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发表于：2024/08/16 21:23:12 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

BOD₅污染物相关

1 基本概念

BOD（Biochemical Oxygen Demand，生化需氧量）是一种用微生物代谢作用所消耗的溶解氧量来间接表示水体被有机物污染程度的一个重要指标。BOD₅代表5天内耗氧微生物消耗的游离氧数量，表示单位为氧的毫克/升（O₂，mg/L）。

主要用于监测水体中有机物的污染状况。一般有机物都可以被微生物所分解，但微生物分解水中的有机化合物时需要消耗氧，如果水中的溶解氧不足以供给微生物的需要，水体就处于污染状态。

2 概念由来

水中有机物质的分解是分两个阶段进行的。第一阶段为碳氧化阶段，第二阶段为硝化阶段，碳氧化阶段所消耗的氧化量称为碳化生化需氧量（CBOD）。

微生物对有机物的降解与温度有关，一般最适宜的温度是15～30℃，所以在测定生化需氧量时一般以20℃（±1℃）作为测定的标准温度。20℃时在BOD的测定条件（氧充足、不搅动）下，一般有机物20天才能够基本完成在第一阶段的氧化分解过程（完成过程的99%）。就是说，测定第一阶段的生化需氧量，需要20天，这在实际工作中是难以做到的。为此又规定一个标准时间，一般以5d±4h作为测定BOD的标准时间，因而称之为五日生化需氧量，以BOD₅表示之。BOD₅约为BOD₂₀的70%左右。

5天的原因一是因为5天的时候主要为有机物耗氧明显，不会产生氨氮等其他物质的消耗。二是最开始做这项研究是在英国，而所有的英国河流流出国境（即：流入大海）的最长时间是5天。三是因为5天内生物的降解已经达到一个较高的比例了，检测明显。四是因为5日工作日制度，也就是使得送样的本周就可以取得结果，所以定为5日。

3 指标意义

生化需氧量是重要的水质污染参数。废水、废水处理厂出水和受污染的水中，微生物利用有机物生长繁殖时需要的氧量，是可降解（可以为微生物利用的）有机物的氧当量。

地面水中的污染物，在以微生物为媒介的氧化过程中要消耗水中的溶解氧，其所消耗的溶解氧量称作生化需氧量，间接反映了水中可生物降解的有机物量。其值越高，说明水中有机污染物质越多，污染也就越严重。

加以悬浮或溶解状态存在于生活污水和制糖、食品、造纸、纤维等工业废水中的碳氢化合物、蛋白质、油脂、木质素等均为有机污染物，可经好气菌的生物化学作用而分解，由于在分解过程中消耗氧气，故亦称需氧污染物质。

若这类污染物质排入水体过多，将造成水中溶解氧缺乏，同时，有机物又通过水中厌氧菌的分解引起腐败现象，产生甲烷、硫化氢、硫醇和氨等恶臭气体，使水体变质发臭。

4 主要危害

BOD类物质能被水体中的微生物分解，在分解同时消耗水体中的溶解氧。当溶解氧浓度过低时，水体需氧生物如鱼类缺氧而死，水体生态系统受到破坏；在水中的溶解氧和含氮氧化物被耗尽时，水体出现“黑臭”现象，水质恶化，影响水体的自净能力，水体自净能力主要取决于生物反应体系和溶解氧，水体中大量耗氧微生物消耗溶解氧，能将有机污染合成合成自身生命成分也就是降解微生物，这就是水体自净特性，BOD过高会导致耗氧菌，好氧原生动物，好氧原生植物大量繁殖迅速消耗氧气，导致鱼虾死亡厌氧菌大量繁殖。

5 检测方式

采用稀释与接种法(HJ 505-2009)。

本标准参照采用国际标准ISO 5815--1983，本国家标准规定采用稀释与接种法作为测定水中生化需氧量的标准方法，这是一种经验性的常规方法。

适用范围：本方法适用于BOD₅或等于2 mg/L并且不超过6000 mg/L的水样。BOD₅大于6000 mg/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。本试验得到的结果是生物化学和化学作用共同产生的结果，它们不象单一的、有明确定义的化学过程那样具有严格和明确的特性，但是它能提供用于评价各种水样质量的指标。本试验的结果可能会被水中存在的某些物质所干扰，那些对微生物有毒的物质，如杀菌剂、有毒金属或游离氯等，会抑制生化作用。水中的藻类或硝化微生物也可能造成虚假的偏高结果。

