1、五日生化需氧量作业指导书( 依据标准: GB/T7488-1987 )1 含义及有关质量或排放标准1.1 五日生化需氧量含义五日生化需氧量是指在规定条件下，微生物分解存在水中的某些可氧化物质、特别是有机物所进行的生物化学过程中消耗溶解氧的量。条件为 201C培养 5 天，分别测定样品培养前后的溶解氧，两者之差即为 BOD5 值，以氧的毫克/升表示。1.2 五日生化需氧量(BOD 5)的地表水质量 1 或污水排放标准 2-3 单位：mg/L分类质量或排放标准 地表水 3 3 4 6 10污水 3（黄浦江上游水源保护区）15(水源)20(准水源) - - -污水 2（其他排污单位） 25 30 1
2、50 - -污水 3 25 30 150 - -注：1-地表水环境质量标准（GB3838-2002）2-中华人民共和国污水综合排放标准（GB8978-1996 ）3-上海市污水综合排放标准(DB31/199-1997)12 分析方法 稀释接种法 (GB7488-87)2.1 适用范围本方法适用于 BOD5 大于或等于 2mg/L 并且不超过 6000 mg/L 的水样。BOD5 大于 6000 mg/L 的水样仍可用本方法，但由于稀释会造成误差，有必要要求对测定结果做慎重的说明。本试验得到的结果是生物化学和化学作用共同产生的结果，它们不象单一的、有明确定义的化学过程那样具有严格和明确的特性，但
3、是它能提供用于评价各种水样质量的指标。本试验的结果可能会被水中存在的某些物质所干扰，那些对微生物有毒的物质，如杀菌剂、有毒金属或游离氯等，会抑制生化作用。水中的藻类或硝化微生物也可能告成虚假的偏高结果。2.2 定义生物化学需氧量（BOD）：在规定条件下，水中有机物和无机物氧化作用下所消耗的溶解氧（以质量浓度表示） 。2.3 原理将水样注满培养瓶，瓶盖塞好后应不透气，将瓶置于恒温条件下培养 5 天。培养前后分别测定溶解氧浓度，由两者的差值可算出每升水消耗掉氧的质量，即 BOD5 值。由于多数水样中含有较多的需氧物质，其需氧量往往超过水中可利用的溶2解氧（DO）量，因此在培养前需对水样进行稀释，使
4、培养后剩余的溶解氧（DO）符合规定。一般水质检验所测 BOD5 只包括含碳物质的耗氧量和无机还原性物质的耗氧量。有时需要分别测定含碳物质耗氧量和硝化作用的耗氧量。常用的区别含碳和氮的硝化耗氧的方法是向培养瓶中投入硝化抑制剂，加入适量硝化抑制剂后，所测出的耗氧量即为含碳物质的耗氧量。在 5 天培养时间内，硝化作用的耗氧量取决于是否存在的足够数量的能进行此种氧化作用的微生物，原污水或初级处理的出水中这种微生物的数量不足，不能氧化显著量的还原性氮，而许多二级生化处理的出水和受污染较久的水体中，往往含有大量硝化微生物，因此测定这种水样时应抑制其硝化反应。在测定 BOD5 的同时，需用葡萄糖和谷氨酸标准
5、溶液完成验证试验。2.4 试剂分析时，只采用公认的分析纯试剂和蒸馏水或同等纯度的水（在全玻璃装置中蒸馏的水或去离子水） ，水中含铜不应高于 0.01mg/L,并不应有氯、氯胺、苛性碱、有机物和酸类。2.4.1 接种水如试验样品本身不含有足够的合适性微生物，应采用下述方法之一，以获得接种水：a. 城市废水，取自污水管或取自没有明显工业污染的住宅区污水管。这种水在使用前，应倾出上清液备用。b. 在 1L 水中加入 100g 花园土壤，混合并静置 10min。取 10ml 上清液用水稀释至 1L。c. 含有城市污水的河水或湖水。d. 污水自理厂出水。e. 当待分析水样为含难降解物质的工业废水时，取自
