生化需氧量標準稀釋法bod5的研究

生化需氧量標準稀釋法bod5的研究

1936年，美國公共衛(wèi)生協(xié)會（bod5方法）將5天生生物必要的稀釋法律法規(guī)應(yīng)用于水和廢水的檢驗方法，并制定了標準稀釋方法（bod5法）。這些方法于1987年在水質(zhì)分析基準gb7488-87中公布。生化需氧量作為水質(zhì)監(jiān)測指標被廣泛應(yīng)用,在廢水監(jiān)測中起著不可替代的作用。但指標本身特性造成的監(jiān)測耗時長、時效性差和操作煩瑣限制了指標的應(yīng)用,這也使生化需氧量監(jiān)測技術(shù)的研究一直沒有中斷。1關(guān)于糖酸鈉測定關(guān)于bod5接種液的確定方法標準稀釋法又稱稀釋接種法是生化需氧量測定的經(jīng)典方法,是比對考核、仲裁分析等采用的方法。生化過程的復(fù)雜性導(dǎo)致影響B(tài)OD5測定的因素很多。溫度、pH、重金屬和合成洗滌劑都會通過影響微生物的活性和增長速度影響測定結(jié)果。Heukelekian、Mowat、世野英雄和葉常明等都在這些方面做了相關(guān)研究,張莘民對前人在這方面的工作進行了評述。Monrgomery、Young和梁賢英研究了化學(xué)硝化抑制劑對測定過程中可能存在硝化作用的抑制效果。稀釋倍數(shù)是成功測定BOD5的關(guān)鍵因素,楊漢、張莘民和尤世涫均給出了由CODcr確定測定BOD5稀釋倍數(shù)的方法和各種廢水適用公式。接種是BOD5進行質(zhì)量控制的重要問題,對微生物含量不豐富的的廢水,在測定BOD5時應(yīng)該接種。接種液的來源可以是生活污水、表層土壤浸出液、城市污水的入河或入湖水、或污水處理廠的出水,當廢水中含有難降解物質(zhì)時,須用馴化接種液接種。許雪瑩、王興力研究了生活污水、淘米水和花園土浸出液做接種液的使用條件。用廢水或廢水的馴化液做接種液、其中微生物的種類、數(shù)量不確定,是致使分析結(jié)果不穩(wěn)定的原因之一。人們開始嘗試利用已知的微生物菌液做接種液,Lee和Oswald采用混合的已知微生物接種,發(fā)現(xiàn)有明顯的后置期。Young用從污水中分離出的六種微生物分別進行BOD5實驗,對照用污水接種的結(jié)果表明對照組的BOD5值偏高。1989年愛爾蘭學(xué)者FitzmauricG.D針對以上問題用多種已知的微生物的混合菌液作為接種液測定葡萄糖-谷胺酸BOD5標準液取得滿意效果。1995年日本的ItsuseiFujita用制備的標準化菌種測定葡萄糖-谷胺酸標準溶液結(jié)果令人滿意,穩(wěn)定性和精密度比用天然河水等做接種液有了明顯提高。李堅也研究了用細菌培養(yǎng)液作做接種液的效果。2000年S.M.Paixao等對照了兩種商業(yè)化菌種分別用稀釋接種法和測壓法測定了葡萄糖-谷胺酸標準溶液的結(jié)果。2003年S.M.Paixao等用一種標準化土壤接種體和純菌種做接種液,分別用稀釋接種法和測壓法測定葡萄糖-谷胺酸BOD5標準液,結(jié)果顯示均可代替土壤懸濁上清液。2通過波d5測量稀釋接種法的改進測定方法主要有測壓法、增溫法、活性污泥快速法等。2.1測定bod5值微生物呼吸作用而產(chǎn)生的與耗氧量的量相當?shù)腃O2氣體被吸收劑吸收,使密閉系統(tǒng)的壓力降低,可由壓降求出水樣的BOD5值。該方法操作簡便,測定值可直讀、便于隨時觀測,測定成本低。張愛麗、項學(xué)敏等通過改造差壓式直讀BOD5測定儀的測量系統(tǒng)和水樣培養(yǎng)系統(tǒng),有效地提高了該儀器的靈敏度和精密度,實現(xiàn)了BOD5值小于3mg/L樣品的測量,并可連續(xù)測量和直讀觀測。