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文档简介
溶解氧生化需氧量DissolvedOxygen
(DO)BiochemicalOxygenDemand(BOD)溶解氧生化需氧量DissolvedOxygen(D溶解氧溶解氧概念溶解氧(dissolvedoxygen),缩写为DO,指溶解在水中的分子态氧,单位为mg/l。水中溶解氧量是水质重要指标之一,也是水体净化的重要因素之一,溶解氧高有利于对水体中各类污染物的降解,从而使水体较快得以净化;反之,溶解氧低,水体中污染物降解较缓慢。概念溶解氧(dissolvedoxygen),缩写为DO,水中溶氧的来源SourcesofDOinWaters空气中氧气的溶解植物光合作用增氧随水源补给
水中溶氧的来源SourcesofDOinWater水中溶氧的消耗ConsumptionofDOinwaters
物理作用消耗通常指水中溶氧到饱和时向空气的扩散水呼吸耗氧水中化学物质氧化及浮游动、植物和细菌等小型生物呼吸耗氧鱼类呼吸耗氧一般只占10%~15%,载鱼量大可达20%底质耗氧底质中无机还原性物质如H2S、NH3等及有机物在细菌作用下所消耗的氧气水中溶氧的消耗ConsumptionofDOinwa溶氧动态对水质的影响
DynamicsofDOandItsEffectonwaterQuality
决定水质及底质的氧化还原条件DO↗,Eh↗,则具有可变化合价的元素由低价态向高价态转化;反之,DO↘,Eh↘,则具有可变化合价的元素由高低价态向低价态转化溶氧的变化必然改变水体内的氧化还原状态,进而改变物质的存在形式,对水生生物产生不同的影响决定不同种类微生物的活动与分布DO充足:利于好气微生物活动,以氧作电子接受体对有机物进行氧化,氧化产物多为元素的高价态。如CO2、H2O、NO3-、SO42-、PO43-等。这些化学形式,都可作营养元素的有效形式,对水生生物无毒DO不足:利于嫌气微生物活动(这些微生物可以相应的CO2、NO3-、SO42-、PO43-作电子受体,最终生成CH4、NH3、H2S、PH3等——这些形式一般不能作营养元素的有效形式,且对水生生物有毒溶氧动态对水质的影响
DynamicsofDOand测定方法1.碘量法(GB7489-87)本方法等效采用国际标准ISO5813-1983(温克勒Winkler测定法)2.电化学探头法(GB11913-89)本方法等效采用国际标准ISO5814-1990HJ506—2009代替GB11913-892009-12-01实施3.荧光法美国材料与检测协会国际标准开发组织(ASTM)最近已经把荧光溶解氧测量法正式确认为测量水中溶解氧的三个美国材料与检测协会标准方法之一。
经过严格的评估之后,负责水相关业务的美国材料与检测协会D19委员会已将哈希公司冷光溶解氧测量法和美国环保局实验室内对比验证的实验结果写入了美国材料与检测协会D888标准-水中溶解氧的标准测量方法。修订后的标准将把荧光溶解氧测量法(C方法)与原有的传统化学滴定法(A方法)和电化学(膜)测量法(B方法)并列,该修订标准将收录在美国材料与检测协会标准年鉴第11.01和11.02卷上的D888-05标准内。4.其他方法测定方法1.碘量法(GB7489-87)原理
将水中溶解氧用锰固氧技术固定,酸溶解析出I2后,用Na2S2O3滴定。反应:计算:碘量法(GB7489-87)原理碘量法(GB7489-87)步骤1、溶解氧的固定:用吸液管插入溶解氧瓶的液面下,加入1mL硫酸锰溶液,2mL碱性碘化钾溶液,盖好瓶塞,颠倒混合数次,静置。一般在取样现场固定,并用棕色瓶保存。
2、打开瓶塞,立即用吸管插入液面下加入1.5mL硫酸。盖好瓶塞,颠倒混合摇匀,至沉淀物全部溶解,放于暗处静置5min。
3、吸取100.00mL上述溶液于250mL锥形瓶中,用硫代硫酸钠标准溶液滴定至溶液呈淡黄色,加入1mL淀粉溶液,继续滴定至蓝色刚好退去,记录硫代硫酸钠溶液用量。碘量法步骤碘量法注意事项碘量法是测定水中溶解氧的基准方法。在没有干扰的情况下此方法适用于各种溶解氧浓度大于0.2mg/L和小于氧的饱和浓度两倍(约20mg/L)的水样。易氧化的有机物如丹宁酸、腐植酸和木质素等会对测定产生干扰,可氧化的硫的化合物如硫化物、硫脲也如同易于消耗氧的呼吸系统那样产生干扰,当含有这类物质时宜采用电化学探头法。
亚硝酸盐浓度不高于15mg/L时就不会产生干扰,因为它们会被加入的叠氮化钠破坏掉,如存在氧化物质或还原物质,则需预处理,采用修正后的碘量法。采样时要注意不使水样曝气或有气泡存在采样瓶中。可用水样冲洗溶解氧瓶后,沿瓶壁直接倾注水样或用虹吸法将细管插入溶氧瓶底部,注入水样至溢流出瓶容积的1/3~1/2左右。采集后迅速加入固定剂,吸管要没入液面以下,并储存于冷暗处,固定后保存时间不超过24小时。碘量法注意事项碘量法电化学探头法
仪器——HACHSension6电化学探头法
仪器——HACHSension6电化学探头法仪器——HACHSension6电化学探头法仪器——HACHSension61.原理溶解氧电化学探头是一个用选择性薄膜封闭的小室,室内有两个金属电极并充有电解质。氧和一定数量的其他气体及亲液物质可透过这层薄膜,但水和可溶性物质的离子几乎不能透过这层膜。将探头浸入水中进行溶解氧的测定时,由于电池作用或外加电压在两个电极间产生电位差,使金属离子在阳极进入溶液,同时氧气通过薄膜扩散在阴极获得电子被还原,产生的电流与穿过薄膜和电解质层的氧的传递速度成正比,即在一定的温度下该电流与水中氧的分压(或浓度)成正比。电化学探头法1.原理电化学探头法1.原理薄膜对气体的渗透性受温度变化的影响较大,要采用数学方法对温度进行校正,也可在电路中安装热敏元件对温度变化进行自动补偿。若仪器在电路中未安装压力传感器不能对压力进行补偿时,仪器仅显示与气压有关的表观读数,当测定样品的气压与校准仪器时的气压不同时,应进行校正。若测定海水、港湾水等含盐量高的水,应根据含盐量对测量值进行修正。电化学探头法1.原理电化学探头法2.步骤HACHSension6
