(yǎng)溫度：20℃±1℃

8、電    源：DC12V

9、主機尺寸：400mm×270mm×350mm

10、主機重量：5kg

11、功    耗：儀器18W

四、儀器的組成

    本儀器由主機、BOD培養(yǎng)瓶、配件盒及生化培養(yǎng)箱組成。

五、安裝和使用

(***)本儀器的安裝環(huán)境條件：

1、溫度：0℃～40℃

2、濕度：≤80％

(二)儀器部件說明（如圖1）

                                 圖1

1、攪拌子    2、壓力計管     3、旋鈕       4、培養(yǎng)瓶      5、水樣

6、刻度尺    7、NaOH（固）   8、密封杯     9、培養(yǎng)瓶蓋    10、接頭

    11、連接管   12、水柱蓋      13、密封圈    14、水柱       15、水

    16、汞       17、密封管

 1、 主機

    在實驗時，主機放入培養(yǎng)箱內(nèi)，主機內(nèi)有8只磁力攪拌器，實驗過程中它帶動培養(yǎng)瓶內(nèi)的攪拌子對水樣進行攪拌，以促進培養(yǎng)瓶內(nèi)空氣中的氧氣溶解于樣品液中，保證在整個實驗過程中，水樣中的微生物有足夠的溶解氧進行生化反應(yīng)。

    2、BOD培養(yǎng)瓶

    樣品放人培養(yǎng)瓶中進行生化培養(yǎng)，該培養(yǎng)瓶經(jīng)過篩選處理，各臺儀器之間***般不可互換，亦不容許用其它類似的瓶代替。

六、分析方法及分析步驟

    (***)四種無機鹽的制備

    1、緩沖液

    用蒸餾水溶解下列試劑并稀釋至1升。

    (1)21.75g磷酸氫二鉀（K₂HPO₄）。

    (2)8.5g磷酸二氫鉀（KH₂PO₄）。

    (3)33.4g磷酸氫二鈉（Na₂HPO₄?7 H₂O濕度在61.07％～80.51％穩(wěn)定）。

    (4)1.7g氯化銨（N H₄Cl）。

    2、硫酸鎂溶液

    在蒸餾水中溶解22.5克硫酸鎂（MgSO ₄?7H₂O）并稀釋至1升。

  3、氯化鈣溶液

    在蒸餾水中溶解27.5克氯化鈣（CaCl₂）并稀釋至1升。

  4、三氯化鐵溶液

    在蒸餾水中溶解0.25克三氯化鐵（FeCl₃?6H₂O）并稀釋至1升。

    制備無機鹽溶液所使用的蒸餾水不應(yīng)含有微生物生長抑制劑（如堿、無機酸、余氯和重金屬）。

    (二)實際樣品BOD ₅的測量

    1、接通培養(yǎng)箱電源，將培養(yǎng)箱上溫度設(shè)置顯示溫度為20℃，保持溫度為20℃。把主機放在培養(yǎng)箱上，將BOD主機電源線的***端插入儀器后部插座上，另***端插入培養(yǎng)箱內(nèi)對應(yīng)插座上，打開儀器電源開關(guān)，儀器前側(cè)電源指示燈亮，8只攪拌器正常攪拌。