2.2增溫法快速測定bod5培養(yǎng)時間增溫法就是適當提高反應(yīng)溫度,激化微生物的活性,加速微生物的分解作用,縮短培養(yǎng)周期,達到快速測定。張金華根據(jù)BOD反映動力學(xué)原理,提出了增溫法快速測定BOD5培養(yǎng)時間計算公式,并計算出了適用絕大多數(shù)水樣的通用增溫培養(yǎng)時間,他通過對增溫法理論上的準確性和可行性的分析,證明增溫法是可行的。Young也認為可在35℃培養(yǎng)2.5天,即可用BOD352.5來代替BOD205。3bod傳感器的使用Kurabe等1977年,研制了第一臺BOD微生物傳感器,它由固定化活性污泥與氧電極構(gòu)成,響應(yīng)時間為15min,實現(xiàn)了BOD快速測定。Kurabe最初研制的傳感器壽命僅有10天,后改用多孔醋酸纖維膜固定酵母細胞制成BOD傳感器,可連續(xù)使用17天。Strand等研制BOD傳感器,用于城市污水測定,成功地工作了20多天。日本在世界上率先研制成以微生物電極為傳感器的工業(yè)快速BOD測定儀。1990年,日本頒布了微生物電極法工業(yè)標準(JISK3602-1990)。我國也于2002年頒布了方法的行業(yè)標準HJ/T86-2002。Riedel.K對傳感器的前期發(fā)展進行了評述總結(jié)。響應(yīng)菌株和配套微生物固定化技術(shù)是傳感器方法的技術(shù)關(guān)鍵,決定著方法的適用性和穩(wěn)定性。在報道的眾多BOD傳感器當中,采用的單一菌種有枯草芽孢桿菌、皮狀絲孢酵母、假單胞菌、異常漢遜氏酵母等;混合菌種有枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌的混合菌種、皮狀絲孢酵母和地衣芽孢桿菌的混合菌種和活性污泥等。單一菌種的BOD傳感器往往穩(wěn)定性和重現(xiàn)性好,傳感器響應(yīng)線性范圍寬,但所能檢測的有機物的種類和適用的廢水類型有限。使用混合菌種可使BOD傳感器廣普性高適用范圍廣,但傳感器響應(yīng)線性范圍窄、穩(wěn)定性較差。1999年,ChanC報道將一耐高鹽度的酵母菌LS3用聚氨基甲?；撬狨グ窈笪降侥猃埬ど?制成的BOD傳感器用于測定港口和海島地區(qū)含鹽度較高的工業(yè)和生活污水。TrosokSP研究了一種新酵母菌的傳感器性能,馬莉?qū)嶒灹藢牡Y選出的地衣芽孢桿菌馴化為適應(yīng)海水測量條件的可行性。林玲對異常漢遜酵母、枯草芽孢桿菌和惡臭甲單胞菌進行了光化學(xué)BOD微生物傳感器響應(yīng)性能測試。ShikhaRastogi報道使用從活性污泥中篩選的多種具有協(xié)同代謝功能的合成微生物菌團作為電極響應(yīng)菌株,所測BOD值重現(xiàn)性在5%以內(nèi),傳感器可穩(wěn)定工作180天。在微生物固定化上,廈門大學(xué)采用有機改性溶膠凝膠-聚乙烯醇包埋法制備了高活性生物膜,克服了聚乙烯醇的溶脹問題。長春應(yīng)用化學(xué)研究所采用無水硅酸同聚乙烯醇和4-乙烯吡啶的聚合物混合的溶膠凝膠包埋法,拓展了可被微生物降解代謝的有機物的種類。ChangIS報導(dǎo)一種無需電子媒介物的微生物燃料細胞型傳感器,響應(yīng)重現(xiàn)性標準偏差<10%,傳感器測量可穩(wěn)定運行5年以上。4菌株協(xié)同作用機制簡化操作、實現(xiàn)快速測定和提高測定的穩(wěn)定性、可靠性是BOD測定的主要問題。接種是標準稀釋法要解決的技術(shù)關(guān)鍵;BOD微生物傳感器是本領(lǐng)域發(fā)展的方向,但普適性不高。如