原理：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。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。一般水质检验所测BOD₅只包括含碳物质的耗氧量和无机还原性物质的耗氧量。有时需要分别测定含碳物质耗氧量和硝化作用的耗氧量。常用的区别含碳和氮的硝化耗氧的方法是向培养瓶中投加硝化抑制剂，加入适量硝化抑制剂后，所测出的耗氧量既为含碳物质的耗氧量。在5天培养时间内，硝化作用的耗氧量取决于是否存在足够数量的能进行此种氧化作用的微生物，原污水或初级处理的出水中这种微生物的数量不足，不能氧化显著量的还原性氮，而许多二级生化处理的出水和受污染较久的水体中，往往含有大量硝化微生物，因此测定这种水样时应抑制其硝化反应。在测定BOD₅的同时，需要葡萄糖和谷氨酸标准溶液完成验证试验。

试剂：分析时，只采用公认的分析纯试剂和蒸馏水或同等纯度的水（在全玻璃装置中蒸馏的水或去离子水），水中含铜不应高于0.01 mg/L，并不应有氯、氯氨、可性碱、有机物和酸类。

1.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：

a.城市废水，取自污水管或取自没有明显工业污染的住宅区污水管。

这种水在使用前，应倾出上清液备用。

b.在1L水中加入100g花园土壤，混合并静置10min。取10mL上清夜用水稀释至1L。

c.含有城市污水的河水或湖水。

d.污水处理厂出水。

e.当待分析水样为含难降解物质的工业废水时，取自待分析水排放口下游约3-8km的水或所含微生物适宜于待分析水并经实验室培养过的水

2.盐酸液

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。

2.1磷酸盐：缓冲溶液。

将8.5g磷酸二氢钾（KH₂PO₄）、21.75g磷酸氢二钾（K₂HPO₄）、33.4g七水磷酸氢二钠（Na₂HPO₄·7H₂O）和1.7g氯化铵（NH₄Cl）溶于约500ml水中，稀释至1000mL并混合均匀。

此缓冲溶液的pH应为7.2。

2.2七水硫酸镁：22.5 g/L溶液。

将22.5g的七水硫酸镁（MgSO₄·7H₂O）溶于水中，稀释至1000mL并混合均匀。

2.3氯化钙：27.5 g/L溶液。

将27.5g的无水氯化钙（CaCl₂）（若用水合氯化钙，要取相当的量）溶于水，稀释至1000mL并混合均匀。

2.4六水氯化铁：0.25 g/L溶液。

将0.25g六水氯化铁（FeCl₃·6H₂O）溶解于水中，稀释至1000mL并混合均匀。

3.稀释水

取每种盐溶液各1mL，加入约500mL水中，然后稀释至1000mL并混合均匀，将此溶液置于20°C下恒温，曝气1h以上，采取各种措施，使其不受污染，特别是不被有机物质、氧化或还原性物质或金属污染，确保溶解氧浓度不低于8 mg/L。此溶液的五日生化需氧量不得超过0.2 mg/L。此溶液应在8h内使用。

4.接种的稀释水

根据需要和接种水的来源，向每升稀释水中加1.0-5.0ml接种水，将已接种的稀释水在约20℃下保存，8h后尽早应用。已接种的稀释水的5天（20℃）耗氧量应在每升0.3-1.0mg之间。

5.盐酸（HCl）溶液：0.5 g/L。

6.氢氧化钠（NaOH）溶液：20 g/L。

7.亚硫酸钠（NaSO3）溶液：1.575 g/L，此溶液不稳定，需每天配制。

8.葡萄糖–谷氨酸标准溶液。

将一些无水葡萄糖（C₆H₁₂O₆）和一些谷氨酸（HOOC–CH₂–CH₂–CHNH₂–COOH）在103°C下干燥1h，每种称量150±1mg，溶于蒸馏水中，稀释至1000mL并混合均匀。此溶液于临用前配制。

