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实验六 生化需氧量的测定
发布时间:2011/4/5  阅读次数:10788  字体大小: 【】 【】【
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实验六 生化需氧量的测定
生化需氧量(BOD)是指在规定的条件下,微生物分解水中某些可氧化物质(主要是有机物)的生物化学过程中消耗溶解氧的量,用以间接表示水中可被微生物降解的有机类物质的含量,是反映有机物污染的重要类别指标之一。测定BOD 的方法有稀释接种法、微生物传感器法、活性污泥曝气降解法、库仑滴定法、测压法等。本实验采用稀释接种法测定污水的BOD。该方法也称五天培养法(BOD5),即取一定量水样或稀释水样,在20℃±1℃培养五天,分别测定水样培养前、后的溶解氧,二者之差为BOD5值,以氧的mg/L 表示,其相关内容参阅教材第二章第八节。
一、实验目的和要求
1.掌握用稀释接种法测定BOD5 的基本原理和操作技能。
2.复习生化需氧量测定的相关内容,提出为保证测定准确度,应当控制好哪些条件。
二、仪器
1.恒温培养箱。
2.5~20L 细口玻璃瓶。
3.1000~2000mL 量筒。
4.玻璃搅拌棒:棒长应比所用量筒高度长200mm,棒的底端固定一个直径比量筒直径略小,并有几个小孔的硬橡胶板。
5.溶解氧瓶:200~300mL,带有磨口玻璃塞,并具有供水封用的钟形口。
6.虹吸管:供分取水样和添加稀释水用。
三、试剂
1.磷酸盐缓冲溶液:将8.58 磷酸二氢钾(KH2PO4),2. 75g 磷酸氢二钾(K 2HPO4),33.4g
磷酸氢二钠(Na2HPO4·7H2O)和1.7g 氯化铵(NH4C1)溶于水中,稀释至1000mL。此溶液的pH 应为7.2。
2.硫酸镁溶液:将22.5g 硫酸镁(MgSO4·7H2O)溶于水中,稀释至1000mL。
3.氯化钙溶液;将27.5g 无水氯化钙溶于水,稀释至1000mL。
4,氯化铁溶液;将0.25g 氯化铁(FeCl3·6H2O)溶于水,稀释至1000mL。
5.盐酸溶液(0.5mol/L):将40mL(ρ=1.18g/mL)盐酸溶于水,稀释至100mL。
6.氢氧化钠溶液(0.5mol/L):将20g 氢氧化钠溶于水,稀释至1000mL。
7.亚硫酸钠溶液(1/2Na2SO3=0.025mol/L);将1.575g 亚硫酸钠溶于水,稀释至1000mL。此溶液不稳定,需每天配制。
8 . 葡萄糖- 谷氨酸标准溶液; 将葡萄糖(C6H12O6) 和谷氨酸(HOOC-CH2-CH2-CHNH2-COOH)在103℃干燥lh 后,各称取150mg 溶于水中,移入1000mL容量瓶内并稀释至标线,混合均匀。此标准溶液临用前配制。
9.稀释水:在5~20L 玻璃瓶内装入一定量的水,控制水温在20℃左右。然后用无油空气压缩机或薄膜泵,将此水曝气2~8h,使水中的溶解氧接近于饱和,也可以鼓入适量纯氧。瓶口盖以两层经洗涤晾干的纱布,置于20℃培养箱中放置数小时,使水中溶解氧含量达8mg/L 左右。临用前于每升水中加入氯化钙溶液、氯化铁溶液、硫酸镁溶液、磷酸盐缓冲溶液各1mL,并混合均匀。稀释水的pH 值应为7.2,其BOD5
应小于0.2mg/L。
10.接种液:可选用以下任一方法获得适用的接种液。
(1) 城市污水,一般采用生活污水,在室温下放置一昼夜,取上层清液供用。
(2) 表层土壤浸出液,取100g 花园土壤或植物生长土壤,加入1L 水,混合并静置10min,取上清溶液供用。
(3) 用含城市污水的河水或湖水。
(4) 污水处理厂的出水。
(5) 当分析含有难于降解物质的废水时,在排污口下游3~8km 处取水样做为废水的驯化接种液。如无此种水源,可取中和或经适当稀释后的废水进行连续曝气,每天加入少量该种废水,同时加入适量表层土壤或生活污水,使能适应该种废水的微生物大量繁殖。当水中出现大量絮状物,或检查其化学需氧量的降低值出现突变时,表明适用的微生物已进行繁殖,可用做接种液。一般驯化过程需要3~8 天。
11.接种稀释水;取适量接种液,加于稀释水中,混匀。每升稀释水中接种液加入量为:生活污水1~10mL;表层土壤浸出液为20~30mL;河水、湖水为10~100mL。
接种稀释水的pH 值应为7.2,BOD5 值以在0.3~1.0mg/L 之间为宜。接种稀释水配制后应立即使用。
四、测定步骤
1.水样的预处理
(1) 水样的pH 值若超出6.5~7.5 范围时,可用盐酸或氢氧化钠稀溶液调节至近于7,但用量不要超过水样体积的0.5%。若水样的酸度或碱度很高,可改用高浓度的碱或酸液进行中和。
(2) 水样中含有铜、铅、锌、镉、铬、砷、氰等有毒物质时,可使用经驯化的微生物接种液的稀释水进行稀释,或提高稀释倍数,降低毒物的浓度。
(3) 含有少量游离氯的水样,一般放置1~2h,游离氯即可消失。对于游离氯在短时间不能消散的水样,可加入亚硫酸钠溶液,以除去之。其加入量的计算方法是:取中和好的水样100mL,加入1+1 乙酸10 mL,10%(m/V)碘化钾溶液l mL,混匀。以淀粉溶液为指示剂,用亚硫酸钠标准溶液滴定游离碘。根据亚硫酸钠标准溶液消耗的体积及其浓度,计算水样中所需加亚硫酸钠溶液的量。
(4) 从水温较低的水域或富营养化的湖泊采集的水样,可遇到含有过饱和溶解氧,此时应将水样迅速升温至20℃左右,充分振摇,以赶出过饱和的溶解氧。从水温较高的水域废水排放口取得的水样,则应迅速使其冷却至20℃左右,并充分振摇,使与空气中氧分压接近平衡。
2.水样的测定
(1) 不经稀释水样的测定;溶解氧含量较高、有机物含量较少的地面水,可不经稀释,而直接以虹吸法将约20℃的混匀水样转移至两个溶解氧瓶内,转移过程中应注意不使其产生气泡。以同样的操作使两个溶解氧瓶充满水样后溢出少许,加塞水封。
瓶不应有气泡。立即测定其中一瓶溶解氧。将另一瓶放入培养箱中,在20±1℃培养5d 后。测其溶解氧。
(2) 需经稀释水样的测定:根据实践经验,稀释倍数用下述方法计算:地表水由测得的高锰酸盐指数乘以适当的系数求得(见下表)。
高锰酸盐指数

