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五日生化需氧量稀釋倍數(shù)的快速確定方法

2018-12-06 05:47:44煒陳歡樓振綱陳
資源節(jié)約與環(huán)保 2018年11期
關(guān)鍵詞:最低值覆蓋范圍倍數(shù)

王 煒陳 歡樓振綱陳 潔

(1浙江環(huán)境監(jiān)測(cè)工程有限公司 浙江杭州 310012 2浙江省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 浙江杭州 310012 3杭州環(huán)??萍甲稍冇邢薰?浙江杭州 310003)

引言

生化需氧量(Biochemical oxygen demand,BOD5)是指在規(guī)定條件下,微生物分解存在水中的某些可氧化物質(zhì)[1],其測(cè)定方法主要為稀釋接種法。在BOD5的分析過(guò)程中,稀釋倍數(shù)通常都是通過(guò)水樣的CODCr值來(lái)確定。在此前的相關(guān)研究中,稀釋倍數(shù)都是通過(guò)樣品的CODCr值與幾個(gè)特定的系數(shù)相乘得出[2,3],其方法存在一些不足:一是稀釋倍數(shù)僅能覆蓋B/C值為0.2~0.8的廢水,難以應(yīng)用于地表水及B/C值低于0.2的輕度污染廢水;二是最終稀釋倍數(shù)多達(dá)3個(gè),增大了分析的工作量。本試驗(yàn)總結(jié)一種簡(jiǎn)便可行稀釋倍數(shù)計(jì)算方法,用更少的稀釋倍數(shù)覆蓋不同類型的水和廢水,并對(duì)實(shí)際水樣進(jìn)行分析以論證該計(jì)算方法的適用性。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器和試劑

YSI 58型臺(tái)式溶解氧儀,恒溫培養(yǎng)箱。

接種液:參考此前相關(guān)研究[4]進(jìn)行配制。

其他儀器與試劑同HJ 535-2009行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[1]。

1.2 不同水樣的稀釋倍數(shù)

1.2.1 地表水的稀釋倍數(shù)

根據(jù)水樣的CODCr值選擇稀釋倍數(shù),采用非稀釋法和稀釋法進(jìn)行分析,其具體內(nèi)容見(jiàn)表1。

表1 地表水樣品的稀釋倍數(shù)

1.2.2 輕度污染廢水的稀釋倍數(shù)

此處輕度污染廢水特指CODCr值低于150 mg/L的處理系統(tǒng)末端出水或者總排口出水。對(duì)輕度污染廢水設(shè)定不稀釋和稀釋4倍2個(gè)稀釋倍數(shù),采用非稀釋法和稀釋接種法進(jìn)行分析。

1.2.3 其他廢水的稀釋倍數(shù)

對(duì)除輕度污染廢水之外的其他廢水,根據(jù)水樣的CODCr值,設(shè)定CODcr/10和CODCr/5兩個(gè)不同的稀釋倍數(shù),采用稀釋接種法進(jìn)行分析。

1.3 試驗(yàn)方法

根據(jù)HJ 505-2009方法[1],BOD5的計(jì)算公式如下:

非稀釋法:BOD5=DO1-DO5(1)

稀釋(接種)法:BOD5=[(DO1-DO5)-BOD空·(1-1/D)]·D (2)式中:

DO1:初始溶解氧值;

DO5:五日培養(yǎng)后溶解氧值;

BOD空:空白BOD5值;

D:稀釋倍數(shù)。

根據(jù)方法要求,采用非稀釋法時(shí),DO5不得小于2 mg/L,否則為無(wú)效數(shù)據(jù);采用稀釋(接種)法時(shí)DO5不得小于2 mg/L且DO1-DO5不得小于2 mg/L,否則為無(wú)效數(shù)據(jù)。

對(duì)稀釋水及接種稀釋水進(jìn)行10次BOD5的空白測(cè)定,了解稀釋水和接種稀釋水的初始溶解氧濃度及BOD5空白值范圍,其結(jié)果如表2所示

表2 稀釋水和接種稀釋水BOD5空白值

由表2可知,稀釋水和接種稀釋水的的空白BOD5值分別約為0.3和0.7 mg/L。因此,在利用公式(1)和(2)估算BOD5過(guò)程中,稀釋法中BOD空值統(tǒng)一定為0.3 mg/L,稀釋接種法中統(tǒng)一定為0.7 mg/L,所有樣品DO1值統(tǒng)一定為8.7 mg/L。

2 結(jié)果與討論

2.1 地表水BOD5測(cè)定

根據(jù)1.2.1的稀釋方法對(duì)不同地表水樣品進(jìn)行BOD5的測(cè)定,結(jié)果如表3所示。

表3 地表水BOD5測(cè)定結(jié)果

按照公式(1)和(2)對(duì)不同稀釋倍數(shù)下的理論BOD5值進(jìn)行估算,其中DO1為8.7 mg/L,非稀釋法DO5≥2 mg/L,稀釋法DO5≥2 mg/L且 DO1-DO5≥2 mg/L,推算出 2 mg/L≤DO5≤6.7 mg/L,BOD空為0.3 mg/L,估算結(jié)果為:

不稀釋條件下,BOD5=DO1-DO5,最高值為8.7-2.0=6.7 mg/L,最低值為0 mg/L,理論范圍為0~6.7 mg/L;