  2、預(yù)先估計被測樣品的BOD₅值范圍，選擇接近的量程。如無法估計，有條件的亦可先測定該樣品的COD值，然后根據(jù)該樣品COD值來確定該樣品的BOD₅值，(通常樣品BOD₅值為該樣品COD值的0.8倍)。對BOD₅值在1000mg／L以下，含有足夠的需氧微生物的樣品，不需接種，可以直接根據(jù)選定的測量范圍，從取水樣量表中查得取樣量。根據(jù)所測樣品數(shù)量的多少（*多可同時測定8個樣品）來確定用幾個培養(yǎng)瓶測定其中***個樣品。如果只有兩個水樣，可選擇2～4個培養(yǎng)瓶測定其中***個水樣，預(yù)先估計該水樣的BOD₅值的范圍，確定每個培養(yǎng)瓶的取樣量，從而確定幾個培養(yǎng)瓶所需的總?cè)恿俊⒃撍畼由锨逡旱谷霟?/span>1000mL或2000mL）中，如需接種則按5%或10%的比例對水樣接種。在燒杯放入***攪拌子，將燒杯放入培養(yǎng)箱內(nèi)主機上恒溫攪拌2～3小時。***般情況下調(diào)節(jié)該水樣的pH值，至6.7～7.5之間（*佳點為pH 7.2）。如超出這***范圍，可用適當(dāng)濃度的氫氧化鈉或硫酸溶液中和。然后用量筒按所選量程取樣量量取水樣體積倒入培養(yǎng)瓶中。同理，可測定另幾個水樣。（見圖3）

                                                                                                                               圖3                                   圖4

3、每只培養(yǎng)瓶中放入1只攪拌子，培養(yǎng)瓶放在主機相應(yīng)位置上，對試驗水樣進行攪拌，直至水樣溫度在20℃±1℃范圍內(nèi)（約需1～2小時）。（見圖4）

4、取8只清洗干凈并干燥的密封杯，杯中放入5～6粒NaOH或KOH顆粒，將培養(yǎng)瓶放置在主機對應(yīng)位置上，使溶液開始攪拌，輕輕擰上水柱蓋和培養(yǎng)瓶蓋。（見圖5）

表1    取水樣量表

    由于不同儀器所配培養(yǎng)瓶規(guī)格不***樣，所以取水樣量在出廠前由生產(chǎn)廠***填寫。

圖5

5、穩(wěn)定30min～60min，同時擰緊培養(yǎng)瓶蓋和水柱蓋，接著松開固定壓力計刻度尺的旋鈕，并調(diào)節(jié)刻度尺，使0刻度正好與汞柱的頂端水平重合，然后重新擰緊旋鈕。（如圖6）

    6、如果不能調(diào)節(jié)到0刻度，再次松開培養(yǎng)瓶蓋和水柱蓋，并重新調(diào)整刻度尺的位置。如果仍不能調(diào)節(jié)到0刻度，可用吸耳球在培養(yǎng)瓶接頭塑料管入口處反復(fù)小心抽吸，直至汞柱中沒有氣隙，刻度尺調(diào)節(jié)到0刻度。然后擰緊培養(yǎng)瓶蓋和水柱蓋。零刻度調(diào)節(jié)后，汞柱的高度在1小時內(nèi)可能會有所上升或下降，若偏離了零刻度重新調(diào)整0點。這種現(xiàn)象可能是由于培養(yǎng)瓶中空氣膨脹或收縮所引起的。

7、在坐標圖紙上畫出各個樣品BOD₅―t曲線，從曲線上，可判定測量開始后120小時內(nèi)任***時間樣品BOD₅的數(shù)值。（見圖7）

                              圖6

                       圖7   BOD₅生化曲線圖

    (三)標準樣品BOD₅試驗方法

    BOD₅壓差測定法和稀釋法能產(chǎn)生相似的結(jié)果，為檢查儀器的性能和操作方法可用葡萄糖――谷氨酸標準樣品進行BOD₅平行試驗。葡萄糖――谷氨酸標準樣品BOD₅試驗方法如下：

    1、制備稀釋水

    取1只2000mL燒杯，用量筒量取2000mL蒸餾水倒入燒杯中，在燒杯中加入四種無機鹽各2mL。

    2、將制備好的稀釋水倒出約200mL用于溶解300mg葡萄糖（C₆H₁₂O₆）和300mg谷氨酸（如實驗室用葡萄糖帶***個結(jié)晶水，葡萄糖稱量330mg，這種標準溶液應(yīng)在每次使用前新鮮配制），溶解后再倒入盛有稀釋水的燒杯中。在燒杯中放***攪拌子，燒杯放在培養(yǎng)箱內(nèi)主機上恒溫攪拌2～3小時。