6、待分析水排放口下游约38km 的水或所含微生物适宜于待分析水并经实验室培养过的水。2.4.2 盐溶液下述溶液至少可稳定一个月，应贮存在玻璃瓶内，置于暗处。一旦发现有生物滋长迹象，则应弃去不用。2.4.2.1 磷酸盐：缓冲溶液。3将 8.5g 磷酸二氢钾（KH 2PO4） 、21.75g 磷酸氢二钾（K2HPO4） 、33.4g七水磷酸氢二钠（Na 2HPO47H2O）和 1.7g 氯化铵（ NH4Cl）溶于约 500ml 水中，稀释至 1000ml 并混合均匀。此缓冲溶液的 pH 应为 7.2。2.4.2.2 七水硫酸镁：22.5g/L 溶液。将 22.5g 的七水硫酸镁（MgSO 47H2O
7、）溶于水中，稀释至 1000ml 并混合均匀。2.4.2.3 氯化钙：27.5g/L 溶液。将 27.5g 的无水氯化钙（CaCl 2） （若用水合氯化钙，要取相当的量）溶于水，稀释至 1000ml 并混合均匀。2.4.2.4 六水氯化铁（）：0.25g/L 溶液。将 0.25g 六水氯化铁（） （FeCl 36H2O）溶解于水中，稀释至 1000ml并混合均匀。2.4.3 稀释水取每种盐溶液（2.4.2.1、2.4.2.2、2.4.2.3 和 2.4.2.4）各 1 ml，加入约500ml 水中，然后稀释至 1000ml 并混合均匀，将此溶液置于 20下恒温，曝气 1h 以上，采取各种措施，
8、使其不受污染，特别是不被有机物质、氧化或还原性物质或金属污染*，确保溶解氧浓度不低于 8mg/L。*建议采用压缩空气瓶或采用空气不与任何润滑油接触的压缩机（隔膜泵压缩机） 。空气在用前应过滤和洗涤。此溶液的 5 日生化需氧量不得超过 0.2mg/L。此溶液应在 8h 内使用。2.4.4 接种的稀释水根据需要和接种水的来源，向每升稀释水（2.4.3）中加 1.05.0ml 接种水（2.4.1） ，将已接种的稀释水在约 20下保存，8 h 后尽早应用。2.4.5 盐酸（HCl）溶液：0.5mol/L。2.4.6 氢氧化钠（NaOH）溶液：20g/L。2.4.7 亚硫酸钠（Na 2SO3）溶液：1.
9、575g/L，此溶液不稳定，需每天配制。2.4.8 葡萄糖-谷氨酸标准溶液将一些无水葡萄糖（C6H12O6）和一些谷氨酸（HOOC-CH2-CH2-4CHNH2-COOH）在 103下干燥 1h，每种称量 1501mg，溶于蒸馏水中，稀释至 1000ml 并混合均匀。此溶液于临用前配制。2.5 仪器使用的玻璃器皿要认真清洗，不能吸有毒的或生物可降解的化合物，并防止沾污。常用的实验室设备如下：2.5.1 培养瓶：细口瓶的容量在 250300ml 之间，带有磨口玻璃塞，并具有供水封用的钟形口，最好是直肩的。2.5.2 培养箱：能控制 201。2.5.3 测定溶解氧仪器*。*溶解氧的测定可采用碘量法
10、（GB 7489-87） 。2.5.4 用于样品运输和贮藏的冷藏手段（04） 。2.5.5 稀释容量：带塞玻璃瓶，刻度精确到毫升，其容积大小取决于使用稀释样品的体积。2.6 样品的贮存样品需充满并密封于瓶中，置于 25保存到进行分析时。一般应在采样后 6h 之内进行检验。若需远距离转运，在任何情况下贮存皆不得超过 24h。2.7 操作步骤2.7.1 样品预处理2.7.1.1 样品的中和如果样品的 pH 不在 68 之间，先做单独试验，确定需要用的盐酸溶液（2.4.5）或氢氧化钠溶液（2.4.6）的体积，再中和样品，不管有无沉淀形成。2.7.1.2 含游离氯或结合氯的样品加入所需体积的亚硫酸钠溶
11、液（2.4.7） ，使样品中自由氯和结合氯失效，注意避免加过量。2.7.2 试验水样的准备将试验样品温度升至约 20，然后在半充满的容器内摇动样品，以便消除可能存在的过饱和氧。将已知体积样品置于稀释容器（2.5.5）中，用稀释水（2.4.3）或接种稀释水（2.4.4）稀释，轻轻地混合，避免夹杂空气泡。稀释倍数可参考下表。5测定 BOD5时建议稀释的倍数预期 BOD5值,mg/L 稀释比 结果取整到 适用的水样26 12 之间 0.5 R412 2 0.5 R，E1030 5 0.5 R，E2060 10 1 E40120 20 2 S100300 50 5 S，C200600 100 10 S
