于娟，呂秀榮

（中國(guó)石油克拉瑪依石化有限責(zé)任公司煉油化工研究院，新疆克拉瑪依834000）

生化需氧量是指在規(guī)定條件下，微生物分解廢水中的有機(jī)物所進(jìn)行的生物化學(xué)過程中消耗溶解氧的量，用BOD表示，數(shù)值大小代表廢水中有機(jī)物可被生物降解的難易程度，是廢水處理工藝、現(xiàn)場(chǎng)重要的檢測(cè)指標(biāo)之一。

煉油廢水的組成成分中有機(jī)物種類、含量隨加工原油種類、加工工藝的變化而產(chǎn)生較大變化。相應(yīng)的廢水處理工藝也復(fù)雜且多變。要正確反映煉油廢水及其處理過程中廢水的生物可降解性，微生物的選擇是關(guān)鍵因素，因?yàn)椴煌奈⑸飳?duì)樣品中的有機(jī)物的降解能力不同，所以BOD實(shí)驗(yàn)是嚴(yán)格的條件性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)證明，壓差法用于測(cè)定稠油煉制廢水BOD直觀簡(jiǎn)便、重復(fù)性好。

1 實(shí)驗(yàn)

2.1 儀器和試劑

2.1.1 儀器WTW OxiTop BOD分析儀、生化培養(yǎng)箱、萬分之一分析天平、空氣壓縮機(jī)

2.1.2 試劑葡萄糖（分析純）、L-谷氨酸（生化試劑）、NaOH藥丸、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、七水合磷酸氫二納、氯化銨、硫酸鎂、氯化鈣、六水合三氯化鐵。

2.2 所需配制的溶液

2.2.1 BOD標(biāo)準(zhǔn)溶液稱取經(jīng)過110℃干燥箱干燥2 h并在干燥器中冷卻至室溫的葡萄糖和L-谷氨酸各0.150±0.001 g,溶于蒸餾水中并且定容到1 000 mL。此為BOD值為180～230 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，該溶液臨用前配制。

2.2.2 鹽溶液（1）磷酸鹽緩沖溶液：將8.5 g的磷酸二氫鉀、21.75 g的磷酸氫二鉀、33.4 g的七水合磷酸氫二納、1.7 g的氯化銨溶解于500 mL的水中，稀釋至1 000 mL并混合均勻，此溶液的pH應(yīng)為7.2；（2）硫酸鎂溶液、氯化鈣溶液、氯化鐵溶液：將22.5 g的七水硫酸鎂、27.5 g的氯化鈣、0.25 g的 六水合三氯化鐵分別溶于水中，稀釋至1 000 mL。

2.3 實(shí)驗(yàn)步驟

2.3.1 配制稀釋水 在5 L玻璃瓶?jī)?nèi)裝入一定量的純凈水或自來水，瓶口蓋以2層經(jīng)洗滌晾干的紗布，水溫保持在20±5℃左右。用空氣壓縮機(jī)將空氣導(dǎo)入稀釋水中曝氣2～8 h，使稀釋水中的溶解氧接近飽和，水中溶解氧含量達(dá)8 mg/L左右。臨用前每L水中加入2.2.2所述鹽溶液各1 mL，并混合均勻。稀釋水的PH值應(yīng)為7.2。

2.3.2 配制接種液 選擇合適的接種液是正確測(cè)試樣品BOD值的關(guān)鍵因素，接種液的選擇根據(jù)測(cè)試任務(wù)的需求來確定，文中主要研究現(xiàn)場(chǎng)條件下的好氧微生物對(duì)煉油廠廢水的降解情況及與花園土浸出液的對(duì)比結(jié)果。

（1）以花園土浸出液作為接種液。取10 g花園或植物生長(zhǎng)土壤，加入100 mL水，用攪拌棒充分混合并靜置10 min，過濾后取清液備用，通常用于測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)樣品的BOD；

（2）以煉油廠廢水處理系統(tǒng)的活性污泥作為接種液。煉油廠廢水成分復(fù)雜，含有難降解有機(jī)物質(zhì)，需要將微生物（活性污泥）接入其中進(jìn)行馴化，等待樣品COD發(fā)生突降的時(shí)候，說明微生物對(duì)該廢水的降解作用已經(jīng)發(fā)生，將該樣品作為接種液，通常用于測(cè)定煉油廠廢水的BOD。為了方便使用，也可直接選用廢水處理廠的活性污泥的上清液作為接種液。

2.3.3 配制接種稀釋水每L稀釋水中加入20～30 mL接種液，混勻。接種稀釋水pH值應(yīng)為7.2，接種稀釋水配制后應(yīng)立即使用。

2.3.4 空白試驗(yàn)將2.3.3的接種稀釋水432 mL裝入測(cè)試瓶中，再進(jìn)行儀器操作步驟。

2.3.5 制備樣品先測(cè)定廢水樣品的COD值，對(duì)于難降解廢水，按照BOD值約為COD值的10%～30%，估計(jì)的樣品的BOD值，按照表1選擇樣品的稀釋倍數(shù)，使樣品的測(cè)量值在測(cè)量量程范圍內(nèi)，再按照表1中儀器的測(cè)量量程對(duì)應(yīng)稀釋后樣品的裝入量，用量筒計(jì)量裝入測(cè)試瓶中，裝入過程盡量避免產(chǎn)生氣泡。

