废水BOD5分析过程中的问题

生化需氧量指在规定的条件下，微生物分解水中的某些可氧化的物质，特别是分解有机物的生物化学过程消耗的溶解氧，是水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指标。说明水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量，其数值越高说明水中有机污染物质越多，污染也就越严重。目前普遍采用町505-2009《水质五日生化需氧量(BOD5)的测定稀释与接种法》进行分析，将测定样品置于20℃±1℃的环境中，培养5d±4h或(2+5)d±4h，分别测定样品培养前后的溶解氧，二者之差即为BOD5值，该方法使用试剂种类多，采样、分析操作难度较大，测试过程中还要注意添加溶氧瓶的封口水，对分析过程和人员经验要求极高。本文针对稀释与接种法和BODTrakTMII型BOD5测定仪法对3种工业废水中BOD5含量进行测试，并对过程及结果做出分析。

　　1、材料与方法

　　⑴水样

　　本文采集测试3种常见的工业废水印染废水、五金废水、化工含酯类废水水样，其分别取自印染、五金、日用化工品生产企业的废水处理初沉池。

　　⑵仪器、材料、试剂

　　BODTrakTMII型BOD5测定仪(HACH公司)、多参数测定仪SG68(METTLERTOLEDO)，DR3900COD测定仪(HACA公司)、恒温培养箱、培养瓶。

　　营养盐溶液、氢氧化钠(AR)、片状氢氧化钾(AR)、丙烯基硫腺硝化抑制剂、蛋白腺、牛肉浸膏。

　　⑶方法

　　稀释与接种法：适当稀释样品，以引进分解有机物的微生物，在完全密封的容器中，于(20±1)°C培养5d±4h，分别测定培养前后的溶解氧的质量浓度，由其浓度之差，计算出样品中BOD5的含量。

　　仪器法：根据压差法原理设计而成。样品中的细菌在分解有机物的过程中消耗氧气，导致样品瓶中的压力下降，仪器通过压力传感器监测样品瓶中的气压变化计算出样品的五日生化需氧量(BOD5)值。

　　2、实验

　　⑴接种液制备HJ505-2009规定一般可采集该废水排污口下游适当处理水样作为废水的驯化接种液以及取中和或经适当稀释后的废水间接驯化培养一段时间获得。

　　本实验采取后一种方法，取相对应的废水各50mL，加入至1000mL蒸憾水中，再加入10mL污水处理厂出水口废水，调节pH值至中性，连续曝气至DO(溶解氧)值大于8mg/L，加入四种营养盐，于20°C培养箱进行培养。第二天，加入50mL由2g蛋白脓和0.5g牛肉浸膏配制成的营养溶液，继续培养，每天取出，测定DO值及pH值，及时补充氧气及调节pH值，并加入2mL相对应的废水继续培养，6天后，水样中出现大量絮状物时，取出后只曝气并测定DO值，继续培养，中途不取出，5天后取出，测定DO值。(见表1)

　　⑵接种液加入量

　　HJ505-2009中没有规定难降解的工业废水添加接种液的量，但有规定接种的稀释水pH值为7.2，BOD5应小于1.5mg/L。

　　可以看出，接种液的用量直接影响测定结果的准确性，是整个测定过程至关重要的环节。通过实验发现，如果稀释液的BOD5值小于1.5mg/L，则在1L稀释水中加入不大于10mL的接种液，空白可以满足标准的要求，而如果无法确定接种液的BOD5值时，据文献，总结出稀释后样品中接种液的CODcr值占整个样品的10%，因此，可先测定接种液的CODcr值，再根据CODcr值进行计算。空白试验数据见表2。

　　⑶稀释倍数

　　HJ505-2009规定：样品培养后剩余的溶解氧的质量浓度好为开始浓度的1/3〜2/3，否则会导致结果误差。

　　《水和废水监测分析方法》(4版)中化学需氧量重洛酸钾法(2)指出，可先准确测定样品及接种液的CODCR值，再根据稀释倍数=样品CODcr值×0.15，以此稀释倍数为中心，各递加和递减一个稀释倍数0.075、0.25;然后再加接种液、稀释水，准确稀释到刻度。但实际上，这种重度污染的工业废水的BODs/CODcr通常比较低，因此，本实验采取稀释倍数=样品CODCr值×(0.04，0.075，0.15)进行试验。(见表3)

　　⑷测定方法的选择

　　目前测定BOD5的方法普遍为电极法，操作简单，灵敏度高，所用化学试剂少，从而被广泛应用，但在测定高浓度废水时，由于测定范围小，样品需多次稀释，且稀释倍数过大，从而也导致误差的增大，因此在实际工作中，有时也直接使用仪器法进行测定，本实验同时对样品进行了仪器法的测定，并对两种方法进行了比较(见表4)。经t检验，P>0.05，说明这两种方法无显著差异，符合检测要求。

　　3、实验过程注意事项

　　⑴温度

　　溶解氧的浓度在测定和校准过程中，由于仪器是根据测定压力的变化而计算结果的，而压力跟温度密切相关，且细菌的生长也与温度息息相关，因此，应严格控制整个实验的温度，特别是用电极测定溶解氧时，对于培养前后在测定时应严格保持前后温度的一致炉切。

　　⑵水样采集及预处理

　　水中的悬浮物对结果有直接影响，因此在采样时要采集均匀、有代表性的样品。采集好的样品要及时放置(0〜4)°C的暗处冷藏，并且在24h内尽快处理。24h内不能分析的，应尽快冷冻保存，冷冻样品分析前需解冻、均质化和接种。由于废水样品成分复杂，其中可能含有硝化细菌，因此可直接在每升培养液中加入2mL丙烯基硫腺硝化抑制剂。

　　⑶水封

　　样品在培养过程中，若瓶口的密封性不好，外界的氧气进入会导致结果误差，实验过程中一般采用水封，但有时会因水分蒸发等导致水封失效。在瓶子上方搭置湿毛巾或者在瓶子上套一层膜间可解决此问题。

　　⑷质量控制

　　重度污染废水由于成分复杂，在实验中稀释倍数大，又引入了接种液，如果单纯用标准品来做质量控制的话，实际意义不大。在实际工作中发现，同类型废水因其处理工艺基本不会有较大变化，污染物含量也相对稳定，因此，在工作中可以通过数据积累，找出同种类废水BOD5的大致范围，再根据CODcr的含量，就能较准确地确定合适的稀释倍数，再通过测定平行样，这样就可以较好控制实验的精密度间。

　　4、结论

　　通过试验3种不同类型的重度污染废水，分析并优化影响测定结果的因素，包括接种液的选取、驯化、用量，稀释倍数的确定，方法的选择等，对实际工作有较好的指导作用。

　　通过试验比较接种稀释法和仪器法，它们无显著差异，若分析难度较大的样品结果只是用来参考，可直接采用仪器测定法。