五日生化需氧量稀释倍数的快速确定方法

王 炜陈 欢楼振纲陈 洁

（1浙江环境监测工程有限公司 浙江杭州 310012 2浙江省环境监测中心 浙江杭州 310012 3杭州环保科技咨询有限公司 浙江杭州 310003）

引言

生化需氧量（Biochemical oxygen demand,BOD5）是指在规定条件下，微生物分解存在水中的某些可氧化物质[1]，其测定方法主要为稀释接种法。在BOD5的分析过程中，稀释倍数通常都是通过水样的CODCr值来确定。在此前的相关研究中，稀释倍数都是通过样品的CODCr值与几个特定的系数相乘得出[2,3]，其方法存在一些不足：一是稀释倍数仅能覆盖B/C值为0.2～0.8的废水，难以应用于地表水及B/C值低于0.2的轻度污染废水；二是最终稀释倍数多达3个，增大了分析的工作量。本试验总结一种简便可行稀释倍数计算方法，用更少的稀释倍数覆盖不同类型的水和废水，并对实际水样进行分析以论证该计算方法的适用性。

1 试验部分

1.1 仪器和试剂

YSI 58型台式溶解氧仪，恒温培养箱。

接种液：参考此前相关研究[4]进行配制。

其他仪器与试剂同HJ 535-2009行业标准[1]。

1.2 不同水样的稀释倍数

1.2.1 地表水的稀释倍数

根据水样的CODCr值选择稀释倍数，采用非稀释法和稀释法进行分析，其具体内容见表1。

表1 地表水样品的稀释倍数

1.2.2 轻度污染废水的稀释倍数

此处轻度污染废水特指CODCr值低于150 mg/L的处理系统末端出水或者总排口出水。对轻度污染废水设定不稀释和稀释4倍2个稀释倍数，采用非稀释法和稀释接种法进行分析。

1.2.3 其他废水的稀释倍数

对除轻度污染废水之外的其他废水，根据水样的CODCr值，设定CODcr/10和CODCr/5两个不同的稀释倍数，采用稀释接种法进行分析。

1.3 试验方法

根据HJ 505-2009方法[1]，BOD5的计算公式如下：

非稀释法：BOD5=DO1-DO5(1)

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

DO1：初始溶解氧值；

DO5：五日培养后溶解氧值；

BOD空：空白BOD5值；

D：稀释倍数。

根据方法要求，采用非稀释法时，DO5不得小于2 mg/L，否则为无效数据；采用稀释（接种）法时DO5不得小于2 mg/L且DO1-DO5不得小于2 mg/L，否则为无效数据。

对稀释水及接种稀释水进行10次BOD5的空白测定，了解稀释水和接种稀释水的初始溶解氧浓度及BOD5空白值范围，其结果如表2所示

表2 稀释水和接种稀释水BOD5空白值

由表2可知，稀释水和接种稀释水的的空白BOD5值分别约为0.3和0.7 mg/L。因此，在利用公式（1）和（2）估算BOD5过程中，稀释法中BOD空值统一定为0.3 mg/L，稀释接种法中统一定为0.7 mg/L，所有样品DO1值统一定为8.7 mg/L。

2 结果与讨论

2.1 地表水BOD5测定

根据1.2.1的稀释方法对不同地表水样品进行BOD5的测定，结果如表3所示。

表3 地表水BOD5测定结果

按照公式（1）和（2）对不同稀释倍数下的理论BOD5值进行估算，其中DO1为8.7 mg/L，非稀释法DO5≥2 mg/L，稀释法DO5≥2 mg/L且 DO1-DO5≥2 mg/L，推算出 2 mg/L≤DO5≤6.7 mg/L，BOD空为0.3 mg/L，估算结果为：

不稀释条件下，BOD5=DO1-DO5，最高值为8.7-2.0=6.7 mg/L，最低值为0 mg/L，理论范围为0～6.7 mg/L；

稀释 2倍条件下，BOD5=[(DO1-DO5)-BOD 空·(1-1/D)]·D=[(8.7-DO5)-0.3·(1-1/2)]·2 故最高值为[(8.7-2.0)-0.3·(1-1/2)]·2=13.1 mg/L，最低值为[(8.7-6.7)-0.3·(1-1/2)]·2=3.7 mg/L，理论范围为 3.7～13.1mg/L；同理计算可得稀释3倍BOD5理论范围为5.4～19.5 mg/L，稀释4倍为7.1～25.9 mg/L，稀释 8 倍为13.9～51.5 mg/L。