按照仪器说明书进行,用水饱和空气进行校准。测定时,将探头浸入样品,不能有空气泡截留在膜上,停留足够的时间,待探头温度与水温达到平衡,且数字显示稳定时读数。必要时,根据所用仪器的型号及对测量结果的要求,检验水温、气压或含盐量,并对测量结果进行校正。探头的膜接触样品时,样品要保持一定的流速,防止与膜接触的瞬间将该部位样品中的溶解氧耗尽,使读数发生波动。电化学探头法2.步骤HACHSension6电化学探头法2.步骤对于流动样品(例如河水):应检查水样是否有足够的流速(不得小于0.3m/s),若水流速低于0.3m/s,需在水样中往复移动探头,或者取分散样品进行测定。对于分散样品:容器能密封以隔绝空气并带有搅拌器。将样品充满容器至溢出,密闭后进行测量。调整搅拌速度,使读数达到平衡后保持稳定,并不得夹带空气。电化学探头法2.步骤电化学探头法电化学探头法电化学探头法溶解氧与生化需氧量电化学探头法电化学探头法电化学探头法电化学探头法电化学探头法电化学探头法电化学探头法电化学探头法3.注意事项
测定时,注意手不要碰触热敏元件,并应将其没入液面以下。当将探头浸入样品中时,应保证没有空气泡截留在膜上。样品接触探头的膜时,应保持一定的流速,以防止与膜接触的瞬时将该部位样品中的溶解氧耗尽而出现错误的读数。应保证样品的流速不致使读数发生波动,在这方面要参照仪器制造厂家的说明。电化学探头法3.注意事项电化学探头法3.注意事项电极的维护任何时候都不得用手触摸膜的活性表面。电极和膜片的清洗,若膜片和电极上有污染物,会引起测量误差,一般1~2周清洗一次。清洗时要小心,将电极和膜片放入清水中涮洗,注意不要损坏膜片。经常使用的电极建议存放在存有蒸馏水的容器中,以保持膜片的湿润。干燥的膜片在使用前应该用蒸馏水湿润活化。电化学探头法3.注意事项电化学探头法3.注意事项
电极的再生当电极的线性不合格时,就需要对电极进行再生。电极的再生约一年一次。电极的再生包括更换溶解氧膜罩、电解液和清洗电极。每隔一定时间或当膜被损坏和污染时,需要更换溶解氧膜罩并补充新的填充电解液。如果膜未被损坏和污染,建议2个月更换一次填充电解液。更换电解质和膜之后,或当膜干燥时,都要使膜湿润,只有在读数稳定后,才能进行校准,仪器达到稳定所需要的时间取决于电解质中溶解氧消耗所需要的时间。电化学探头法3.注意事项电化学探头法3.注意事项线性检查新仪器投入使用前、更换电极或电解液以后,应检查仪器的线性,一般每隔2个月运行一次线性检查。检查方法
通过测定一系列不同浓度蒸馏水样品中溶解氧的浓度来检查仪器的线性。向3~4个250ml完全充满蒸馏水的细口瓶中缓缓通入氮气泡,去除水中氧气,用探头时刻测量剩余的溶解氧含量,直到获得所需溶解氧的近似浓度,然后立刻停止通氮气,用GB7489测定水中准确的溶解氧浓度。若探头法测定的溶解氧浓度值与碘量法在显著性水平为5%时无显著性差异,则认为探头的响应呈线性。否则,应查找偏离线性的原因。电化学探头法3.注意事项电化学探头法3.注意事项干扰水中存在的一些气体和蒸汽,例如氯、二氧化硫、硫化氢、胺、氨、二氧化碳、溴和碘等物质,通过膜扩散影响被测电流而干扰测定。水样中的其他物质如溶剂、油类、硫化物、碳酸盐和藻类等物质可能堵塞薄膜、引起薄膜损坏和电极腐蚀,影响被测电流而干扰测定。电化学探头法3.注意事项电化学探头法1.原理
HACH说明书的介绍:传感器被一种荧光材料覆盖,从LED光源发出的蓝光被传输到传感器表面,蓝光激发荧光材料,使其发出红光。从发出蓝光到释放出红光这段时间被记录下来。存在氧气越多,这段时间则越短。由此,这段时间被记录下来,关联到氧含量。荧光法1.原理荧光法1.原理
YSI6150光学溶解氧传感器说明书的介绍:
6150传感器发射出一束波长适当的蓝光,照射在位于基质中的固定荧光染料上,形成一个直径约1.3厘米的光圈。蓝光使固定染料发出荧光,同时通过传感器中的一个光电二极管检测染料荧光寿命。为提高这项技术的精度和稳定性,在一个测量周期内,传感器还会发射红光照射在固定染料上发出荧光,作为荧光寿命的一个参考。
荧光法1.原理荧光法1.原理
YSI6150光学溶解氧传感器说明书的介绍
无氧状态下,荧光寿命是最长的;当氧气被引入传感器膜的表面时,荧光寿命会缩短。因此,荧光寿命与当前含氧量成反比,同时传感器外部的氧气压力与荧光寿命的关系可以通过Stern-Volmer方程定量。对于大多数基于荧光寿命的光学溶解氧传感器,Stern-Volmer关系与氧气压力的比值并不是严格的线性关系(特别在氧气压力较高时),数据必须用多项式非线性回归方法进行处理,而不是用大多数极谱法溶解氧传感器的简单线性回归方法处理。幸运的是,非线性不会随时间发生显著改变,所以,只要每个传感器对其改变氧压的反应有固定特性,在一段时间内,关系曲度并不影响传感器精确测量氧气的能力。6150探头保修2年,传感器模块保修1年。
YSI6150光学溶解氧传感器只有膜,没有电解液,YSI建议膜一年一换。荧光法1.原理荧光法2.步骤YSI6150
一点法:用水饱和空气校准,YSI推荐这种方法校准6150溶解氧传感器可以获得最大精度。校准杯中水高0.3厘米。达到饱和稳定时间至少30分钟。两点法:用零氧介质和水饱和空气校准,只有在怀疑6150光学溶解氧传感器的精度低于确定的低氧值时才需要用两点法校准。荧光法2.步骤YSI6150荧光法3.注意事项
一般校准注意事项
如果用水饱和空气作为校准媒介,开始校准前要注意溶解氧读数和温度读数都要稳定(>30分钟)。热敏电阻沾水会因为蒸发出现低温度数值,这种情况会导致较差的温度补偿和较差的精度。
如果传感器是放在装有水饱和空气的校准杯中校准,要注意拧开一些螺纹以便内外大气相通。
确认气压计输入为当前大气压,而不是当地气象部门所发布的与海平面修正过的数值。
如果气饱和水被用于校准媒介,那么要保证至少用气泵打气一个小时。荧光法3.注意事项荧光法3.注意事项
清洁扫维护6150光学溶解氧传感器使用黑色清洁刷。适用于YSI叶绿素和罗丹明WT传感器的橙色清洁刷,不能用于6150传感器,因为它很有可能会停位不准确。使用清洁刷保持传感器表面干净的效果会慢慢减弱,这种减弱速度取决于被测水体和清洁周期。YSI推荐:定期检查清洁刷垫,以确定清洁刷刷毛是否老化或有生物附着。此外,作为预防措施,在每次长期监测前,请更换清洁刷。清洁刷是可拆卸的,随配的一个1.3毫米起钉器可拧松清洁扫的固定螺丝。YSI6627清洁刷套件可以订购。此外,如只需更换清洁刷垫,用户也可选择购买YSI6144光学清洁刷垫套件。荧光法3.注意事项荧光法3.注意事项6150光学溶解氧维护
