陳 燕

(福州市城區(qū)水系聯(lián)排聯(lián)調(diào)中心，福建 福州 350007)

生活污水和工業(yè)廢水中含有大量的有機污染物，有機物在水體分解時消耗大量的溶解氧，破壞水體中氧的平衡，使水質(zhì)惡化，因缺氧造成魚類及其他水生生物的死亡[1]。水中有機污染物被好氧微生物分解時所需的氧量稱為生化需氧量，間接反映了水中可降解的有機物量。生化需氧量越高，表示水中耗氧有機污染物越多。目前以5天作為測定生化需氧量的標準時間，測得的生化需氧量簡稱五日生化需氧量(用BOD5表示)[2]。五日生化需氧量在污水處理廠的進水濃度評定、水域的有機物污染和水環(huán)境的功能評價等方面具有非常重要的意義。因此,準確進行五日生化需氧量的測定尤其重要。本文就測定生活污水中五日生化需氧量的影響因素進行分析探討。

1 實驗部分

1.1 主要儀器設備

溶解氧測定儀，維賽Model 5000；生化培養(yǎng)箱，上海博迅 BSP-150；去離子水機；溶解氧瓶和曝氣裝置。

1.2 主要實驗試劑

生化需氧量標樣、谷氨酸-葡萄糖標準溶液、磷酸鹽緩沖液、丙烯基硫脲抑制劑。

1.3 稀釋水準備

在 20 L 的玻璃瓶中加入足量稀釋水，控制水溫在(20±1)℃，曝氣 2 h，加入鹽溶液和接種液，期間避免有機物、金屬、氧化物或還原物的影響，在 20 ℃ 的環(huán)境條件下進行檢測。溶解氧的測定結(jié)果因季節(jié)原因的不同所導致的溫度的不同，初始檢測結(jié)果分布在 8.1～9.3 mg/L 范圍內(nèi)。在曝氣時，應注意充分曝氣，尤其在稀釋水盛裝量較大時，否則，在虹吸管與曝氣裝置位置一致的前提下，容易導致溶解氧值初始值隨著檢測樣品的增加逐漸降低的現(xiàn)象。

1.4 接種液的加入

因接種液來源的不同，會導致空白的檢測結(jié)果發(fā)生變化。本實驗室選擇污水處理廠進水口的樣品作為接種液進行實驗。本實驗中的接種液均為福州城區(qū)某污水處理廠進水，添加量為 1 mL/L。空白值的檢測結(jié)果集中在 0.3～0.8 mg/L 之間。

2 過程與討論

2.1 稀釋倍數(shù)的影響

首先進行COD的檢測，并由COD的檢測結(jié)果進行BOD5的預判。根據(jù)HJ 505-2009所建議的稀釋倍數(shù)對檢測樣品進行稀釋后測定。每份樣品的稀釋倍數(shù)及對應COD、BOD5的檢測結(jié)果詳見表1。丁小嬌等[3]研究發(fā)現(xiàn)，在稀釋倍數(shù)為1000及以下時，用直接稀釋法；稀釋倍數(shù)在1000以上的時，可選用間接稀釋法。因本實驗對象均為生活污水，生化需氧量的結(jié)果不會達到1000倍的稀釋值，因此所有水樣均采用直接稀釋法。經(jīng)實驗檢測,樣品1的稀釋倍數(shù)由20倍變更為25倍時，檢測結(jié)果由 74.1 mg/L 變化至 76.2 mg/L，該數(shù)值變化不大。當稀釋倍數(shù)由25倍變更至50倍時，檢測結(jié)果上升至 97.5 mg/L。樣品2～7的檢測結(jié)果顯示，隨著稀釋倍數(shù)的增大，樣品的BOD5檢測結(jié)果均呈不同程度的上升趨勢。由實驗可知，因每份樣品的成分差別較大，無法用統(tǒng)一的稀釋倍數(shù)和典型的比值系數(shù)進行稀釋倍數(shù)的確定。因此，在進行五日生化需氧量的實驗時，一方面應注意經(jīng)驗數(shù)據(jù)的積累，另一方面應多選擇幾個稀釋倍數(shù)進行實驗，以得到準確客觀的檢測結(jié)果。

表1 不同稀釋倍數(shù)對檢測結(jié)果的影響

2.2 硝化抑制劑對檢測結(jié)果的影響

對6份污水處理廠的進水口水樣進行檢測，編號分別為樣品1～6，檢測數(shù)據(jù)詳見表2。由檢測結(jié)果可知，添加抑制劑后的BOD5檢測結(jié)果相對比較穩(wěn)定，樣品1的BOD5與COD比值(以下簡稱B/C)穩(wěn)定在30%，樣品2 的B/C在38%，樣品3的B/C在27%，樣品4的B/C在25%，樣品5的B/C在20%，樣品6的B/C在33%。對于不添加抑制劑的樣品，B/C集中在40%～80%。從樣品B/C比的合理性進行分析，不加抑制劑的檢測結(jié)果優(yōu)于添加抑制劑的檢測結(jié)果，但添加抑制劑的檢測結(jié)果的穩(wěn)定性優(yōu)于不添加抑制劑的結(jié)果。鑒于此，進行污水處理廠進水不同采樣點對檢測結(jié)果影響的實驗。