由表3可知，不同地表水样所设定的2个稀释倍数的理论BOD5值有相互重叠部分，可相互叠加，得出该地表水样的BOD5覆盖范围。通过实测BOD5可知，不同CODCr浓度的地表水样都能保证2个稀释倍数测定结果中至少1个为有效数据，所有有效数据也都包含在预估的覆盖范围内，表明实际分析与理论计算结果相符合。

2.2 轻度污染废水BOD5的测定

根据1.2.2的稀释方法对CODCr值低于150 mg/L的处理系末端出水或总排口出水进行BOD5测定，结果见表4。

表4 轻度污染废水BOD5测定结果

同2.1推导过程，估算结果为：

不稀释条件下，BOD5=DO1-DO5，最高值为8.7-2.0=6.7 mg/L，最低值为0mg/L，理论范围为0～6.7 mg/L；

稀释 4倍条件下，BOD5=[(DO1-DO5)-BOD 空·(1-1/D)]·D=[(8.7-DO5)-0.7·(1-1/4)]·4

故最高值为[(8.7-2.0)-0.7·(1-1/4)]·4=24.7 mg/L，最低值为[(8.7-6.7)-0.7·(1-1/4)]·4=5.9 mg/L，理论范围为 5.9～24.7 mg/L。

由表4可知，不同稀释倍数下的理论BOD5值叠加后的覆盖范围为0～24.7 mg/L。由于轻度污染废水为整个处理系统末端工艺出水，其易降解有机物基本在此前生化工艺段被消耗完全，可生化性极低，故当废水CODCr值不高于150 mg/L时，其BOD5浓度基本可确认在20 mg/L以下，处于0～24.7 mg/L的浓度覆盖范围内，因此可确保2个稀释倍数下至少有1个为有效数据。

2.3 其他废水BOD5的测定

根据1.2.3的稀释方法对其他不同废水进行BOD5测定，结果见表5。

表5 其他废水BOD5测定结果

同2.1推导过程，估算结果为：

稀释CODCr/10倍条件下，

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

将 1/D 忽略不计，B/C=（8-DO5）/10

故B/C最低值为(8-6.7)/10=0.13，最高值为(8-2)/10=0.6，理论范围为 0.13～0.6。

同理可得，稀释CODcr/5倍条件下，故B/C最低值为(8-6.7)/5=0.26，最高值为(8-2)/5=1.2，由于BOD5不可能高于CODcr，因此理论范围为0.26～1。

2个稀释倍数下的B/C值范围相互叠加可得B/C值理论覆盖范围为 0.13～1。

由表5测定结果可知，不同废水样的B/C值分布在0.18～0.69之间，均处于0.13～1的覆盖范围内。其中B/C值为0.26～0.6的样品在不同稀释倍数下测定结果均为有效，而B/C值不在该范围内的样品也能保证1个有效结果。与此前相关研究[6]相比，本试验采用2个不同的稀释倍数，将B/C值覆盖范围由0.2～0.8拓宽到0.13～1，基本涵盖了除可生化性极差的轻度污染废水之外的所有废水，进一步提高了BOD5测定的准确性和有效性。

结语

（1）对水中BOD5测定中稀释倍数的确定进行研究。将水样分为地表水、轻度污染废水和其他废水3类，根据其CODcr浓度确定2个稀释倍数。

（2）采用稀释倍数确定方法对实际水样进行BOD5测定，结果表明，不同水样2个稀释倍数下的理论BOD5或B/C值均存在相互重叠部分，其理论范围可相互衔接。水样BOD5或B/C值均处于理论范围内，可确保2个稀释倍数下至少有1个结果为有效数据。

（3）上述方法能够在2个稀释倍数基础上有效测定各种类型和B/C值的水样，提高了BOD5分析的准确性和简捷性。