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        五日生化需氧量稀釋倍數的快速確定方法

        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
        關鍵詞:最低值覆蓋范圍倍數

        王 煒陳 歡樓振綱陳 潔

        (1浙江環(huán)境監(jiān)測工程有限公司 浙江杭州 310012 2浙江省環(huán)境監(jiān)測中心 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[1],其測定方法主要為稀釋接種法。在BOD5的分析過程中,稀釋倍數通常都是通過水樣的CODCr值來確定。在此前的相關研究中,稀釋倍數都是通過樣品的CODCr值與幾個特定的系數相乘得出[2,3],其方法存在一些不足:一是稀釋倍數僅能覆蓋B/C值為0.2~0.8的廢水,難以應用于地表水及B/C值低于0.2的輕度污染廢水;二是最終稀釋倍數多達3個,增大了分析的工作量。本試驗總結一種簡便可行稀釋倍數計算方法,用更少的稀釋倍數覆蓋不同類型的水和廢水,并對實際水樣進行分析以論證該計算方法的適用性。

        1 試驗部分

        1.1 儀器和試劑

        YSI 58型臺式溶解氧儀,恒溫培養(yǎng)箱。

        接種液:參考此前相關研究[4]進行配制。

        其他儀器與試劑同HJ 535-2009行業(yè)標準[1]。

        1.2 不同水樣的稀釋倍數

        1.2.1 地表水的稀釋倍數

        根據水樣的CODCr值選擇稀釋倍數,采用非稀釋法和稀釋法進行分析,其具體內容見表1。

        表1 地表水樣品的稀釋倍數

        1.2.2 輕度污染廢水的稀釋倍數

        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。對輕度污染廢水設定不稀釋和稀釋4倍2個稀釋倍數,采用非稀釋法和稀釋接種法進行分析。

        1.2.3 其他廢水的稀釋倍數

        對除輕度污染廢水之外的其他廢水,根據水樣的CODCr值,設定CODcr/10和CODCr/5兩個不同的稀釋倍數,采用稀釋接種法進行分析。

        1.3 試驗方法

        根據HJ 505-2009方法[1],BOD5的計算公式如下:

        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。

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

        對稀釋水及接種稀釋水進行10次BOD5的空白測定,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 結果與討論

        2.1 地表水BOD5測定

        根據1.2.1的稀釋方法對不同地表水樣品進行BOD5的測定,結果如表3所示。

        表3 地表水BOD5測定結果

        按照公式(1)和(2)對不同稀釋倍數下的理論BOD5值進行估算,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,不同地表水樣所設定的2個稀釋倍數的理論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。通過實測BOD5可知,不同CODCr濃度的地表水樣都能保證2個稀釋倍數測定結果中至少1個為有效數據,所有有效數據也都包含在預估的覆蓋范圍內,表明實際分析與理論計算結果相符合。

        2.2 輕度污染廢水BOD5的測定

        根據1.2.2的稀釋方法對CODCr值低于150 mg/L的處理系末端出水或總排口出水進行BOD5測定,結果見表4。

        表4 輕度污染廢水BOD5測定結果

        同2.1推導過程,估算結果為:

        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處理系統(tǒng)末端工藝出水,其易降解有機物基本在此前生化工藝段被消耗完全,可生化性極低,故當廢水CODCr值不高于150 mg/L時,其BOD5濃度基本可確認在20 mg/L以下,處于0~24.7 mg/L的濃度覆蓋范圍內,因此可確保2個稀釋倍數下至少有1個為有效數據。

        2.3 其他廢水BOD5的測定

        根據1.2.3的稀釋方法對其他不同廢水進行BOD5測定,結果見表5。

        表5 其他廢水BOD5測定結果

        同2.1推導過程,估算結果為:

        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,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個稀釋倍數下的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測定結果可知,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。其中B/C值為0.26~0.6的樣品在不同稀釋倍數下測定結果均為有效,而B/C值不在該范圍內的樣品也能保證1個有效結果。與此前相關研究[6]相比,本試驗采用2個不同的稀釋倍數,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,進一步提高了BOD5測定的準確性和有效性。

        結語

        (1)對水中BOD5測定中稀釋倍數的確定進行研究。將水樣分為地表水、輕度污染廢水和其他廢水3類,根據其CODcr濃度確定2個稀釋倍數。

        (2)采用稀釋倍數確定方法對實際水樣進行BOD5測定,結果表明,不同水樣2個稀釋倍數下的理論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,可確保2個稀釋倍數下至少有1個結果為有效數據。

        (3)上述方法能夠在2個稀釋倍數基礎上有效測定各種類型和B/C值的水樣,提高了BOD5分析的準確性和簡捷性。

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