当6150传感器处于非工作状态时,必须保存在湿润的环境中,如浸没在水中或贮藏在水饱和空气中,浸在水中的效果会更好。如果传感器的膜暴露在空气中变干了,下次使用时数据可能会有轻微的漂移,除非再次水合。因此,为了便于以后使用,强烈建议在湿润的环境中贮存传感器。最简单的贮存方法是使用随探头一起发出的塑料保护帽(另有随附的海绵)。如果你有这个保护帽和海绵,只需把海绵浸湿,然后把保护帽套回探头即可。然后,隔30天检查一下海绵的湿润情况。此外,你也可以把探头取下来,直接浸在水里(注意:时间长了水可能会蒸发,记得定期查看);或不取下探头,直接装上校准杯,杯底装高约1.3厘米的水以保证水气饱和。荧光法3.注意事项荧光法3.注意事项
如果不小心将传感器暴露在空气中超过约2小时,必须按以下步骤再次水合膜:(1)在600毫升烧杯或类似的玻璃容器中放入约400毫升水——不能使用塑料容器——在恒温箱中加热,使水温保持恒定的温度50+/-5℃。把装有膜的探头放入温水中,保持恒温约24小时。如果可能,请盖上盖子以免蒸发。再次水合结束后,将探头保存在水中或水气饱和的空气中,在室温下校准、测量。注意:再水合过程中一定要确保容器中的水不被蒸发干。6150光学溶解氧换膜
YSI推荐6150传感器每年换一次膜,以便确保传感器的精度。传感器使用一年后,请购买YSI6155光学溶解氧膜套件,内附详细的安装说明荧光法3.注意事项荧光法《分光光度法测定水中溶解氧》——《环境工程》2008年10月第26卷第5期
采用分光光度法间接测定DO,在水样中加入硫酸锰和甲醛肟溶液,在pH值在10~11的碱性溶液中,二价锰被氧化为四价锰,与甲醛肟生成棕色络合物,在450nm波长下,测定其吸光度值,建立标准曲线,间接求的氧含量。其他方法《分光光度法测定水中溶解氧》其他方法生化需氧量生化需氧量简介
生化需氧量是指在一定条件下,好氧微生物分解水中的可氧化物质,特别是有机物的生物化学过程中所消耗溶解氧的量,用BOD(O2,mg/L)表示。
水中存在的硫化物、亚铁等还原性物质也会消耗部分溶解氧,但通常它们的含量都比较低,因此,BOD可以间接表示水中有机物质的含量。
简介
生化需氧量是指在一定条件下,好氧微生物分解水中在生物氧化中,有机物是微生物的食物而被氧化分解,其过程如下:
可分解有机物好氧微生物O2OaCO2+H2O+…+能合成新的细胞质CO2+H2O+…+能Ob残渣(有机物)在生物氧化中,有机物是微生物的食物而被氧化分解,其过程如下:BOD=Oa+Ob理论需氧量=BOD+Oc+OdOa(外源呼吸)—微生物氧化被吸收的那部分有机物所消耗的氧量;Ob(内源呼吸)—组成微生物新细胞物质的所消耗的氧量;Oc—残渣完全降解所消耗的氧量;Od—难降解有机物完全降解所消耗的氧量。BOD=Oa+Ob典型反应归纳列举如下:(1)有机物质氧化(呼吸)反应CxHyOz+O2→CO2+H2O+能量(2)无机物质氧化(呼吸)反应NH4++2O2→NO3-+H2O+2H++能量(3)合成细胞原生质(合成)反应CxHyOz+NH3+O2+能量→C5H7O2N+H2OCxHyOz+H++NO3-+能量→C5H7O2N+N2+CO2+H2O(4)细菌原生质氧化(内源呼吸)反应C5H7O2N+5O2→5CO2+2H2O+NH3+能量典型反应归纳列举如下:(1)有机物质氧化(呼吸)反应可降解有机物好氧分解分为两个阶段:含碳有机物好氧分解CO2、H2O、NH3等含氮有机物好氧分解
NO2¯、NO3¯、NH3/NH4+等碳化阶段和硝化阶段并非截然分开,而是各有其主次。可降解有机物好氧分解分为两个阶段:碳化阶段和硝化阶段并非截然碳化阶段的生物氧化反应式可表示为:硝化阶段的生物氧化反应式则为:加入ATU(丙烯基硫脲)可消除硝化作用干扰碳化阶段的生物氧化反应式可表示为:加入ATU(丙烯基硫脲)可BOD的测定测定原理微生物代谢作用所消耗的溶解氧量。水体发生生化反应必须具备3个条件:好氧微生物足够的溶解氧能被微生物利用的营养物质BOD的测定测定原理生化反应的两个过程:第一阶段:碳化阶段,有机物中的C和H氧化成CO2,H2O。20℃,20d第二阶段:硝化阶段,含氮化合物及部分氨氧化成亚硝酸盐和硝酸盐。20℃,100d
一般测定水样BOD5时,硝化作用不显著或根本不发生硝化反应。
有机物质分解的两个阶段生化反应的两个过程:有机物质分解的两个阶段反应温度:20℃测定所需时间:5d氧化动力:微生物的生物氧化作用氧源:水中的溶解氧(分子态氧)适用范围:河湖水、生活污水、一般工业废水反应温度:20℃稀释与接种法GB7488-87(标准稀释法)
微生物传感器快速测定法HJ/T86-2002空气压差法活性污泥曝气降解法常用的BOD5测定方法稀释与接种法GB7488-87(标准稀释法)常用的BOD稀释与接种法GB7488-87一、方法原理应使培养中所消耗的溶解氧大于2mg/L,而剩余的溶解氧在1mg/L以上不经稀释的水样——将水样注满培养瓶,塞好后应不透气。将瓶置于恒温条件下培养5天。培养前后分别测定溶解氧浓度,由两者的差值可算出每升水消耗掉氧的质量,即BOD5值。经稀释的水样——由于多数水样中含有较多的需氧物质,其需氧量往往超过水中可利用的溶解氧(DO)量,因此在培养前需对水样进行稀释,使培养后剩余的溶解氧(DO)符合规定。稀释与接种法GB7488-87一、方法原理应使培养中所消耗本方法适用于BOD5大于或等于2mg/L并且不超过6000mg/L的水样。BOD5大于6000mg/L的水样仍可用本方法,但由于稀释会造成误差,有必要要求对测定结果做慎重的说明。二、适用范围本方法适用于BOD5大于或等于2mg/L并且不超过6000m三、试剂1.盐溶液下述溶液至少可稳定一个月,应贮存在玻璃瓶内,置于暗处。一旦发现有生物滋长迹象,则应弃去不用。(1)磷酸盐缓冲溶液:pH应为7.2。(2)硫酸镁溶液:22.5g/L(3)氯化钙溶液:27.5g/L(4)氯化铁(Ⅲ)溶液:0.25g/L
三、试剂1.盐溶液
2.接种水如试验样品本身不含有足够的合适性微生物,应采用下述方法之一,以获得接种水:(1)城市污水(2)表层土壤浸出液(3)含有城市污水的河水或湖水。(4)污水处理厂出水。(5)对于某些不易被微生物分解的有机废水,可在排放口下游约3~8km处取水,或选用经实验室驯养的水做接种水。三、试剂2.接种水三、试剂
3.稀释水
取前述每种盐溶液各1mL,加入约500mL水中,稀释至1000mL后混匀。此溶液应在8h内使用。稀释水中溶解氧浓度要求8~9mg/L。此溶液的pH=7.2BOD5应小于0.2mg/L。三、试剂3.稀释水三、试剂
4.接种稀释水每升稀释水中加入接种水的量:生活污水1~10mL,表层土壤浸出液20~30mL,河水或湖水10~100mL.此溶液的pH=7.2;立即使用BOD5应以在0.3-1.0mg/L为宜。三、试剂4.接种稀释水三、试剂
