稀释与接种法测定生活污水BOD5的影响因素探析

陈 燕

(福州市城区水系联排联调中心，福建 福州 350007)

生活污水和工业废水中含有大量的有机污染物，有机物在水体分解时消耗大量的溶解氧，破坏水体中氧的平衡，使水质恶化，因缺氧造成鱼类及其他水生生物的死亡[1]。水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量称为生化需氧量，间接反映了水中可降解的有机物量。生化需氧量越高，表示水中耗氧有机污染物越多。目前以5天作为测定生化需氧量的标准时间，测得的生化需氧量简称五日生化需氧量(用BOD5表示)[2]。五日生化需氧量在污水处理厂的进水浓度评定、水域的有机物污染和水环境的功能评价等方面具有非常重要的意义。因此,准确进行五日生化需氧量的测定尤其重要。本文就测定生活污水中五日生化需氧量的影响因素进行分析探讨。

1 实验部分

1.1 主要仪器设备

溶解氧测定仪，维赛Model 5000；生化培养箱，上海博迅 BSP-150；去离子水机；溶解氧瓶和曝气装置。

1.2 主要实验试剂

生化需氧量标样、谷氨酸-葡萄糖标准溶液、磷酸盐缓冲液、丙烯基硫脲抑制剂。

1.3 稀释水准备

在 20 L 的玻璃瓶中加入足量稀释水，控制水温在(20±1)℃，曝气 2 h，加入盐溶液和接种液，期间避免有机物、金属、氧化物或还原物的影响，在 20 ℃ 的环境条件下进行检测。溶解氧的测定结果因季节原因的不同所导致的温度的不同，初始检测结果分布在 8.1～9.3 mg/L 范围内。在曝气时，应注意充分曝气，尤其在稀释水盛装量较大时，否则，在虹吸管与曝气装置位置一致的前提下，容易导致溶解氧值初始值随着检测样品的增加逐渐降低的现象。

1.4 接种液的加入

因接种液来源的不同，会导致空白的检测结果发生变化。本实验室选择污水处理厂进水口的样品作为接种液进行实验。本实验中的接种液均为福州城区某污水处理厂进水，添加量为 1 mL/L。空白值的检测结果集中在 0.3～0.8 mg/L 之间。

2 过程与讨论

2.1 稀释倍数的影响

首先进行COD的检测，并由COD的检测结果进行BOD5的预判。根据HJ 505-2009所建议的稀释倍数对检测样品进行稀释后测定。每份样品的稀释倍数及对应COD、BOD5的检测结果详见表1。丁小娇等[3]研究发现，在稀释倍数为1000及以下时，用直接稀释法；稀释倍数在1000以上的时，可选用间接稀释法。因本实验对象均为生活污水，生化需氧量的结果不会达到1000倍的稀释值，因此所有水样均采用直接稀释法。经实验检测,样品1的稀释倍数由20倍变更为25倍时，检测结果由 74.1 mg/L 变化至 76.2 mg/L，该数值变化不大。当稀释倍数由25倍变更至50倍时，检测结果上升至 97.5 mg/L。样品2～7的检测结果显示，随着稀释倍数的增大，样品的BOD5检测结果均呈不同程度的上升趋势。由实验可知，因每份样品的成分差别较大，无法用统一的稀释倍数和典型的比值系数进行稀释倍数的确定。因此，在进行五日生化需氧量的实验时，一方面应注意经验数据的积累，另一方面应多选择几个稀释倍数进行实验，以得到准确客观的检测结果。

