***、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，當樣品放在培養箱中，培養溫度為20℃
培養五天時(shí)，測定所消耗溶解氧的含量來(lái)確定水樣的
BOD5值。
生化需氧量（英文縮寫(xiě)BOD），是指在特定條件下，通過(guò)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(shí)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)表示，記為“BOD5”。
二、測定原理
將預先選好量程并按量程范圍量好體積的水樣倒入培養瓶中，在主機攪拌器上連續攪拌。并將主機和培養瓶放入培養箱中。調節培養箱內溫度為20℃±1℃，待樣品恒溫后進(jìn)行五日培養。培養瓶中的水樣在連續攪拌的情況下保證了足夠的溶解氧供微生物進(jìn)行生化反應。水樣中的有機物經(jīng)過(guò)生物氧化作用，轉變成氮、碳和硫的氧化物。在這***過(guò)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(shí)，培養瓶中空氣壓力減少量，相當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(lái)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。培養瓶中空氣壓力的變化是通過(guò)壓力計中汞柱高度的變化來(lái)進(jìn)行檢測的，通過(guò)簡(jiǎn)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(guò)測量范圍時(shí)需要稀釋)
4、批處理量：每次8份水樣
5、準 確 度：符合***標“GB7488-87”標準規定
(葡萄糖谷氨酸標液BOD5值在180mg/L～230mg/L范圍內)
6、顯 示：從壓力計刻度尺上可直讀出樣品BOD5值（mg/L）
7、培養溫度：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培養瓶、配件盒及生化培養箱組成。
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(shuō)明（如圖1）
圖1
1、攪拌子 2、壓力計管 3、旋鈕 4、培養瓶 5、水樣
6、刻度尺 7、NaOH（固） 8、密封杯 9、培養瓶蓋 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(shí)驗時(shí)，主機放入培養箱內，主機內有8只磁力攪拌器，實(shí)驗過(guò)程中它帶動(dòng)培養瓶?jì)鹊臄嚢枳訉λ畼舆M(jìn)行攪拌，以促進(jìn)培養瓶?jì)瓤諝庵械难鯕馊芙庥跇悠芬褐?，保證在整個(gè)實(shí)驗過(guò)程中，水樣中的微生物有足夠的溶解氧進(jìn)行生化反應。
2、BOD培養瓶
樣品放人培養瓶中進(jìn)行生化培養，該培養瓶經(jīng)過(guò)篩選處理，各臺儀器之間***般不可互換，亦不容許用其它類(lèi)似的瓶代替。
六、分析方法及分析步驟
(***)四種無(wú)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(wú)機鹽溶液所使用的蒸餾水不應含有微生物生長(cháng)抑制劑（如堿、無(wú)機酸、余氯和重金屬）。
(二)實(shí)際樣品BOD 5的測量
1、接通培養箱電源，將培養箱上溫度設置顯示溫度為20℃，保持溫度為20℃。把主機放在培養箱上，將BOD主機電源線(xiàn)的***端插入儀器后部插座上，另***端插入培養箱內對應插座上，打開(kāi)儀器電源開(kāi)關(guān)，儀器前側電源指示燈亮，8只攪拌器正常攪拌。
2、預先估計被測樣品的BOD5值范圍，選擇接近的量程。如無(wú)法估計，有條件的亦可先測定該樣品的COD值，然后根據該樣品COD值來(lái)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，可以直接根據選定的測量范圍，從取水樣量表中查得取樣量。根據所測樣品數量的多少（*多可同時(shí)測定8個(gè)樣品）來(lái)確定用幾個(gè)培養瓶測定其中***個(gè)樣品。如果只有兩個(gè)水樣，可選擇2～4個(gè)培養瓶測定其中***個(gè)水樣，預先估計該水樣的BOD5值的范圍，確定每個(gè)培養瓶的取樣量，從而確定幾個(gè)培養瓶所需的總取樣量。將該水樣上清液倒入燒杯（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，將燒杯放入培養箱內主機上恒溫攪拌2～3小時(shí)。***般情況下調節該水樣的pH值，至6.7～7.5之間（*佳點(diǎn)為pH 7.2）。如超出這***范圍，可用適當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瓶中。同理，可測定另幾個(gè)水樣。（見(jiàn)圖3）