工业废水可由重铬酸钾法测得的COD 值确定,通常需作三个稀释比,即使用稀释水时,由COD 值分别乘以系数0.075、0.15、0.225,即获得三个稀释倍数;使用接种稀释水时,则分别乘以0.075、0.15 和0.25,获得三个稀释倍数。
CODcr 值可在测定水样COD 过程中,加热回流至60min 时,用由校核试验的邻苯二甲酸氢钾溶液按COD 测定相同步骤制备的标准色列进行估测。
稀释倍数确定后按下法之一测定水样。
① 一般稀释法:按照选定的稀释比例,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,再引入稀释水(或接种稀释水)至800mL,用带胶板的玻璃棒小心上下搅匀。搅拌时勿使搅棒的胶板露出水面,防止产生气泡。
按不经稀释水样的测定步骤,进行装瓶,测定当天溶解氧和培养5d 后的溶解氧含量。
另取两个溶解氧瓶,用虹吸法装满稀释水(或接种稀释水)作为空白,分别测定5d前、后的溶解氧含量。
② 直接稀释法:直接稀释法是在溶解氧瓶内直接稀释。在已知两个容积相同(其差小于lmL)的溶解氧瓶内,用虹吸法加入部分稀释水(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,然后引入稀释水(或接种稀释水)至刚好充满,加塞,勿留气泡于瓶内。其余操作与上述稀释法相同。
在BOD5 测定中,一般采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.BOD5 计算
不经稀释直接培养的水样:
BOD5(mg/L)=c1-c2
式中:cl—水样在培养前的溶解氧浓度(mg/L);
c2—水样经5d 培养后,剩余溶解氧浓度(mg/L)。
经稀释后培养的水样:

培养的水样
式中:B1—稀释水(或接种稀释水)在培养前的溶解氧浓度(mg/L);
B2—稀释水(或接种稀释水)在培养后的溶解氧浓度(mg/L);
—稀释水(或接种稀释水)在培养液中所占比例;
—水样在培养液中所占比例。
五、注意事项
1.水中有机物的生物氧化过程分为碳化阶段和硝化阶段,测定一般水样的BOD5时,硝化阶段不明显或根本不发生,但对于生物处理池的出水,因其中含有大量硝化细菌,因此,在测定BOD5 时也包括了部分含氮化合物的需氧量。对于这种水样,如只需测定有机物的需氧量,应加入硝化抑制剂,如丙稀基硫脲(ATU,C4H8N2S)等。
2.在两个或三个稀释比的样品中,凡消耗溶解氧大于2mg/L 和剩余溶解氧大于lmg/L 都有效,计算结果时,应取平均值。
3.为检查稀释水和接种液的质量,以及化验人员的操作技术,可将20mL 葡萄糖-谷氨酸标准溶液用接种稀释水稀释至1000mL,测其BOD5,其结果应在180~230mg/L之间。否则,应检查接种液、稀释水或操作技术是否存在问题。
六、结果处理
1.以表格形式列出稀释水样和稀释水(或接种稀释水样)在培养前后实测溶解氧数据,计算水样BOD5 值。
2.根据实际控制实验条件和操作情况,分析影响测定准确度的因素。
思考题:
1、本实验的误差来源有哪些,如何使实验结果较准确?
2、测定BOD5 时,哪些类型的水样需要接种,哪些水样需要加含驯化菌种的稀释水?

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