仪器

使用的玻璃器皿要认真清洗，不能吸有毒的或生物可解物的化合物，并防止沾污。常用的实验室设备如下：

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型口，最好是直尖的。

2.培养箱：能控制在20±1°C。

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°C）。

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水样品的体积。

样品的贮存

样品需充满并密封于瓶中，置于2-5°C保存到进行分析时。一般应在采样后6h内进行检验。若需远距离转运，在任何情况下贮存皆不得超过24h。样品也可以深度冷冻贮存。

操作步骤

1.样品预处理

1.1样品的中和

如果样品的pH不在6-8之间，先做单独试验，确定需要用的盐酸溶液或氢氧化钠溶液的体积，再称样品，不管有无沉淀形成。

1.2含游离氯或结合氯的样品

加入所需体积的氢氧化钠溶液，使样品中自由氯和结合氯失效，注意避免过量。

2.试验水样的准备

将试验样品温度升至约20°C，然后再半充满的容器内摇动样品，以便消除可能存在的过饱和氧。

将已知体积样品置于稀释容器中，用稀释水或接种稀释水稀释，轻轻地中和，避免夹杂空气泡。

按照确定的稀释倍数，将一定体积的试样或处理后的试样用虹吸管加入已加部分稀释水或接种稀释水的稀释容器中，加稀释水或接种稀释水至刻度，轻轻混合避免残留气泡，待测定。若稀释倍数超过100倍，可进行两步或多步稀释。

6 治理措施

传统的废水处理设施在一级和二级处理过程中会使用多种方法去除BOD。在初级治疗阶段，在继续进行次级治疗之前，先通过沉降除去约30％的BOD。如果该设施没有初级澄清器，那么在进行二级处理之前，将很少的BOD去除。在初级处理中去除的有机固体被称为初级污泥，由于尚未分解，因此具有很高的发电潜力。

二级处理阶段是在常规废水处理设施中去除大部分BOD。在使用活性污泥工艺进行二次处理的设施中，BOD通过引入消耗有机物质的氧气和微生物来去除。活性污泥形式的二级处理由于消耗氧气而消耗大量能量，并且留下的二级污泥产生的能量很小。微生物已经消耗了大多数易于降解的有机物。

主要方法：

1. 使用活性污泥

2. 氧化池法

3. 膜分离法

4. 投加药剂

实现目标需要通过一些措施来推行：

1. 确定目标：在采取措施之前，制定一个明确的目标是很重要的。监测并分析当前排放量和污水处理系统的效率。设立预期目标并跟踪进展。

2. 调整生产过程：大部分企业需要采用某种形式的化学物质来加工原料或产品。然而，在创造产品时仍可采用绿色浓缩剂、清洁防止技术、新型材料以及改良过程等方式减少废气排放量。

3. 更新污水处理设备：承担社会责任和环境保护非常重要，因此企业需要建立有效的污水处理系统来降低BOD和碳排放。事实上，去年国家启动了治理农村生活污染项目，对乡镇及村庄中心居民点、集体聚居区人口密集区进行治理。

4. 设计公共区域开发方案：公司应该与当地政府合作提高城市基础设施，并为社区垃圾填埋场推出多元化利用解决方案，从而减少固体物质废弃物和燃烧垃圾的危害性排放。

5. 促进员工教育：推动员工参与环境保护对企业大有好处。鼓励采用可持续措施，节约能源、水和纸张等资源，并提供培训让员工了解如何监测并减少BOD和碳排放。

总结：

减少BOD排放是我们每个人都应该关注的问题，尤其对于企业而言。操作建议包括调整生产过程、更新污水处理设备、制定公共区域开发方案以及推动员工参与环境保护。这些方法可以帮助您的公司创造更加清洁可持续的生产方式，并为全球气候变化做出贡献。

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