圖3 圖4
3、每只培養瓶中放入1只攪拌子，培養瓶放在主機相應位置上，對試驗水樣進(jìn)行攪拌，直至水樣溫度在20℃±1℃范圍內（約需1～2小時(shí)）。（見(jiàn)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，將培養瓶放置在主機對應位置上，使溶液開(kāi)始攪拌，輕輕擰上水柱蓋和培養瓶蓋。（見(jiàn)圖5）
表1 取水樣量表
BOD5值測量范圍（mg/L） | 取水樣量（mL） | 標尺系數 |
0～25 | 494 | 0.25 |
0～50 | 440 | 0.5 |
0～100 | 361 | 1 |
0～200 | 266 | 2 |
0～300 | 211 | 3 |
0～400 | 175 | 4 |
0～500 | 150 | 5 |
0～600 | 130 | 6 |
0～800 | 103 | 8 |
0～1000 | 86 | 10 |
由于不同儀器所配培養瓶規格不***樣，所以取水樣量在出廠(chǎng)前由生產(chǎn)廠(chǎng)***填寫(xiě)。
圖5
5、穩定30min～60min，同時(shí)擰緊培養瓶蓋和水柱蓋，接著(zhù)松開(kāi)固定壓力計刻度尺的旋鈕，并調節刻度尺，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、如果不能調節到0刻度，再次松開(kāi)培養瓶蓋和水柱蓋，并重新調整刻度尺的位置。如果仍不能調節到0刻度，可用吸耳球在培養瓶接頭塑料管入口處反復小心抽吸，直至汞柱中沒(méi)有氣隙，刻度尺調節到0刻度。然后擰緊培養瓶蓋和水柱蓋。零刻度調節后，汞柱的高度在1小時(shí)內可能會(huì )有所上升或下降，若偏離了零刻度重新調整0點(diǎn)。這種現象可能是由于培養瓶中空氣膨脹或收縮所引起的。
7、在坐標圖紙上畫(huà)出各個(gè)樣品BOD5―t曲線(xiàn)，從曲線(xiàn)上，可判定測量開(kāi)始后120小時(shí)內任***時(shí)間樣品BOD5的數值。（見(jiàn)圖7）
圖6
圖7 BOD5生化曲線(xiàn)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(jìn)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(wú)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(shí)驗室用葡萄糖帶***個(gè)結晶水，葡萄糖稱(chēng)量330mg，這種標準溶液應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，燒杯放在培養箱內主機上恒溫攪拌2～3小時(shí)。
3、用1000mL燒杯取新鮮的生活污水作為接種液，把燒杯放在培養箱內的主機上與標準樣品同時(shí)恒溫2～3小時(shí)。
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箱內攪拌器上恒溫攪拌1～2小時(shí)。
5、按說(shuō)明書(shū)表格中0～300mg/L量程規定的取水樣量量取接種后的標準樣品，分別倒人7個(gè)培養瓶中，另***個(gè)培養瓶按0～100測量范圍取接種水進(jìn)行平行測定。
6、校正所取得的樣品BOD5值，參見(jiàn)“接種”和數據處理。
如果校正的BOD5值在180～230mg/L范圍內則表明儀器所用方法是適宜的，結果正確。若測定結果偏移出上述范圍，就要檢查儀器性能和操作及接種水是否符合要求（參見(jiàn)“常見(jiàn)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在20℃，使得溶解氧過(guò)飽和，夏季所取的樣品在20℃時(shí)溶解氧可能欠飽和。在BOD5測定前應對這些樣品進(jìn)行攪拌和曝氣，以便使溶解氧調節到20℃飽和點(diǎn)左右。
2、pH