5.盐酸(HCl)溶液:0.5mol/L。6.氢氧化钠(NaOH)溶液:20g/L。7.亚硫酸钠(1/2Na2SO3)溶液:1.575g/L,此溶液不稳定,需每天配制8.葡萄糖-谷氨酸标准溶液:此溶液于临用前配制。三、试剂5.盐酸(HCl)溶液:0.5mol/L。三、试剂四、仪器1.培养瓶:细口瓶的容量在250~300mL之间,带有磨口玻璃塞,并具有供水封用的钟形口,最好是直肩的。2.恒温培养箱:能控制在20±1℃。3.测定溶解氧仪器。4.用于样品运输和贮藏的冷藏手段(0~4℃)。5.稀释容器:带塞玻璃瓶,刻度精确到毫升,其容积大小取决于使用稀释样品的体积。使用的玻璃器皿要认真清洗,不能吸有毒的或生物可降解的化合物,并防止沾污。四、仪器五、操作步骤(一)样品预处理1.样品的中和
如果样品的pH不在6~8之间,可用盐酸或氢氧化钠溶液调节pH近于7,但用量不超过水样体积的0.5%。2.含游离氯或结合氯的样品
含少量的放置1~2h,加入亚硫酸钠溶液(取已中和的水样100mL加入1+1乙酸10mL,10%碘化钾溶液1mL,混匀,以淀粉为指示剂,用亚硫酸钠滴定游离碘。由亚硫酸钠消耗的体积,计算水样应加的量。)3.水样含铜、铅、锌、铬、镉、砷、氰等有毒物质,使用经驯化的接种水进行稀释,或提高稀释倍数以减少毒物的浓度。4.DO过饱和和不足DO过饱和——将试验样品温度升至约20℃,然后在半充满的容器内摇动样品,以便消除可能存在的过饱和氧。DO过不足——迅速冷却至约20℃,充分摇动样品,使与空气中氧分压接近平衡。五、操作步骤(一)样品预处理
1.DO含量较高、有机物含量较少的地表水,可不经稀释,直接用虹吸法将约20℃的混均水样转入两个溶解氧瓶内,充满后溢出少许,加塞。瓶内不能有气泡。2.其中一瓶立即测定溶解氧C13.另一瓶的瓶口水封,放入培养箱,在(20±1)℃培养5天。在培养过程中注意添加封口水。从放入培养箱算起,5昼夜后,弃去封口水,测定溶解氧C2。BOD5(mg/L)
=C1-C2
(二)不经稀释的水样BOD5的测定五、操作步骤1.DO含量较高、有机物含量较少的地表水,可不经稀释,(三)经稀释的水样BOD5的测定
水样的预处理稀释水样及稀释水测定其中一份测定另一份恒温培养箱中培养5日计算BOD5的量五、操作步骤(三)经稀释的水样BOD5的测定水样的预处理稀释水样及1.稀释倍数的确定
应使培养中所消耗的溶解氧大于2mg/L,而剩余的溶解氧在1mg/L以上。地表水:由IMn数值与系数的乘积求得稀释倍数1.稀释倍数的确定工业废水
根据COD(mg/L)数值确定稀释倍数,通常需作三个稀释比。例如:直接稀释法水样COD=200mg/L,培养瓶容积为250mL,则3个稀释倍数分别为:200×0.05=10(倍)200×0.1125=22.5(倍)200×0.175=35(倍)分别取水样250÷10=25(mL)250÷22.5≈11(mL)250÷35≈7.0(mL)有几个测定结果在规定要求的范围之内,最后求这几个数值的算术均值。工业废水根据COD(mg/L)数值确定稀释倍2.稀释操作一般稀释法:按照稀释倍数,用虹吸法沿筒壁先引入部分稀释水(或接种稀释水)于1000mL量筒中,加入需要量的均匀水样,再加入稀释水(或接种稀释水)至800mL,用带胶板的玻棒小心上下搅匀。装瓶,测定当天和培养5天后的DO。空白试验:另取2个溶解氧瓶,用虹吸法装满稀释水(或接种稀释水),测定当天和培养5天后的DO。直接稀释法:在已知两个容积相同的溶解氧瓶中,用虹吸法引入部分稀释水(或接种稀释水),再加入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,其余同一般稀释法。2.稀释操作一般稀释法:3.测定
BOD5测定中,一般用叠氮化钠修正法测定溶解氧。如遇干扰物质,应根据具体情况采用其他测定法。3.测定BOD5测定中,一般用叠氮化钠修正法测定溶解六、计算1.不经稀释的水样BOD5(mg/L)
=C1-C2
2.经稀释的水样
若有几种稀释比所得数据皆符合所要求的条件,则几种稀释比所得结果皆有效,以其平均值表示检测结果。最低检出浓度:2mg/L有效数字最多位数:3小数点后最多位数:1六、计算1.不经稀释的水样最低检出浓度:2mg/L七、注意事项1.对于生化处理池的出水,如果只测定有机物降解的需氧量,可加入硝化抑制剂,抑制硝化过程。每升稀释水样中加入1mL浓度为500ml/L的丙烯基硫脲(ATU,C4H8N2S)或一定量固定在氯化钠上的2-氯代-6-三氯甲基吡啶(TCMP,Cl-C5H3N-C-CH3),使TCMP在稀释样品中的浓度大约为0.5mg/L.2.玻璃器皿用洗涤剂浸泡清洗→稀盐酸浸泡→自来水洗→蒸馏水洗。七、注意事项1.对于生化处理池的出水,如果只测定有机物降解的
3.在2个或3个稀释比水样中,凡消耗的DO>2mg/L,而剩余的DO>1mg/L,计算结果时,应取其平均值。4.为了检验接种稀释水、接种水和分析人员的技术,需进行验证试验。将20mL葡萄糖-谷氨酸标准溶液用接种稀释水稀释至1000mL,按照BOD5测定步骤进行测定。得到的BOD5应在180~230mg/L之间,否则,应检查接种水、稀释水,操作技术是否存在问题。5.若采用的稀释比大于100,将分两步或几步进行稀释。七、注意事项3.在2个或3个稀释比水样中,凡消耗的DO>2mg/L,微生物传感器快速测定法HJ/T86-2002
组成:氧电极和微生物膜
原理:以一定的流量使水样及空气进入流通测量池中与微生物传感器接触,水样中溶解性可生化降解的有机物受菌膜中微生物的作用,使扩散到氧电极表面上氧的质量减少,当水样中可生化降解的有机物向菌膜的扩散速度达到恒定时,扩散到氧电极表面上的氧的质量也达到恒定并产生一恒定电流,由于该电流与水样中可生化降解的有机物的差值与氧的减少量存在定量关系,据此可换算出水样的生化需氧量。适用范围为BOD浓度为2~500mg/L的水样微生物传感器快速测定法HJ/T86-2002组成
空气压差法
原理:
将水样置于密闭的培养瓶中,同时在瓶中放置一个装有CO2吸收剂(NaOH或KOH)的小杯,当水样中溶解氧及培养瓶内上部空间的氧被微生物消耗时,由微生物呼吸作用而产生的与耗氧量的量相当的CO2气体被吸收剂吸收,使密闭系统的压力降低,由压力计测出其压降,即可求出水样的BOD5值。空气压差法原理:活性污泥曝气降解法