12、，C4001200 200 20 I，C10003000 500 50 I20006000 1000 100 I表中：R：河水；E：生物净化过的污水；S：澄清过的污水或轻度污染的工业废水；C：原污水；I：严重污染的工业废水。若采用的稀释比大于 100，将分两步或几步进行稀释。若需要抑制硝化作用，则加入 ATU 或 TCMP 试剂。若只需要测定有机物降解的耗氧，必需抑制硝化微生物以避免氮的硝化过程，为此目的，在每升稀释样品中加入 2ml 浓度为 500mg/L 的烯丙基硫脲（ATU ） （C 4H8N2S）溶液或一定量的固定在氯化钠（NaCl ）上的 2-氯代-6-三氯甲基吡啶（TCMP） （C
13、l-C 5H3N-Cl） ，使 TCMP 在稀释样品中浓度大约为0.5mg/L。恰当的稀释比应培养后剩余溶解氧至少有 1mg/L 和消耗的溶解氧至少2mg/L。当难于确定恰当的稀释比时，可先测定水样的总有机碳（TOC）或重铬酸盐法化学需氧量（COD） ，根据 TOC 和 COD 估计 BOD5 可能值，再围绕预期的 BOD5 值，做几种不同的稀释比，最后从所得测定结果中选取合乎要求条件6者。2.7.3 空白试验用接种稀释水（2.4.4）进行平行空白实验测定。2.7.4 测定接采用的稀释比（见 2.7.2）用虹吸管充满两个培养瓶至稍溢出。将所有附着在瓶壁上的空气泡赶掉，盖上瓶盖，小心避免夹空气泡
14、。将瓶子分为二组，每组都含有一瓶选定稀释比的稀释水样和一瓶空白溶液（见 2.7.3） 。放一组瓶于培养箱（2.5.2）中，并在暗中放置 5 天。在计时起点时，测量另一组瓶的稀释水样和空白溶液中的溶解氧浓度。达到需要培养的 5 天时间时，测定放在培养箱中那组稀释水样和空白溶液的溶解氧浓度。2.7.5 验证试验为了检验接种稀释水、接种水和分析人员的技术，需进行验证试验。将20ml 葡萄糖- 谷氨酸标准溶液（2.4.8）用接种稀释水（2.4.4）稀释至 1000ml，并且按照 2.7.4 的步骤进行测定。得到 BOD5 应在 180230mg/L 之间，否则，应检查接种水。如果必要，还应检查分析人员
15、的技术。本试验同试验样品同时进行。2.8 结果的表示2.8.1 被测定溶液若满足以下条件，则能获得可靠的测定结果。培养 5 天后：剩余 DO1mg/L；消耗 DO2mg/L。若不能满足以上条件，一般应舍掉该组结果。2.8.2 五日生化需氧量（BOD 5）以每升消耗氧的毫克数表示，由下式算出：BOD5 =( c1- c2)-( Vt- Ve)*( c3- c4)/ Vt* Vt / Ve式中：c 1-在初始计时时一种试验水样的溶解氧浓度，mg/L ；c2-培养 5 天时同一种水样的溶解氧浓度，mg/L ；c3-在初始计时时空白溶液的溶解氧浓度，mg/L ；7c4-培养 5 天时空白溶液的溶解浓度
16、，mg/L ；Ve-制备该试验水样用去的样品体积，ml；Vt-该试验水样的总体积， ml。若有几种稀释比所得数据皆符合 2.8.1 所要求的条件，则几种稀释比所得结果皆有效，以其平均值表示检测结果。3 方法指南3.1 稀释操作技术3.1.1 稀释操作要求 稀释水的质量对 BOD5 测定有重要意义。生化反应因所含有机物的浓度及微生物的种类的不同而异。因此，用稀释水进行空白试验加以校正是困难的，为此，要求其 5 日耗氧量小于 0.2mg/L，并最好能控制在小于 0.1mg/L。为保证稀释水时应注意：自来水中常可含有某些挥发性有机物，从而残留在蒸馏水中，遇此情况时，应在蒸馏前作预处理除去。离子交换树