稀釋 2倍條件下,BOD5=[(DO1-DO5)-BOD 空·(1-1/D)]·D=[(8.7-DO5)-0.3·(1-1/2)]·2 故最高值為[(8.7-2.0)-0.3·(1-1/2)]·2=13.1 mg/L,最低值為[(8.7-6.7)-0.3·(1-1/2)]·2=3.7 mg/L,理論范圍為 3.7~13.1mg/L;同理計(jì)算可得稀釋3倍BOD5理論范圍為5.4~19.5 mg/L,稀釋4倍為7.1~25.9 mg/L,稀釋 8 倍為13.9~51.5 mg/L。

由表3可知,不同地表水樣所設(shè)定的2個(gè)稀釋倍數(shù)的理論BOD5值有相互重疊部分,可相互疊加,得出該地表水樣的BOD5覆蓋范圍。通過(guò)實(shí)測(cè)BOD5可知,不同CODCr濃度的地表水樣都能保證2個(gè)稀釋倍數(shù)測(cè)定結(jié)果中至少1個(gè)為有效數(shù)據(jù),所有有效數(shù)據(jù)也都包含在預(yù)估的覆蓋范圍內(nèi),表明實(shí)際分析與理論計(jì)算結(jié)果相符合。

2.2 輕度污染廢水BOD5的測(cè)定

根據(jù)1.2.2的稀釋方法對(duì)CODCr值低于150 mg/L的處理系末端出水或總排口出水進(jìn)行BOD5測(cè)定,結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 輕度污染廢水BOD5測(cè)定結(jié)果

同2.1推導(dǎo)過(guò)程,估算結(jié)果為:

不稀釋條件下,BOD5=DO1-DO5,最高值為8.7-2.0=6.7 mg/L,最低值為0mg/L,理論范圍為0~6.7 mg/L;

稀釋 4倍條件下,BOD5=[(DO1-DO5)-BOD 空·(1-1/D)]·D=[(8.7-DO5)-0.7·(1-1/4)]·4

故最高值為[(8.7-2.0)-0.7·(1-1/4)]·4=24.7 mg/L,最低值為[(8.7-6.7)-0.7·(1-1/4)]·4=5.9 mg/L,理論范圍為 5.9~24.7 mg/L。

由表4可知,不同稀釋倍數(shù)下的理論BOD5值疊加后的覆蓋范圍為0~24.7 mg/L。由于輕度污染廢水為整個(gè)處理系統(tǒng)末端工藝出水,其易降解有機(jī)物基本在此前生化工藝段被消耗完全,可生化性極低,故當(dāng)廢水CODCr值不高于150 mg/L時(shí),其BOD5濃度基本可確認(rèn)在20 mg/L以下,處于0~24.7 mg/L的濃度覆蓋范圍內(nèi),因此可確保2個(gè)稀釋倍數(shù)下至少有1個(gè)為有效數(shù)據(jù)。

2.3 其他廢水BOD5的測(cè)定

根據(jù)1.2.3的稀釋方法對(duì)其他不同廢水進(jìn)行BOD5測(cè)定,結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 其他廢水BOD5測(cè)定結(jié)果

同2.1推導(dǎo)過(guò)程,估算結(jié)果為:

稀釋CODCr/10倍條件下,

BOD5=[(DO1-DO5)-BOD 空·(1-1/D)]·D=[(8.7-DO5)-0.7·(1-1/D)]·CODCr/10

B/C=BOD5/CODCr=[(8.7-DO5)-0.7·(1-1/D)]/10

將 1/D 忽略不計(jì),B/C=(8-DO5)/10

故B/C最低值為(8-6.7)/10=0.13,最高值為(8-2)/10=0.6,理論范圍為 0.13~0.6。

同理可得,稀釋CODcr/5倍條件下,故B/C最低值為(8-6.7)/5=0.26,最高值為(8-2)/5=1.2,由于BOD5不可能高于CODcr,因此理論范圍為0.26~1。

2個(gè)稀釋倍數(shù)下的B/C值范圍相互疊加可得B/C值理論覆蓋范圍為 0.13~1。

由表5測(cè)定結(jié)果可知,不同廢水樣的B/C值分布在0.18~0.69之間,均處于0.13~1的覆蓋范圍內(nèi)。其中B/C值為0.26~0.6的樣品在不同稀釋倍數(shù)下測(cè)定結(jié)果均為有效,而B/C值不在該范圍內(nèi)的樣品也能保證1個(gè)有效結(jié)果。與此前相關(guān)研究[6]相比,本試驗(yàn)采用2個(gè)不同的稀釋倍數(shù),將B/C值覆蓋范圍由0.2~0.8拓寬到0.13~1,基本涵蓋了除可生化性極差的輕度污染廢水之外的所有廢水,進(jìn)一步提高了BOD5測(cè)定的準(zhǔn)確性和有效性。

結(jié)語(yǔ)

(1)對(duì)水中BOD5測(cè)定中稀釋倍數(shù)的確定進(jìn)行研究。將水樣分為地表水、輕度污染廢水和其他廢水3類,根據(jù)其CODcr濃度確定2個(gè)稀釋倍數(shù)。

(2)采用稀釋倍數(shù)確定方法對(duì)實(shí)際水樣進(jìn)行BOD5測(cè)定,結(jié)果表明,不同水樣2個(gè)稀釋倍數(shù)下的理論BOD5或B/C值均存在相互重疊部分,其理論范圍可相互銜接。水樣BOD5或B/C值均處于理論范圍內(nèi),可確保2個(gè)稀釋倍數(shù)下至少有1個(gè)結(jié)果為有效數(shù)據(jù)。

(3)上述方法能夠在2個(gè)稀釋倍數(shù)基礎(chǔ)上有效測(cè)定各種類型和B/C值的水樣,提高了BOD5分析的準(zhǔn)確性和簡(jiǎn)捷性。

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