影響生活污水中BOD測定因素的探討

武藹娜

(山西汾西礦業(yè)集團(tuán)環(huán)境監(jiān)測有限責(zé)任公司，山西 介休 032000)

引 言

隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，城市人口快速增長，由此產(chǎn)生的生活污水量不斷增大，若生活污水不經(jīng)過處理直接排放到地表，會對地表水體及壞境造成很大的污染，進(jìn)而嚴(yán)重威脅著人們的正常生活和身體健康。因此，對生活污水進(jìn)行處理，并達(dá)標(biāo)排放，是我國目前進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展及發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)勢在必行的一項(xiàng)重要任務(wù)。對于城市生活污水進(jìn)行處理是一項(xiàng)漫長且復(fù)雜的過程，而要對生活污水進(jìn)行達(dá)標(biāo)排放，必須對影響生活污水質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確、快速的測量。目前，國內(nèi)外主要用生活污水一個重要水質(zhì)指標(biāo)——BOD5(五日生物需氧量)來作為反映其水質(zhì)質(zhì)量的指標(biāo)。因此，對影響生活污水中BOD測定因素進(jìn)行探討很有必要。

1 BOD檢測方法

BOD(biochemieal oxygen demand)是生活污水中所含微生物在與水中有機(jī)物作用反應(yīng)過程中的耗氧量，通過測定計(jì)算耗氧量可以用來反映水中所含污染有機(jī)物的量。耗氧量越大說明水體中所含的有機(jī)污染物質(zhì)越多，那么也表示水體的污染程度很嚴(yán)重。所以，通過BOD5來反映水體的污染程度，以及水體處理后的進(jìn)化程度是否可以達(dá)標(biāo)排放，具有很適用的意義。

1.1 標(biāo)準(zhǔn)稀釋法

微生物與有機(jī)物質(zhì)反應(yīng)過程是非常緩慢的，一次污水處理過程中將所含有機(jī)污染物質(zhì)全部降解徹底可能需要20 d，而且降解速度受所處環(huán)境溫度的影響。目前，用標(biāo)準(zhǔn)稀釋法測量水體中BOD5值的公認(rèn)做法是，在20 ℃下將處理5 d污水中有機(jī)污染物質(zhì)降解的生化耗氧量作為判定指標(biāo)。一般污水中有機(jī)污染物質(zhì)生化氧化反應(yīng)過程可分為碳化和硝化。但一般硝化反應(yīng)過程對污水水質(zhì)指標(biāo)無明顯實(shí)際意義，化驗(yàn)時一般不作具體測量研究。碳化反應(yīng)過程實(shí)際就是水中有機(jī)污染物質(zhì)在水中的微生物作用下分解反應(yīng)后生成H2O和CO2。一般碳化在20 ℃溫度下反應(yīng)20 d才能完成整個碳化反應(yīng)過程， 但一般反應(yīng)進(jìn)行5 d時，有機(jī)污染物質(zhì)已經(jīng)降解少于32%。所以，將五日標(biāo)準(zhǔn)稀釋法測定值作為檢測水體水質(zhì)的一種標(biāo)準(zhǔn)方法。

采用五日標(biāo)準(zhǔn)稀釋法最終測得的生化耗氧量的數(shù)值即BOD5值。五日標(biāo)準(zhǔn)稀釋法即將過濾或經(jīng)過稀釋和接種過的水樣(加入了好氧微生物，使污水中保持足夠的可生化降解有機(jī)物的微生物)放在密閉性好的培養(yǎng)瓶中，放置在無光處，在試驗(yàn)前測量瓶中水樣的溶解氧量，記為DO0，保持溫度在恒定20 ℃，放置5 d后，測量瓶中水樣的溶解氧含量，記為DO5。其中，BOD5即為所測的DO0與DO5之差[1]。

在靜置的5 d過程中，水樣保持充足的溶解氧，有機(jī)污染物經(jīng)過水中好氧微生物的生化降解，生成有機(jī)酸、醇等中間產(chǎn)物，經(jīng)過徹底反應(yīng)后，最終被完全氧化生成水和二氧化碳。

對污水中的溶解氧現(xiàn)在通常采用的方法是碘量法。在測定的水樣中逐漸加入一定量的MnSO4及堿性KI，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生成不穩(wěn)定的Mn(OH)2沉淀，生成的Mn(OH)2會快速和水中的氧發(fā)生反應(yīng)生成Mn2O3見第89頁式(1)-式(3)。

(1)

(2)

(3)

觀察水中產(chǎn)生大量穩(wěn)定的棕色沉淀后，向水中再加入一定量的濃硫酸，使得Mn2O3棕色沉淀與之前加入的KI發(fā)生反應(yīng)，釋放出游離碘。污水中含氧氣越多，最后生成的I就越多，水中的顏色就越深。

在污水水樣中滴入淀粉指示劑和硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，以反應(yīng)消耗的硫代硫酸鈉量通過計(jì)算即可算出溶解氧量值，即DO值。