    3、用1000mL燒杯取新鮮的生活污水作為接種液，把燒杯放在培養(yǎng)箱內(nèi)的主機上與標準樣品同時恒溫2～3小時。

    4、待標準樣品全部溶解后，按10％接種，用量筒倒出200mL，再用量筒取200mL生活污水倒人標準樣品中，將接種后的標準樣品仍放在培養(yǎng)箱內(nèi)攪拌器上恒溫攪拌1～2小時。

    5、按說明書表格中0～300mg/L量程規(guī)定的取水樣量量取接種后的標準樣品，分別倒人7個培養(yǎng)瓶中，另***個培養(yǎng)瓶按0～100測量范圍取接種水進行平行測定。

    6、校正所取得的樣品BOD₅值，參見“接種”和數(shù)據(jù)處理。

如果校正的BOD₅值在180～230mg/L范圍內(nèi)則表明儀器所用方法是適宜的，結(jié)果正確。若測定結(jié)果偏移出上述范圍，就要檢查儀器性能和操作及接種水是否符合要求（參見“常見故障的排除”）。

    (四)影響BOD₅測定的因素

    1、溶解氧

    冬季所取的樣品由于試驗溫度設(shè)在20℃，使得溶解氧過飽和，夏季所取的樣品在20℃時溶解氧可能欠飽和。在BOD₅測定前應(yīng)對這些樣品進行攪拌和曝氣，以便使溶解氧調(diào)節(jié)到20℃飽和點左右。

    2、pH

    應(yīng)調(diào)節(jié)試驗水樣的pH為6.7～7.5（*佳點為pH 7.2），BOD₅讀數(shù)下降可能是由于正在試驗樣品的pH值超出了這個范圍，含有大量酸或堿的樣品BOD₅讀數(shù)可能會低于實際含量。

    酸性或堿性水樣應(yīng)用適當(dāng)濃度的Na0H或H₂S0₄中和。

    如果工業(yè)廢水中含有酸性或鹽的氧化物，或者需要高倍稀釋，對標準五日BOD₅測定，可使用pH 7.2的磷酸緩沖液作為稀釋劑。

    3、溫度

    實驗時將儀器放大器放置在20℃±1℃的培養(yǎng)箱中。BOD的測定也能超出這***溫度范圍，例如，在35℃或37℃時，測定BOD所需要的時間可以縮短為34小時，其測定結(jié)果與五日20℃ BOD₅測定相似。提高溫度所獲得的BOD值與五日20℃條件下測定的結(jié)果有很好的相關(guān)性。

    如果在采樣時樣品溫度超過20℃，或樣品溫度不足20℃，可將樣品放在培養(yǎng)箱中恒溫。在樣品測定前要求對樣品進行處理。

    4、稀釋

    BOD-1000型直讀式BOD₅測定儀測定范圍為0～1000mg/L。如果試驗樣品的BOD₅估計值高于1000mg/L可用稀釋水稀釋樣品。所加入的稀釋水也應(yīng)保持為20℃，并曝氣使氧達到飽和，如需要若干份相同的樣品試驗時，應(yīng)稀釋足夠量的原水樣，并從稀釋樣中取出與量程對應(yīng)的體積。例如，當(dāng)試驗原水樣稀釋兩倍時，稀釋倍數(shù)為2；當(dāng)原水樣按1:10稀釋時，則應(yīng)為10，所測結(jié)果應(yīng)乘上稀釋倍數(shù)。

    5、接種

                                  什么是接種

                      BOD₅實驗要求水樣含有供生物氧化的有機物和適

量的氧化有機物的需氧細菌，以及吞食有機物和增進

需氧細菌生長的其他微生物。如果水樣中根本沒有或

幾乎沒有這類微生物，就必須對水樣按***定比例加入

這類微生物溶液。這個過程應(yīng)稱之為接種。

    與生活污水不同，工業(yè)廢水可能不含有足夠量的細菌以供樣品中所含有機物完全的生化分解，如果所測定的樣品為這種廢水，應(yīng)加入接種溶液。

    接種方法

  制備接種溶液

                                     接種溶液

用于接種的溶液為20℃放置24～36小時的未經(jīng)