控制温度为30~50℃,利用活性污泥强制爆气降解样品2h,经重铬酸钾消解生物降解前后的样品,测定生物降解前后的化学需氧量,其差值即为BOD。根据与标准方法对比实验结果,可换算为BOD5值。活性污泥曝气降解法控制温度为30~50℃,利用活性污泥常用的BOD5测定方法高温法相关系数法
传统的BOD测定方法操作复杂、重现性差、干扰性大不宜现场监测,因此逐渐发展了许多BOD快速测定方法,如高温法、相关系数法等。常用的BOD5测定方法高温法传统的BOD测定方法操作高温法
高温法就是利用适当提高温度,激化微生物的活性,加速微生物的分解作用,缩短培养周期的原理,从而改变BOD5的测定条件,达到快速分析的目的。优点:缩短了分析周期,符合管理要求缺点:精密度较差,仅适合于对待定废水的控制分析,只在特定条件下才具可比性。高温法高温法就是利用适当提高温度,激化微生物的活性
相关系数法
在一定条件下测定出水溶液的BOD值或CODCr值,然后找出BOD5
与其的关系,由此来测定溶液的BOD5值。优点:缩短了分析测试的时间,减少了工作量,提高了工作效率。缺点:适用范围窄,测试时间还是较长,不能满足对水处理过程的调控的要求。相关系数法在一定条件下测定出水溶液的BOD值3.BOD的测定中需要注意的问题物理因素的影响化学因素的影响生物因素3.BOD的测定中需要注意的问题物理因素的影响(1)物理因素的影响时间:样品中BOD易随时间变化温度:与微生物的增长速率相关;温度的变化还会引
起DO的变化(1)物理因素的影响时间:样品中BOD易随时间变化在采样后6h之内进行检验。在任何情况下贮存皆不得超过12h。室温下储存8小时后,其结果下降率可达40%。应严格控制采样温度、样品储存温度、试验室温度及培养箱温度。样品需充满并密封于瓶中,置于0~4℃保存到进行分析时。(1)物理因素的影响在采样后6h之内进行检验。在任何情况下贮存皆不得超过12h。(2)化学因素的影响
样品中含有重金属或某些化合物如酚、乙醇、甲醛、漂白粉等会抑制微生物的活性,样品预处理时需要对这些影响因素进行消除。pH影响微生物的增长速度,水样的pH必须在6.5~7.5之间。(2)化学因素的影响样品中含有重金属或某些化合物如酚(3)生物因素的影响
城市生活污水及工业废水的处理率不断提高,生物处理池的出水中含有大量硝化细菌,第二过程硝化作用明显。
在测定BOD5时,需加入硝化抑制剂,抑制硝化作用对BOD5测定的影响。(3)生物因素的影响城市生活污水及工业废水的处理率不
BOD是一个能反映废水中可生物氧化的有机物数量的指标。
根据废水的BOD5/COD比值,可以评价废水的可生化性以及是否可以采用生化法处理等。
BOD5/COD>0.3:废水适宜采用生化处理
BOD5/COD<0.3:废水不可生化处理
BOD数据的QA/QC:BOD测定的环境工程意义:BOD是一个能反映废水中可生物氧化的有机物数量的指标。
溶解氧生化需氧量DissolvedOxygen
(DO)BiochemicalOxygenDemand(BOD)溶解氧生化需氧量DissolvedOxygen(D溶解氧溶解氧概念溶解氧(dissolvedoxygen),缩写为DO,指溶解在水中的分子态氧,单位为mg/l。水中溶解氧量是水质重要指标之一,也是水体净化的重要因素之一,溶解氧高有利于对水体中各类污染物的降解,从而使水体较快得以净化;反之,溶解氧低,水体中污染物降解较缓慢。概念溶解氧(dissolvedoxygen),缩写为DO,水中溶氧的来源SourcesofDOinWaters空气中氧气的溶解植物光合作用增氧随水源补给
水中溶氧的来源SourcesofDOinWater水中溶氧的消耗ConsumptionofDOinwaters
物理作用消耗通常指水中溶氧到饱和时向空气的扩散水呼吸耗氧水中化学物质氧化及浮游动、植物和细菌等小型生物呼吸耗氧鱼类呼吸耗氧一般只占10%~15%,载鱼量大可达20%底质耗氧底质中无机还原性物质如H2S、NH3等及有机物在细菌作用下所消耗的氧气水中溶氧的消耗ConsumptionofDOinwa溶氧动态对水质的影响
DynamicsofDOandItsEffectonwaterQuality
决定水质及底质的氧化还原条件DO↗,Eh↗,则具有可变化合价的元素由低价态向高价态转化;反之,DO↘,Eh↘,则具有可变化合价的元素由高低价态向低价态转化溶氧的变化必然改变水体内的氧化还原状态,进而改变物质的存在形式,对水生生物产生不同的影响决定不同种类微生物的活动与分布DO充足:利于好气微生物活动,以氧作电子接受体对有机物进行氧化,氧化产物多为元素的高价态。如CO2、H2O、NO3-、SO42-、PO43-等。这些化学形式,都可作营养元素的有效形式,对水生生物无毒DO不足:利于嫌气微生物活动(这些微生物可以相应的CO2、NO3-、SO42-、PO43-作电子受体,最终生成CH4、NH3、H2S、PH3等——这些形式一般不能作营养元素的有效形式,且对水生生物有毒溶氧动态对水质的影响
DynamicsofDOand测定方法1.碘量法(GB7489-87)本方法等效采用国际标准ISO5813-1983(温克勒Winkler测定法)2.电化学探头法(GB11913-89)本方法等效采用国际标准ISO5814-1990HJ506—2009代替GB11913-892009-12-01实施3.荧光法美国材料与检测协会国际标准开发组织(ASTM)最近已经把荧光溶解氧测量法正式确认为测量水中溶解氧的三个美国材料与检测协会标准方法之一。
经过严格的评估之后,负责水相关业务的美国材料与检测协会D19委员会已将哈希公司冷光溶解氧测量法和美国环保局实验室内对比验证的实验结果写入了美国材料与检测协会D888标准-水中溶解氧的标准测量方法。修订后的标准将把荧光溶解氧测量法(C方法)与原有的传统化学滴定法(A方法)和电化学(膜)测量法(B方法)并列,该修订标准将收录在美国材料与检测协会标准年鉴第11.01和11.02卷上的D888-05标准内。4.其他方法测定方法1.碘量法(GB7489-87)原理
将水中溶解氧用锰固氧技术固定,酸溶解析出I2后,用Na2S2O3滴定。反应:计算:碘量法(GB7489-87)原理碘量法(GB7489-87)步骤1、溶解氧的固定:用吸液管插入溶解氧瓶的液面下,加入1mL硫酸锰溶液,2mL碱性碘化钾溶液,盖好瓶塞,颠倒混合数次,静置。一般在取样现场固定,并用棕色瓶保存。