2.2 微生物電極法

微生物電極法是含有大量活躍的好氧微生物的微生物膜貼在微生物傳感器電極上，采用流通量的測量方式，當(dāng)水樣通過流通池，水樣中所含有機(jī)物與微生物膜中微生物發(fā)生生化反應(yīng)消耗溶解氧，當(dāng)有機(jī)物反應(yīng)完成后，水中溶解氧趨于穩(wěn)定，通過測算即可出此時溶解氧濃度。即可算出生化耗氧量，即，該水樣的生化需氧量值[2]。

2.3 活性污泥曙氣降解法

將溫度控制在33 ℃左右的條件下，用活性污泥連續(xù)曝氣處理樣品2 h，用重絡(luò)酸鉀法檢測曝氣前、后水樣中的化學(xué)需氧量值，其差值就是該樣品的BOD值。

3 試驗(yàn)研究

對于BOD5的測量，絕大多數(shù)的污水處理廠主要仍是采用傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)稀釋法，通過在化驗(yàn)室化驗(yàn)的方法，先對生活污水進(jìn)行采樣，在化驗(yàn)室培養(yǎng)分析，測定出其BOD5值。用此方法測量會受到室內(nèi)溫度、時間等的影響，根據(jù)具體試驗(yàn)量化結(jié)果進(jìn)行分析和驗(yàn)證，并最終給出影響生活污水中BOD測定因素的結(jié)論，以此作為以后評定污水處理水質(zhì)指標(biāo)的參考和指導(dǎo)。

3.1 材料與方法

1) 在化驗(yàn)室進(jìn)行取樣、培養(yǎng)、測定過程必須嚴(yán)格控制水樣溫度在(20±1)℃。整個試驗(yàn)測定的生化反應(yīng)過程應(yīng)該保持生化反應(yīng)箱箱門的密閉性，避免打開，且在進(jìn)行檢測時應(yīng)待水樣溫度恢復(fù)到室溫時方宜進(jìn)行。

2) 稀釋水應(yīng)符合相應(yīng)的試驗(yàn)報告或國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定：溶解氧質(zhì)量濃度≥8 mg/L，BOD5質(zhì)量濃度≤0.2 mg/L。在具體的試驗(yàn)過程中，可將一定量的蒸餾水放置在溫度為恒定的(20±1)℃培養(yǎng)箱中，用小風(fēng)機(jī)抽取干燥潔凈的新鮮空氣進(jìn)行曝氣，大約2 h左右，與接種液混合后，在8 h內(nèi)使用，并在其間采取措施，保證其不受污染。

3) 接種稀釋水將生活污水置于(20±1)℃的培養(yǎng)箱中24 h，然后將培養(yǎng)箱的上部清液取出另置杯中備用，將提取出來的上清液定量倒入稀釋水中，以3 mL/L的配比，使混合液BOD5的濃度控制在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求的0.3 mg/L～1.0 mg/L范圍內(nèi)。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的結(jié)果BOD5值均在180 mg/L～230 mg/L，符合要求。

3.2 測定結(jié)果

1) 曝氣前、后稀釋水DO(溶解氧)的測定結(jié)果。

所用蒸餾水的溶解氧濃度一般會小于8.0 mg/L，經(jīng)過2 h以上的曝氣之后，按一定配比加入接種液并搖勻后進(jìn)行測定，其溶解氧DO在8.30 mg/L～8.97 mg/L。在恒溫條件下放置5 d以后，測定其溶解氧DO5在8.20mg/L～8.90 mg/L，則稀釋水的BOD5為0.1 mg/L左右。

2) 稀釋倍數(shù)確定。

以某小區(qū)的生活污水作為標(biāo)本，對不同稀釋倍數(shù)情況下的BOD5進(jìn)行測定，結(jié)果見表1。

表1 不同稀釋倍數(shù)對生活污水BOD5 及耗氧率的影響

3) BOD5的測定。

某一辦公樓生活污水部分監(jiān)測結(jié)果見第90頁表2。

4 結(jié)論

由以上數(shù)據(jù)分析可知，不同的稀釋倍數(shù)，耗氧率會有很大的變化。在標(biāo)準(zhǔn)稀釋條件下，稀釋倍數(shù)過小或過大，都會造成BOD5測量值的偏低或偏高，影響測量的準(zhǔn)確性。因此，在測定BOD值時，必須將稀

表2 BOD5與CODcr的監(jiān)測結(jié)果

釋倍數(shù)控制在合理的范圍內(nèi)，使耗氧率控制在40%～70%范圍內(nèi)，這樣才能測量到準(zhǔn)確穩(wěn)定的BOD5值。

水中生化需氧量的測定是個極其緩慢、復(fù)雜的過程。過程時間長，容易受環(huán)境因素影響，很難把控。影響B(tài)OD的測定因素有很多，包括溫度、稀釋水、接種液和稀釋比等。