表1樣品體積與測(cè)量量程對(duì)應(yīng)關(guān)系

2.3.6 儀器操作步驟（1）把樣品和攪拌子放入測(cè)試瓶中；（2）套入橡膠套，用鑷子往套子中加入2粒NaOH藥丸；（3）旋緊電子傳感測(cè)試頭；（4）把測(cè)試瓶放到攪拌底座上，通電后，同時(shí)按S和M鍵清零啟動(dòng)測(cè)試；（5）在培養(yǎng)箱恒溫20±1℃培養(yǎng)5 d；（6）從傳感測(cè)試頭顯示屏上讀取1～5 d的數(shù)據(jù)。

2.4 數(shù)據(jù)處理

BOD樣品=（儀器讀數(shù)×系數(shù)×稀釋倍數(shù)）-BOD空白

3 結(jié)果與討論

3.1 空白樣的BOD測(cè)定

空白樣的BOD測(cè)定結(jié)果見圖1。

圖1空白樣BOD測(cè)定

BOD空白=2 mg/L，空白樣的BOD值隨著接種水的水質(zhì)和接種液性質(zhì)的變化可能有變化，但通常情況下，數(shù)值在5 mg/L范圍內(nèi)。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的BOD測(cè)定

將2.2.1的標(biāo)準(zhǔn)溶液50 mL用2.3.3的接種稀釋水定容至500 mL，相當(dāng)于稀釋倍數(shù)為10倍，選擇樣品裝入量為432 mL，執(zhí)行2.3.6的操作步驟。標(biāo)準(zhǔn)溶液的BOD測(cè)定結(jié)果見圖2。

圖2標(biāo)準(zhǔn)溶液BOD測(cè)定

5組數(shù)據(jù)BOD的平均值為204 mg/L，符合國(guó)家環(huán)保總局水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法的要求：標(biāo)樣的測(cè)定值在180～230 mg/L范圍內(nèi)，說明該儀器分析準(zhǔn)確度達(dá)到測(cè)試要求。

3.3 煉油廠稠油廢水的BOD測(cè)定

煉油廠稠油廢水BOD的測(cè)定結(jié)果見圖3、4。樣品為煉油廠工業(yè)水車間的總進(jìn)廢水，COD值約為1 825 mg/L。

圖3煉油廠廢水BOD測(cè)定（活性污泥法）

圖4煉油廠廢水BOD測(cè)定（花園土法）

3.3.1 以新鮮活性污泥的上清液作接種液 以新鮮活性污泥的上清液25 mL加入稀釋水中并定容至1 000mL，作為接種稀釋水。

3.3.2 以花園土浸出液作為接種液以花園土浸出液25 mL加入稀釋水中定容至1 000 mL，作為接種稀釋水。

從圖3和圖4可以看出，1～5天之內(nèi)微生物因降解有機(jī)物消耗氧而發(fā)生的漸變規(guī)律，從此規(guī)律性可以判斷微生物的活性以及在降解過程中所起的作用；選擇的微生物不同、稀釋倍數(shù)不同、結(jié)果有差異，標(biāo)準(zhǔn)方法中未限定這2項(xiàng)參數(shù)的來源和取值，更多的確定因素來源于測(cè)定目的。

為了提高工作效率，實(shí)驗(yàn)室通常選擇采用2個(gè)稀釋倍數(shù)同時(shí)測(cè)定，上述煉油廠廢水的測(cè)定結(jié)果為530 mg/L。

4 準(zhǔn)確度與精密度

5個(gè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定濃度為200 mg/L的已知BOD的樣品，測(cè)定結(jié)果見表2。同一實(shí)驗(yàn)室測(cè)定濃度為500 mg/L的已知BOD的樣品，測(cè)定結(jié)果見表3。

表2 5個(gè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定濃度為200 mg/L的已知BOD的樣品測(cè)定結(jié)果

表3同一實(shí)驗(yàn)室測(cè)定濃度為500 mg/L的5種BOD的樣品測(cè)定結(jié)果

相對(duì)誤差、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)、實(shí)驗(yàn)室間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差符合標(biāo)準(zhǔn)要求（HT/T86-2002）。

5 結(jié)論

（1）接種液和稀釋倍數(shù)的選擇是測(cè)試過程的關(guān)鍵。比較圖3與圖4可看出，用不同接種液測(cè)得煉油廠廢水的BOD的結(jié)果不同。實(shí)際操作中可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求選擇適宜的微生物。對(duì)于測(cè)定煉油廠廢水的BOD，選擇用活性污泥作接種液，目的是要了解在現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)情況下，廢水的生物可降解性。

（2）該儀器的測(cè)定過程連續(xù)，并且自動(dòng)記錄、保存5 d中每d的測(cè)定數(shù)據(jù)，便于觀察到5 d當(dāng)中樣品耗氧量的變化趨勢(shì)，對(duì)于測(cè)定過程中出現(xiàn)微生物死亡、充氧不足、樣品稀釋倍數(shù)不夠或者稀釋倍數(shù)過大的情況都可以得到及時(shí)、有效的判斷，因此更具有實(shí)用性。稀釋倍數(shù)的選擇一般以5 d培養(yǎng)后消耗的溶解氧占原有溶解氧的40%～70%為宜。