2、打开瓶塞,立即用吸管插入液面下加入1.5mL硫酸。盖好瓶塞,颠倒混合摇匀,至沉淀物全部溶解,放于暗处静置5min。
3、吸取100.00mL上述溶液于250mL锥形瓶中,用硫代硫酸钠标准溶液滴定至溶液呈淡黄色,加入1mL淀粉溶液,继续滴定至蓝色刚好退去,记录硫代硫酸钠溶液用量。碘量法步骤碘量法注意事项碘量法是测定水中溶解氧的基准方法。在没有干扰的情况下此方法适用于各种溶解氧浓度大于0.2mg/L和小于氧的饱和浓度两倍(约20mg/L)的水样。易氧化的有机物如丹宁酸、腐植酸和木质素等会对测定产生干扰,可氧化的硫的化合物如硫化物、硫脲也如同易于消耗氧的呼吸系统那样产生干扰,当含有这类物质时宜采用电化学探头法。
亚硝酸盐浓度不高于15mg/L时就不会产生干扰,因为它们会被加入的叠氮化钠破坏掉,如存在氧化物质或还原物质,则需预处理,采用修正后的碘量法。采样时要注意不使水样曝气或有气泡存在采样瓶中。可用水样冲洗溶解氧瓶后,沿瓶壁直接倾注水样或用虹吸法将细管插入溶氧瓶底部,注入水样至溢流出瓶容积的1/3~1/2左右。采集后迅速加入固定剂,吸管要没入液面以下,并储存于冷暗处,固定后保存时间不超过24小时。碘量法注意事项碘量法电化学探头法
仪器——HACHSension6电化学探头法
仪器——HACHSension6电化学探头法仪器——HACHSension6电化学探头法仪器——HACHSension61.原理溶解氧电化学探头是一个用选择性薄膜封闭的小室,室内有两个金属电极并充有电解质。氧和一定数量的其他气体及亲液物质可透过这层薄膜,但水和可溶性物质的离子几乎不能透过这层膜。将探头浸入水中进行溶解氧的测定时,由于电池作用或外加电压在两个电极间产生电位差,使金属离子在阳极进入溶液,同时氧气通过薄膜扩散在阴极获得电子被还原,产生的电流与穿过薄膜和电解质层的氧的传递速度成正比,即在一定的温度下该电流与水中氧的分压(或浓度)成正比。电化学探头法1.原理电化学探头法1.原理薄膜对气体的渗透性受温度变化的影响较大,要采用数学方法对温度进行校正,也可在电路中安装热敏元件对温度变化进行自动补偿。若仪器在电路中未安装压力传感器不能对压力进行补偿时,仪器仅显示与气压有关的表观读数,当测定样品的气压与校准仪器时的气压不同时,应进行校正。若测定海水、港湾水等含盐量高的水,应根据含盐量对测量值进行修正。电化学探头法1.原理电化学探头法2.步骤HACHSension6
按照仪器说明书进行,用水饱和空气进行校准。测定时,将探头浸入样品,不能有空气泡截留在膜上,停留足够的时间,待探头温度与水温达到平衡,且数字显示稳定时读数。必要时,根据所用仪器的型号及对测量结果的要求,检验水温、气压或含盐量,并对测量结果进行校正。探头的膜接触样品时,样品要保持一定的流速,防止与膜接触的瞬间将该部位样品中的溶解氧耗尽,使读数发生波动。电化学探头法2.步骤HACHSension6电化学探头法2.步骤对于流动样品(例如河水):应检查水样是否有足够的流速(不得小于0.3m/s),若水流速低于0.3m/s,需在水样中往复移动探头,或者取分散样品进行测定。对于分散样品:容器能密封以隔绝空气并带有搅拌器。将样品充满容器至溢出,密闭后进行测量。调整搅拌速度,使读数达到平衡后保持稳定,并不得夹带空气。电化学探头法2.步骤电化学探头法电化学探头法电化学探头法溶解氧与生化需氧量电化学探头法电化学探头法电化学探头法电化学探头法电化学探头法电化学探头法电化学探头法电化学探头法3.注意事项
测定时,注意手不要碰触热敏元件,并应将其没入液面以下。当将探头浸入样品中时,应保证没有空气泡截留在膜上。样品接触探头的膜时,应保持一定的流速,以防止与膜接触的瞬时将该部位样品中的溶解氧耗尽而出现错误的读数。应保证样品的流速不致使读数发生波动,在这方面要参照仪器制造厂家的说明。电化学探头法3.注意事项电化学探头法3.注意事项电极的维护任何时候都不得用手触摸膜的活性表面。电极和膜片的清洗,若膜片和电极上有污染物,会引起测量误差,一般1~2周清洗一次。清洗时要小心,将电极和膜片放入清水中涮洗,注意不要损坏膜片。经常使用的电极建议存放在存有蒸馏水的容器中,以保持膜片的湿润。干燥的膜片在使用前应该用蒸馏水湿润活化。电化学探头法3.注意事项电化学探头法3.注意事项
电极的再生当电极的线性不合格时,就需要对电极进行再生。电极的再生约一年一次。电极的再生包括更换溶解氧膜罩、电解液和清洗电极。每隔一定时间或当膜被损坏和污染时,需要更换溶解氧膜罩并补充新的填充电解液。如果膜未被损坏和污染,建议2个月更换一次填充电解液。更换电解质和膜之后,或当膜干燥时,都要使膜湿润,只有在读数稳定后,才能进行校准,仪器达到稳定所需要的时间取决于电解质中溶解氧消耗所需要的时间。电化学探头法3.注意事项电化学探头法3.注意事项线性检查新仪器投入使用前、更换电极或电解液以后,应检查仪器的线性,一般每隔2个月运行一次线性检查。检查方法
通过测定一系列不同浓度蒸馏水样品中溶解氧的浓度来检查仪器的线性。向3~4个250ml完全充满蒸馏水的细口瓶中缓缓通入氮气泡,去除水中氧气,用探头时刻测量剩余的溶解氧含量,直到获得所需溶解氧的近似浓度,然后立刻停止通氮气,用GB7489测定水中准确的溶解氧浓度。若探头法测定的溶解氧浓度值与碘量法在显著性水平为5%时无显著性差异,则认为探头的响应呈线性。否则,应查找偏离线性的原因。电化学探头法3.注意事项电化学探头法3.注意事项干扰水中存在的一些气体和蒸汽,例如氯、二氧化硫、硫化氢、胺、氨、二氧化碳、溴和碘等物质,通过膜扩散影响被测电流而干扰测定。水样中的其他物质如溶剂、油类、硫化物、碳酸盐和藻类等物质可能堵塞薄膜、引起薄膜损坏和电极腐蚀,影响被测电流而干扰测定。电化学探头法3.注意事项电化学探头法1.原理
HACH说明书的介绍:传感器被一种荧光材料覆盖,从LED光源发出的蓝光被传输到传感器表面,蓝光激发荧光材料,使其发出红光。从发出蓝光到释放出红光这段时间被记录下来。存在氧气越多,这段时间则越短。由此,这段时间被记录下来,关联到氧含量。荧光法1.原理荧光法1.原理
YSI6150光学溶解氧传感器说明书的介绍:
6150传感器发射出一束波长适当的蓝光,照射在位于基质中的固定荧光染料上,形成一个直径约1.3厘米的光圈。蓝光使固定染料发出荧光,同时通过传感器中的一个光电二极管检测染料荧光寿命。为提高这项技术的精度和稳定性,在一个测量周期内,传感器还会发射红光照射在固定染料上发出荧光,作为荧光寿命的一个参考。