應調節試驗水樣的pH為6.7～7.5（*佳點(diǎn)為pH 7.2），BOD5讀數下降可能是由于正在試驗樣品的pH值超出了這個(gè)范圍，含有大量酸或堿的樣品BOD5讀數可能會(huì )低于實(shí)際含量。
酸性或堿性水樣應用適當濃度的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?zhuān)瑢藴饰迦?/span>BOD5測定，可使用pH 7.2的磷酸緩沖液作為稀釋劑。
3、溫度
實(shí)驗時(shí)將儀器放大器放置在20℃±1℃的培養箱中。BOD的測定也能超出這***溫度范圍，例如，在35℃或37℃時(shí)，測定BOD所需要的時(shí)間可以縮短為34小時(shí)，其測定結果與五日20℃ BOD5測定相似。提高溫度所獲得的BOD值與五日20℃條件下測定的結果有很好的相關(guān)性。
如果在采樣時(shí)樣品溫度超過(guò)20℃，或樣品溫度不足20℃，可將樣品放在培養箱中恒溫。在樣品測定前要求對樣品進(jìn)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(shí)，應稀釋足夠量的原水樣，并從稀釋樣中取出與量程對應的體積。例如，當試驗原水樣稀釋兩倍時(shí)，稀釋倍數為2；當原水樣按1:10稀釋時(shí)，則應為10，所測結果應乘上稀釋倍數。
5、接種
什么是接種
BOD5實(shí)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(jìn)
需氧細菌生長(cháng)的其他微生物。如果水樣中根本沒(méi)有或
幾乎沒(méi)有這類(lèi)微生物，就必須對水樣按***定比例加入
這類(lèi)微生物溶液。這個(gè)過(guò)程應稱(chēng)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(shí)的未經(jīng)
處理新鮮生活污水的上清液。
在下次實(shí)驗中，若要使用以前測定過(guò)的水樣作為
接種液應經(jīng)濾紙過(guò)濾，這種濾液在冷藏（約20℃）、
避光的條件下保存，***般在***個(gè)月內是有效的。
將準備測定的樣品放入培養瓶中，使用吸管將***定量的接種液加入到樣品中（根據樣品量）。按步驟測定BOD5，五日后獲得的讀數可以作為試驗樣品真實(shí)的BOD5值。
注意：當使用上述方法接種時(shí)。不必校正接種的BOD5讀數。因為所加入接種液的量相對水樣量來(lái)說(shuō)實(shí)在太少了，以致于不影響BOD5的讀數。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，可將接種液與樣品同時(shí)實(shí)驗進(jìn)行平行樣測定。
接種量常取5％，10％二種。
6、數據處理
對于既無(wú)稀釋又無(wú)接種預處理的樣品，只需將儀器上的汞壓力計的讀數讀出，乘上所選量程的標尺系數，即得到樣品BOD5值。
對于作了稀釋和接種預處理的樣品，可把汞壓力計讀數讀出，樣品實(shí)際BOD5按下面公式計算：
樣品BOD5讀數×標尺系數-接種液BOD5讀數×標尺系數×接種液%
BOD5（mg/L）＝ ×稀釋倍數
樣品液%
式中：樣品BOD5讀數――對應樣品的汞壓力計讀數，厘米；
接種液BOD5讀數――對應接種液的汞壓力計讀數，厘米；
標尺系數――根據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(guò)1000mg/L，因而作了稀釋預處理，稀釋倍數為2倍（即***份樣品加***份稀釋水）選取0～600mg/L檔量程，培養五天后汞壓力計讀數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，現有合適的生活污水對其接種培養測定，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(shuō)明書(shū)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(jìn)行了10倍稀釋?zhuān)瑫r(shí)用生活污水進(jìn)行接種，接種液BOD5值60mg／L左右，接種量為10％，查表1，經(jīng)過(guò)處理的工業(yè)廢水和接種液取0～100mg／L量程檔進(jìn)行取樣試驗，培養五天后汞壓力計讀數分別為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）
滬公網(wǎng)安備31011502016460號