表2 添加抑制劑對檢測結(jié)果的影響

2.3 不同采樣點位對檢測結(jié)果的影響

大部分污水處理廠的采樣點位設置在細格柵后沉砂池前，一方面可以降低污水中大顆粒雜質(zhì)或漂浮物對自動采樣器的采樣管堵塞的幾率，另一方面便于進行自動采樣。但在污水處理工藝中，污泥上清液會回流至提升泵房，這對進水污染物質(zhì)量濃度產(chǎn)生一定的影響。鑒于此，分別在提升泵房前和提升泵房后設置自動采樣器的采樣點，進行實驗，檢測結(jié)果詳見表3。其中，采樣點位設置在泵房前所采集到的樣品為泵前樣品，采樣點位設置在泵房后的樣品為泵后樣品。

表3 不同采樣點位對檢測結(jié)果的影響

由檢測結(jié)果可知，泵前樣品的進水COD明顯低于泵后樣品，泵前樣品的B/C比值無論是否添加抑制劑檢測結(jié)果的穩(wěn)定性都明顯優(yōu)于泵后樣品，且加抑制劑后的BOD5檢測結(jié)果泵前泵后并無明顯差異。這是因為污水處理廠在污泥脫水過程中產(chǎn)生的上清液會回流至提升泵房，上清液的COD高于日常生活污水的進廠COD，并含有大量的硝化細菌。因此，所檢測到的BOD5為經(jīng)過硝化劑對硝化細菌進行抑制后的檢測結(jié)果，但此時的COD結(jié)果并未去除污泥上清液對進水濃度的影響，所以會出現(xiàn)B/C異常偏低的現(xiàn)象。

2.4 硝化抑制劑添加量對檢測結(jié)果的影響

選擇實驗室同一樣品，進行不同硝化抑制劑的添加量對于檢測結(jié)果影響測試。由表4可知，當抑制劑添加量從 0.5 mL 變更為 1 mL 時，BOD5結(jié)果下降較大，當抑制劑添加量從 1 mL 增加至 2 mL 時，檢測結(jié)果下降趨于平緩，在抑制劑添加量由 2 mL 到 5 mL 時，BOD5檢測結(jié)果顯示已經(jīng)較為穩(wěn)定，沒有明顯變化。因此，對于添加抑制劑的樣品，2 mL 的抑制劑添加量足夠讓樣品達到較為穩(wěn)定的檢測狀態(tài)。

表4 添加抑制劑不同量對檢測結(jié)果的影響

2.5 樣品冷凍保存對檢測結(jié)果的影響

分別選取不同質(zhì)量濃度的污染物樣品進行冷凍保存實驗，三周后進行回溫均質(zhì)。檢測結(jié)果如表5所示。檢測結(jié)果表明，當樣品進行冷凍保存后，添加消化抑制劑的樣品檢測結(jié)果冷凍前后無明顯差異；未添加抑制劑的樣品檢測結(jié)果呈急劇降低趨勢，降至與添加抑制劑結(jié)果相同，推測這是因為硝化細菌在冷凍條件下死亡導致對水質(zhì)硝化作用的影響減弱，從而導致檢測結(jié)果急劇降低。

表5 冷凍保存條件對檢測結(jié)果的影響

3 結(jié)論

谷氨酸-葡萄糖質(zhì)控樣的添加和不添加抑制劑的檢測結(jié)果證明，2 mL 的丙烯基硫脲抑制劑的添加量對不含有硝化細菌的樣品檢測結(jié)果無影響。

1)所有生活污水的BOD5的檢測過程均應添加丙烯基硫脲抑制劑，用以抑制可能存在的硝化細菌對檢測結(jié)果的影響。

2)因稀釋倍數(shù)對檢測結(jié)果影響明顯，因此在實驗的過程中，對于常規(guī)檢測樣品，應形成稀釋倍數(shù)的檢測經(jīng)驗，并關(guān)注空白樣品和質(zhì)控樣品的變化趨勢；對于非常規(guī)檢測樣品，無經(jīng)驗值依據(jù)時，應先根據(jù)COD結(jié)果進行預判，并且做多個稀釋倍數(shù)。

3)發(fā)現(xiàn)B/C比檢測異常時應及時查找異常原因，必要時可更換采樣點位。

4)在冷凍條件下保存三周的樣品檢測結(jié)果無明顯變化，可以很好的應用于結(jié)果異常時的溯源。