荧光法1.原理荧光法1.原理
YSI6150光学溶解氧传感器说明书的介绍
无氧状态下,荧光寿命是最长的;当氧气被引入传感器膜的表面时,荧光寿命会缩短。因此,荧光寿命与当前含氧量成反比,同时传感器外部的氧气压力与荧光寿命的关系可以通过Stern-Volmer方程定量。对于大多数基于荧光寿命的光学溶解氧传感器,Stern-Volmer关系与氧气压力的比值并不是严格的线性关系(特别在氧气压力较高时),数据必须用多项式非线性回归方法进行处理,而不是用大多数极谱法溶解氧传感器的简单线性回归方法处理。幸运的是,非线性不会随时间发生显著改变,所以,只要每个传感器对其改变氧压的反应有固定特性,在一段时间内,关系曲度并不影响传感器精确测量氧气的能力。6150探头保修2年,传感器模块保修1年。
YSI6150光学溶解氧传感器只有膜,没有电解液,YSI建议膜一年一换。荧光法1.原理荧光法2.步骤YSI6150
一点法:用水饱和空气校准,YSI推荐这种方法校准6150溶解氧传感器可以获得最大精度。校准杯中水高0.3厘米。达到饱和稳定时间至少30分钟。两点法:用零氧介质和水饱和空气校准,只有在怀疑6150光学溶解氧传感器的精度低于确定的低氧值时才需要用两点法校准。荧光法2.步骤YSI6150荧光法3.注意事项
一般校准注意事项
如果用水饱和空气作为校准媒介,开始校准前要注意溶解氧读数和温度读数都要稳定(>30分钟)。热敏电阻沾水会因为蒸发出现低温度数值,这种情况会导致较差的温度补偿和较差的精度。
如果传感器是放在装有水饱和空气的校准杯中校准,要注意拧开一些螺纹以便内外大气相通。
确认气压计输入为当前大气压,而不是当地气象部门所发布的与海平面修正过的数值。
如果气饱和水被用于校准媒介,那么要保证至少用气泵打气一个小时。荧光法3.注意事项荧光法3.注意事项
清洁扫维护6150光学溶解氧传感器使用黑色清洁刷。适用于YSI叶绿素和罗丹明WT传感器的橙色清洁刷,不能用于6150传感器,因为它很有可能会停位不准确。使用清洁刷保持传感器表面干净的效果会慢慢减弱,这种减弱速度取决于被测水体和清洁周期。YSI推荐:定期检查清洁刷垫,以确定清洁刷刷毛是否老化或有生物附着。此外,作为预防措施,在每次长期监测前,请更换清洁刷。清洁刷是可拆卸的,随配的一个1.3毫米起钉器可拧松清洁扫的固定螺丝。YSI6627清洁刷套件可以订购。此外,如只需更换清洁刷垫,用户也可选择购买YSI6144光学清洁刷垫套件。荧光法3.注意事项荧光法3.注意事项6150光学溶解氧维护
当6150传感器处于非工作状态时,必须保存在湿润的环境中,如浸没在水中或贮藏在水饱和空气中,浸在水中的效果会更好。如果传感器的膜暴露在空气中变干了,下次使用时数据可能会有轻微的漂移,除非再次水合。因此,为了便于以后使用,强烈建议在湿润的环境中贮存传感器。最简单的贮存方法是使用随探头一起发出的塑料保护帽(另有随附的海绵)。如果你有这个保护帽和海绵,只需把海绵浸湿,然后把保护帽套回探头即可。然后,隔30天检查一下海绵的湿润情况。此外,你也可以把探头取下来,直接浸在水里(注意:时间长了水可能会蒸发,记得定期查看);或不取下探头,直接装上校准杯,杯底装高约1.3厘米的水以保证水气饱和。荧光法3.注意事项荧光法3.注意事项
如果不小心将传感器暴露在空气中超过约2小时,必须按以下步骤再次水合膜:(1)在600毫升烧杯或类似的玻璃容器中放入约400毫升水——不能使用塑料容器——在恒温箱中加热,使水温保持恒定的温度50+/-5℃。把装有膜的探头放入温水中,保持恒温约24小时。如果可能,请盖上盖子以免蒸发。再次水合结束后,将探头保存在水中或水气饱和的空气中,在室温下校准、测量。注意:再水合过程中一定要确保容器中的水不被蒸发干。6150光学溶解氧换膜
YSI推荐6150传感器每年换一次膜,以便确保传感器的精度。传感器使用一年后,请购买YSI6155光学溶解氧膜套件,内附详细的安装说明荧光法3.注意事项荧光法《分光光度法测定水中溶解氧》——《环境工程》2008年10月第26卷第5期
采用分光光度法间接测定DO,在水样中加入硫酸锰和甲醛肟溶液,在pH值在10~11的碱性溶液中,二价锰被氧化为四价锰,与甲醛肟生成棕色络合物,在450nm波长下,测定其吸光度值,建立标准曲线,间接求的氧含量。其他方法《分光光度法测定水中溶解氧》其他方法生化需氧量生化需氧量简介
生化需氧量是指在一定条件下,好氧微生物分解水中的可氧化物质,特别是有机物的生物化学过程中所消耗溶解氧的量,用BOD(O2,mg/L)表示。
水中存在的硫化物、亚铁等还原性物质也会消耗部分溶解氧,但通常它们的含量都比较低,因此,BOD可以间接表示水中有机物质的含量。
简介
生化需氧量是指在一定条件下,好氧微生物分解水中在生物氧化中,有机物是微生物的食物而被氧化分解,其过程如下:
可分解有机物好氧微生物O2OaCO2+H2O+…+能合成新的细胞质CO2+H2O+…+能Ob残渣(有机物)在生物氧化中,有机物是微生物的食物而被氧化分解,其过程如下:BOD=Oa+Ob理论需氧量=BOD+Oc+OdOa(外源呼吸)—微生物氧化被吸收的那部分有机物所消耗的氧量;Ob(内源呼吸)—组成微生物新细胞物质的所消耗的氧量;Oc—残渣完全降解所消耗的氧量;Od—难降解有机物完全降解所消耗的氧量。BOD=Oa+Ob典型反应归纳列举如下:(1)有机物质氧化(呼吸)反应CxHyOz+O2→CO2+H2O+能量(2)无机物质氧化(呼吸)反应NH4++2O2→NO3-+H2O+2H++能量(3)合成细胞原生质(合成)反应CxHyOz+NH3+O2+能量→C5H7O2N+H2OCxHyOz+H++NO3-+能量→C5H7O2N+N2+CO2+H2O(4)细菌原生质氧化(内源呼吸)反应C5H7O2N+5O2→5CO2+2H2O+NH3+能量典型反应归纳列举如下:(1)有机物质氧化(呼吸)反应可降解有机物好氧分解分为两个阶段:含碳有机物好氧分解CO2、H2O、NH3等含氮有机物好氧分解
NO2¯、NO3¯、NH3/NH4+等碳化阶段和硝化阶段并非截然分开,而是各有其主次。可降解有机物好氧分解分为两个阶段:碳化阶段和硝化阶段并非截然碳化阶段的生物氧化反应式可表示为:硝化阶段的生物氧化反应式则为:加入ATU(丙烯基硫脲)可消除硝化作用干扰碳化阶段的生物氧化反应式可表示为:加入ATU(丙烯基硫脲)可BOD的测定测定原理微生物代谢作用所消耗的溶解氧量。水体发生生化反应必须具备3个条件:好氧微生物足够的溶解氧能被微生物利用的营养物质BOD的测定测定原理生化反应的两个过程:第一阶段:碳化阶段,有机物中的C和H氧化成CO2,H2O。20℃,20d第二阶段:硝化阶段,含氮化合物及部分氨氧化成亚硝酸盐和硝酸盐。20℃,100d