表1 不同稀释倍数对检测结果的影响

2.2 硝化抑制剂对检测结果的影响

对6份污水处理厂的进水口水样进行检测，编号分别为样品1～6，检测数据详见表2。由检测结果可知，添加抑制剂后的BOD5检测结果相对比较稳定，样品1的BOD5与COD比值(以下简称B/C)稳定在30%，样品2 的B/C在38%，样品3的B/C在27%，样品4的B/C在25%，样品5的B/C在20%，样品6的B/C在33%。对于不添加抑制剂的样品，B/C集中在40%～80%。从样品B/C比的合理性进行分析，不加抑制剂的检测结果优于添加抑制剂的检测结果，但添加抑制剂的检测结果的稳定性优于不添加抑制剂的结果。鉴于此，进行污水处理厂进水不同采样点对检测结果影响的实验。

表2 添加抑制剂对检测结果的影响

2.3 不同采样点位对检测结果的影响

大部分污水处理厂的采样点位设置在细格栅后沉砂池前，一方面可以降低污水中大颗粒杂质或漂浮物对自动采样器的采样管堵塞的几率，另一方面便于进行自动采样。但在污水处理工艺中，污泥上清液会回流至提升泵房，这对进水污染物质量浓度产生一定的影响。鉴于此，分别在提升泵房前和提升泵房后设置自动采样器的采样点，进行实验，检测结果详见表3。其中，采样点位设置在泵房前所采集到的样品为泵前样品，采样点位设置在泵房后的样品为泵后样品。

表3 不同采样点位对检测结果的影响

由检测结果可知，泵前样品的进水COD明显低于泵后样品，泵前样品的B/C比值无论是否添加抑制剂检测结果的稳定性都明显优于泵后样品，且加抑制剂后的BOD5检测结果泵前泵后并无明显差异。这是因为污水处理厂在污泥脱水过程中产生的上清液会回流至提升泵房，上清液的COD高于日常生活污水的进厂COD，并含有大量的硝化细菌。因此，所检测到的BOD5为经过硝化剂对硝化细菌进行抑制后的检测结果，但此时的COD结果并未去除污泥上清液对进水浓度的影响，所以会出现B/C异常偏低的现象。

2.4 硝化抑制剂添加量对检测结果的影响

选择实验室同一样品，进行不同硝化抑制剂的添加量对于检测结果影响测试。由表4可知，当抑制剂添加量从 0.5 mL 变更为 1 mL 时，BOD5结果下降较大，当抑制剂添加量从 1 mL 增加至 2 mL 时，检测结果下降趋于平缓，在抑制剂添加量由 2 mL 到 5 mL 时，BOD5检测结果显示已经较为稳定，没有明显变化。因此，对于添加抑制剂的样品，2 mL 的抑制剂添加量足够让样品达到较为稳定的检测状态。

表4 添加抑制剂不同量对检测结果的影响

2.5 样品冷冻保存对检测结果的影响

分别选取不同质量浓度的污染物样品进行冷冻保存实验，三周后进行回温均质。检测结果如表5所示。检测结果表明，当样品进行冷冻保存后，添加消化抑制剂的样品检测结果冷冻前后无明显差异；未添加抑制剂的样品检测结果呈急剧降低趋势，降至与添加抑制剂结果相同，推测这是因为硝化细菌在冷冻条件下死亡导致对水质硝化作用的影响减弱，从而导致检测结果急剧降低。

表5 冷冻保存条件对检测结果的影响

3 结论

谷氨酸-葡萄糖质控样的添加和不添加抑制剂的检测结果证明，2 mL 的丙烯基硫脲抑制剂的添加量对不含有硝化细菌的样品检测结果无影响。

1)所有生活污水的BOD5的检测过程均应添加丙烯基硫脲抑制剂，用以抑制可能存在的硝化细菌对检测结果的影响。

2)因稀释倍数对检测结果影响明显，因此在实验的过程中，对于常规检测样品，应形成稀释倍数的检测经验，并关注空白样品和质控样品的变化趋势；对于非常规检测样品，无经验值依据时，应先根据COD结果进行预判，并且做多个稀释倍数。

3)发现B/C比检测异常时应及时查找异常原因，必要时可更换采样点位。

4)在冷冻条件下保存三周的样品检测结果无明显变化，可以很好的应用于结果异常时的溯源。