處理新鮮生活污水的上清液。

                      在下次實驗中，若要使用以前測定過的水樣作為

接種液應(yīng)經(jīng)濾紙過濾，這種濾液在冷藏（約20℃）、

避光的條件下保存，***般在***個月內(nèi)是有效的。

    將準備測定的樣品放入培養(yǎng)瓶中，使用吸管將***定量的接種液加入到樣品中（根據(jù)樣品量）。按步驟測定BOD₅，五日后獲得的讀數(shù)可以作為試驗樣品真實的BOD₅值。

注意：當(dāng)使用上述方法接種時。不必校正接種的BOD₅讀數(shù)。因為所加入接種液的量相對水樣量來說實在太少了，以致于不影響BOD₅的讀數(shù)。如果上述方法未能引起水樣中有機物的生物分解，可增加所加入接種液的量。如果由于接種液的加入影響了BOD₅讀數(shù)，可將接種液與樣品同時實驗進行平行樣測定。

接種量常取5％，10％二種。

6、數(shù)據(jù)處理

    對于既無稀釋又無接種預(yù)處理的樣品，只需將儀器上的汞壓力計的讀數(shù)讀出，乘上所選量程的標尺系數(shù)，即得到樣品BOD₅值。

    對于作了稀釋和接種預(yù)處理的樣品，可把汞壓力計讀數(shù)讀出，樣品實際BOD₅按下面公式計算：

                樣品BOD₅讀數(shù)×標尺系數(shù)-接種液BOD₅讀數(shù)×標尺系數(shù)×接種液%

BOD₅（mg/L）＝                                                   ×稀釋倍數(shù)

                                    樣品液%

式中：樣品BOD₅讀數(shù)――對應(yīng)樣品的汞壓力計讀數(shù)，厘米；

      接種液BOD₅讀數(shù)――對應(yīng)接種液的汞壓力計讀數(shù)，厘米；

      標尺系數(shù)――根據(jù)所選量程范圍從取水樣量表1中查得；

      接種液％――體積百分比，％；

      樣品液％――體積百分比，％。

例***、有***污水樣品，估計其BOD₅值超過1000mg/L，因而作了稀釋預(yù)處理，稀釋倍數(shù)為2倍（即***份樣品加***份稀釋水）選取0～600mg/L檔量程，培養(yǎng)五天后汞壓力計讀數(shù)8.8厘米汞柱。

    BOD₅值（mg/L）=×2＝1056（mg/L）

例二、有***工業(yè)廢水水樣估計其BOD₅值約為80mg/L，現(xiàn)有合適的生活污水對其接種培養(yǎng)測定，接種量為10％（即廢水水樣：生活污水=9：1）

生活污水的BOD₅值約在30mg/L左右，現(xiàn)選取0～50mg/L量程檔，工業(yè)廢水選取0～100mg/L量程檔（取樣量按說明書表1提供的各檔量程取樣量分別用量筒量之）平行樣試驗。五天后廢水水樣與生活污水水樣汞壓力讀數(shù)分別為7.8厘米汞柱和4.0厘米汞柱。此種廢水BOD₅值為：

    BOD₅值（mg/L）＝＝84.4（mg/L）

    例三、有***種工業(yè)廢水有毒，估計BOD₅值約700mg/L左右，測定前對樣品進行了10倍稀釋，同時用生活污水進行接種，接種液BOD₅值60mg／L左右，接種量為10％，查表1，經(jīng)過處理的工業(yè)廢水和接種液取0～100mg／L量程檔進行取樣試驗，培養(yǎng)五天后汞壓力計讀數(shù)分別為5.2厘米汞柱和6.1厘米汞柱。此種工業(yè)廢水BOD₅為：

    BOD₅值（mg/L）＝×10＝510（mg/L）