一般测定水样BOD5时,硝化作用不显著或根本不发生硝化反应。
有机物质分解的两个阶段生化反应的两个过程:有机物质分解的两个阶段反应温度:20℃测定所需时间:5d氧化动力:微生物的生物氧化作用氧源:水中的溶解氧(分子态氧)适用范围:河湖水、生活污水、一般工业废水反应温度:20℃稀释与接种法GB7488-87(标准稀释法)
微生物传感器快速测定法HJ/T86-2002空气压差法活性污泥曝气降解法常用的BOD5测定方法稀释与接种法GB7488-87(标准稀释法)常用的BOD稀释与接种法GB7488-87一、方法原理应使培养中所消耗的溶解氧大于2mg/L,而剩余的溶解氧在1mg/L以上不经稀释的水样——将水样注满培养瓶,塞好后应不透气。将瓶置于恒温条件下培养5天。培养前后分别测定溶解氧浓度,由两者的差值可算出每升水消耗掉氧的质量,即BOD5值。经稀释的水样——由于多数水样中含有较多的需氧物质,其需氧量往往超过水中可利用的溶解氧(DO)量,因此在培养前需对水样进行稀释,使培养后剩余的溶解氧(DO)符合规定。稀释与接种法GB7488-87一、方法原理应使培养中所消耗本方法适用于BOD5大于或等于2mg/L并且不超过6000mg/L的水样。BOD5大于6000mg/L的水样仍可用本方法,但由于稀释会造成误差,有必要要求对测定结果做慎重的说明。二、适用范围本方法适用于BOD5大于或等于2mg/L并且不超过6000m三、试剂1.盐溶液下述溶液至少可稳定一个月,应贮存在玻璃瓶内,置于暗处。一旦发现有生物滋长迹象,则应弃去不用。(1)磷酸盐缓冲溶液:pH应为7.2。(2)硫酸镁溶液:22.5g/L(3)氯化钙溶液:27.5g/L(4)氯化铁(Ⅲ)溶液:0.25g/L
三、试剂1.盐溶液
2.接种水如试验样品本身不含有足够的合适性微生物,应采用下述方法之一,以获得接种水:(1)城市污水(2)表层土壤浸出液(3)含有城市污水的河水或湖水。(4)污水处理厂出水。(5)对于某些不易被微生物分解的有机废水,可在排放口下游约3~8km处取水,或选用经实验室驯养的水做接种水。三、试剂2.接种水三、试剂
3.稀释水
取前述每种盐溶液各1mL,加入约500mL水中,稀释至1000mL后混匀。此溶液应在8h内使用。稀释水中溶解氧浓度要求8~9mg/L。此溶液的pH=7.2BOD5应小于0.2mg/L。三、试剂3.稀释水三、试剂
4.接种稀释水每升稀释水中加入接种水的量:生活污水1~10mL,表层土壤浸出液20~30mL,河水或湖水10~100mL.此溶液的pH=7.2;立即使用BOD5应以在0.3-1.0mg/L为宜。三、试剂4.接种稀释水三、试剂
5.盐酸(HCl)溶液:0.5mol/L。6.氢氧化钠(NaOH)溶液:20g/L。7.亚硫酸钠(1/2Na2SO3)溶液:1.575g/L,此溶液不稳定,需每天配制8.葡萄糖-谷氨酸标准溶液:此溶液于临用前配制。三、试剂5.盐酸(HCl)溶液:0.5mol/L。三、试剂四、仪器1.培养瓶:细口瓶的容量在250~300mL之间,带有磨口玻璃塞,并具有供水封用的钟形口,最好是直肩的。2.恒温培养箱:能控制在20±1℃。3.测定溶解氧仪器。4.用于样品运输和贮藏的冷藏手段(0~4℃)。5.稀释容器:带塞玻璃瓶,刻度精确到毫升,其容积大小取决于使用稀释样品的体积。使用的玻璃器皿要认真清洗,不能吸有毒的或生物可降解的化合物,并防止沾污。四、仪器五、操作步骤(一)样品预处理1.样品的中和
如果样品的pH不在6~8之间,可用盐酸或氢氧化钠溶液调节pH近于7,但用量不超过水样体积的0.5%。2.含游离氯或结合氯的样品
含少量的放置1~2h,加入亚硫酸钠溶液(取已中和的水样100mL加入1+1乙酸10mL,10%碘化钾溶液1mL,混匀,以淀粉为指示剂,用亚硫酸钠滴定游离碘。由亚硫酸钠消耗的体积,计算水样应加的量。)3.水样含铜、铅、锌、铬、镉、砷、氰等有毒物质,使用经驯化的接种水进行稀释,或提高稀释倍数以减少毒物的浓度。4.DO过饱和和不足DO过饱和——将试验样品温度升至约20℃,然后在半充满的容器内摇动样品,以便消除可能存在的过饱和氧。DO过不足——迅速冷却至约20℃,充分摇动样品,使与空气中氧分压接近平衡。五、操作步骤(一)样品预处理
1.DO含量较高、有机物含量较少的地表水,可不经稀释,直接用虹吸法将约20℃的混均水样转入两个溶解氧瓶内,充满后溢出少许,加塞。瓶内不能有气泡。2.其中一瓶立即测定溶解氧C13.另一瓶的瓶口水封,放入培养箱,在(20±1)℃培养5天。在培养过程中注意添加封口水。从放入培养箱算起,5昼夜后,弃去封口水,测定溶解氧C2。BOD5(mg/L)
=C1-C2
(二)不经稀释的水样BOD5的测定五、操作步骤1.DO含量较高、有机物含量较少的地表水,可不经稀释,(三)经稀释的水样BOD5的测定
水样的预处理稀释水样及稀释水测定其中一份测定另一份恒温培养箱中培养5日计算BOD5的量五、操作步骤(三)经稀释的水样BOD5的测定水样的预处理稀释水样及1.稀释倍数的确定
应使培养中所消耗的溶解氧大于2mg/L,而剩余的溶解氧在1mg/L以上。地表水:由IMn数值与系数的乘积求得稀释倍数1.稀释倍数的确定工业废水
根据COD(mg/L)数值确定稀释倍数,通常需作三个稀释比。例如:直接稀释法水样COD=200mg/L,培养瓶容积为250mL,则3个稀释倍数分别为:200×0.05=10(倍)200×0.1125=22.5(倍)200×0.175=35(倍)分别取水样250÷10=25(mL)250÷22.5≈11(mL)250÷35≈7.0(mL)有几个测定结果在规定要求的范围之内,最后求这几个数值的算术均值。工业废水根据COD(mg/L)数值确定稀释倍2.稀释操作一般稀释法:按照稀释倍数,用虹吸法沿筒壁先引入部分稀释水(或接种稀释水)于1000mL量筒中,加入需要量的均匀水样,再加入稀释水(或接种稀释水)至800mL,用带胶板的玻棒小心上下搅匀。装瓶,测定当天和培养5天后的DO。空白试验:另取2个溶解氧瓶,用虹吸法装满稀释水(或接种稀释水),测定当天和培养5天后的
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