17、脂处理的水中常含有从树脂中分出的有机物而影响水的质量，不宜于作稀释水用。玻璃器皿的不洁，以及在清洗时残留洗涤剂均可影响稀释水质量。当发现稀释水质量不符合要求时，则应检查稀释水中有机物的来源，并设法消除。当所采取的措施无效时，则可考虑采用贮存措施以获得俣格质量的稀释水，其具体方法是：将稀释水在室温或 20 度贮存足够和的时间，以达到满意的 BOD 值。贮存之前，加适量的生化池取得的接种液于稀释水中，保证有一定量的微生物能降解水中的有机物，接种的量使 5 日耗氧约 0.1mg/L。贮存必须在暗室中进行，以防藻类生长，贮存后的水样如有沉渣则可用倾泻法或过滤除去。为确保稀释水中含溶解氧接近饱和，必要时
18、可由真空泵或水抽吸使通入经净化的空气，或由氧气钢瓶通入纯氮，然后于 20 度培养箱中，放置一定时间，使达到平衡。冬季在较低室温放置的稀释水可能含过多的溶解氧，夏季高温季节则恰好相反，均应在培养箱内放置后，使之与空气中氧分压平衡。3.1.2 稀释倍数的确定稀释倍数失当，过大或过小，可遭致 5 日耗氧太少或过多而无氧，超出耗氧范围，使实验失败。而由于 BOD5 试验同期较长，一旦出现此类情况，就无法以原样补测，因此，必须十分重视这一问题。3.2 直接稀释法的操作步骤：先将稀释水以虹吸法引入已知容积的培养瓶中至半满，然后沿壁注入根据8稀释倍数计算出的每一培养瓶内应加入的水样体积，再引入稀释水（或接种
19、稀释水）至瓶颈，使盖上瓶塞时无水溢出，瓶内不留气泡，然后水封瓶口。采用本方法应注意最后引入稀释水进行不宜过快，并摸索引入最适体积的规律，避免过量溢出而造成误差。水样稀释水引入培养瓶时，不应发生气泡，以免空气溶入或水中氧气逸出。3.3 接种操作技术BOD 测定是一个生化耗氧过程，微生物（主要是细菌）以水中的有机物作为食物，获得所需的能量和合成新的菌体所需的营养，在这一过程中有机物被降解为简单的无机物并消耗了水中的溶解氧。因此，在测定 BOD 时，水样中必须含有一定量的对待测水样中的有机物有降解能力的微生物。 （水和废水标准检验法）规定了接种稀释水 5 日耗氧量应为 0.31.0mg/L。3.4
20、测试中的其它问题3.4.1 硝化作用及其抑制在生化过程的第二阶段（硝化阶段）主要进行含氮物质氧化，这种氧化作用是在硝化菌和硝化菌参加下进行。当需要区别含碳物质的需氧量和含氮物质的需氧量，提供生化处理厂的设计要求和检查运转效果时，可采用加入硝化抑制办法，以消除 BOD 测定中的硝化作用，如在每升稀释水中加入 10 毫克 2氯6（三氯甲基）吡啶或 10 毫克丙烯基硫脲。3.4.2 溶解氧的测定加硫酸锰和碱性碘化钾溶液的氧固定操作，必须按规程进行，避免发生不完全固定，影响测定结果。同样，加酸反应时，亦应充分混合，并使所有锰酸盐的棕褐色沉淀溶解，否则使测定结果偏低。3.4.3 BOD5COD 比值当以
21、重铬酸钾法测定 COD 时，其比值几乎均小于 1，如出现大于 1 时，应检查测定操作全过程有无差错，并注意水样的均匀性。3.4.4 稀释结果的反常现象 当出现有规律的衡释倍数越大，BOD 5 值越高的现象，多半是由水样中含有抑制微生物生长繁殖的物质。当稀释溶液中水样所占比例越大岑听抑菌物质越多，无法进行有效的生化降解反应，因此稀释倍数小测得值就低。93.4.5 BOD5CODcr 比值明显偏低 当遇到比值低于 0.2，甚或低至 0.1 或以下, 除化学毒性物质或抗菌素影响外, 最常见的原因是 pH 值和杀菌剂游离氯等，前者可发生于水样未调节 pH 值至 7，或稀释水（接种稀释水）的 pH 值未
22、达7.2，后者如漂白粉类消毒剂。为免于失误，在 BOD5 测定过程中，对水样及稀释水的 pH 值的测定和调节，以及氧化剂的存在与否，应作为例行检查步骤。3.4.6 BOD5 测定的精度经验表明， 城市生活污水的 BOD5 测定结果虽然不难重复，但总还是在一定范围内波动，具有半定量的性质。而对于工业废水来说，则范围还会大些，这是由于 BOD5 测定既包括生物化学过程，又包括化学反应过程。同一样品在不同实验室测得 BOD 计算出的结果很难符合在 10误差之内。3.5 注意事项3.5.1 水中有机物的生物氧化过程，可分为二个阶段。第一阶段为有机物中的碳和氢，氧化生成二氧化碳和水，此阶段称为碳化阶段。
23、第二阶段为含氮物质及部分氨 ，氧化为亚硝酸盐及硝酸盐，称为硝化阶段。一般测定水样 BOD5 时，硝化作用很不显著或根本不发生硝化作用。3.5.2 玻璃器皿应彻底洗净。先用洗涤剂浸泡清洗，然后用稀盐酸浸泡，最后依次用自来水、蒸馏水冼净。3.5.3 在两个或三个稀释比的样品中，凡消耗溶解氧大于 2mg/L 和剩余溶解氧大于 1mg/L 时，计算结果时，应取其平均值。若剩余的溶解氧小于 1 mg/L，甚至为零时，应加大稀释比。溶解氧消耗量小于 2mg/L，有两种可能，一是稀释倍数过大；另一种能是微生物菌种不适应，活性差，或含毒物质浓度过大。这时可能出现在几个稀释比中，稀释倍数大的消耗溶解氧反而较多的
24、现象。3.5.4 为检查稀释水和搂种液的质量，以及化验人员的操作水平，可将 20 毫升葡萄糖谷氨本标准溶液用种稀释水知释至 1000 毫升，按测定 BOD5 的步骤操作。测得 BOD5 的值应在 180230 mg/L 之间。否则应检查接种液、稀释水的质量或操作技术是否存在问题。3.5.5 水样稀释倍数超过 100 倍时，应预先在容量瓶中用水初步稀释后，再取适量进行最后稀释培养。4 仪器操作规程104.1 HW-II 型生化培养箱操作规程4.1.1 将电源开关拨至“开” ，总电源接通，指示灯亮，机器开始工作。4.1.2 将温度显示拨至“开” ，数显表电源接通。4.1.3 将“满” 、 “测”共
25、用开关拨至“测”位置，然后旋转温度刻度盘，直到数显表显示出所需要的温度值为止。4.1.4 将“满” 、 “测”共用开关拨至“测”位置，此时数显表显示温度仅是箱内实际温度，此温度将随机器的工作状态而改变，旋转温度刻度盘，直到数显表显示出所需要的温度值为止。当机器达到平衡状态（即不加热，也不制冷时）则数显表显示数值即所需温度值。4.1.5 位于控温旋钮下两个指示灯分别表示加热、制冷的两种工作状态，若开机后，经过一段时间，两者均不亮，则表示箱内温度达到平衡，等于所需温度。由于加热是无级调压形式进行温度补偿，故加热指示灯出现闪烁现象是正常情况。箱内不需照明时，应将面板上的照明开关置于“关” 。4.1.
26、6 电源接通后，调节好所需的温度，控温旋钮不可来回旋转，以免损坏压缩机。取出样品，取出接水盘或调箱内托网的位置时，应将门打开 180。 。4.1.7 仪器使用时应注意仪器在有效检定周期内。4.2 YSI-58 型溶解氧测定仪操作规程4.2.1 使用前准备工作4.2.1.1 检查电极膜安装是否良好（平整无气泡为良好） 。4.2.1.2 用软纸吸干电极膜上的水，将电极置于已达到平衡湿度的容器中。4.2.1.3 检查仪器内电池的电量是否足够（仪器无 LDBAT 时） 。4.3 基本操作步骤4.3.1 准备和连接好溶解氧电极。4.3.2 调节“ZERO” 钮，使溶解氧 O2 读数为“0.00” 。4.
27、3.3 开机稳定 20 min 后，调节“CALIB” 校正 O2 读数为“100.0 % ”。4.3.4 将“SALINITY ”控制钮置于被测样品的盐度值处。4.3.5 将电极置于水样瓶中。开启电极上的搅拌开关，即可测定水样中溶解氧，待显示的读数稳定后，该读数为水样中溶解氧测定值。114.3.6 所有样品测试完毕后，电极用蒸馏水冲洗，关闭仪器电源开关于“off”处。4.4 维护及注意事项4.4.1 若发现电极膜内有气泡或电极膜较脏，必须及时调换电极膜。4.4.2 仪器显示“LOBAT” ，则要调换仪器中的电池。4.4.3 关机后再开机，都须重新稳定 20 min 后再校正，再测量。4.4.4 保持仪器外部的清洁干净，电极不使用时要安插在装有少量蒸馏水的瓶中，以保持电极处于湿润状态。每月做好仪器维护记录。4.4.5 仪器使用时应注意仪器在有效检定周期内。
