FHZHSZ0026水质五日生化需氧量的测定稀释与接种法 F-HZ-HJ-SZ-0026 水质一五日生化需氧量(B0D5)的测定一稀释与接种法 本方法参照采用国际标准ISO5815-1983,本国家标准规定采用稀释与接种法作为测定水 中生化需氧量的标准方法,这是一种经验性的常规方法 范围 本方法适用于BOD5大于或等于2mg并且不超过6000mg/L的水样。BOD5大于 6000mg/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 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造成虚假的偏 高结果。 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在生物氧化作用下所消耗 的溶解氧(以质量浓度表示) 3原理 将水样注满培养瓶,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,其需氧量住往超过水中可利用的溶解氧(DO)量 因此在培养前需对水样进行稀释,使培养后剩余的溶解氧(DO)符合规定 一般水质检验所测BOD只包括含碳和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 是向培养瓶中投加硝化抑制剂,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BOD的同时,需用葡萄糖和谷氨酸标准溶液完成验证试验。 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00lmgL,并不应有氯、氯胺、苛性碱、有机物和酸类。 41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: 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。 c.含有城市污水的河水或湖水。 d.污水处理厂出水。 e.当待分析水样为含难降解物质的工业废水时,取自待分析水排放口下游约3~8km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。 42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
1 FHZHJSZ0026 水质 五日生化需氧量的测定 稀释与接种法 F-HZ-HJ-SZ-0026 水质 五日生化需氧量(BOD 5 ) 的测定 稀释与接种法 本方法参照采用国际标准 ISO5815 1983 本国家标准规定采用稀释与接种法作为测定水 中生化需氧量的标准方法 这是一种经验性的常规方法 l 范围 本方法适用于 BOD5 大于或等于 2mg/L 并且不超过 6000mg/L 的水样 BOD5 大于 6000mg/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造成虚假的偏 高结果 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在生物氧化作用下所消耗 的溶解氧(以质量浓度表示) 3 原理 将水样注满培养瓶 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 其需氧量住往超过水中可利用的溶解氧(DO)量 因此在培养前需对水样进行稀释 使培养后剩余的溶解氧(DO)符合规定 一般水质检验所测 BOD5 只包括含碳和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 是向培养瓶中投加硝化抑制剂 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溶液完成验证试验 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 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 lL c. 含有城市污水的河水或湖水 d. 污水处理厂出水 e. 当待分析水样为含难降解物质的工业废水时 取自待分析水排放口下游约 3~8km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 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。 42.1磷酸盐,缓冲溶液 将85g磷酸二氢钾(KH2PO4)、21.75g磷酸氢二钾( K, HPO4)、33.4g七水磷酸氢二钠 Na2HPO4·7H2O)和17g氯化铵(NH4C)溶于约500mL水中,稀释至100mnL并混合均匀。 此缓冲溶液的pH应为72 42.2七水硫酸镁:25gL溶液 将225g的七水硫酸镁(MgSO4·7H2O溶于水中,稀释至1000mL并混合均匀 42.3氯化钙:275g/L溶液。 将27.5g的无水氯化钙(CaCh)(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。 42.4六水氯化铁(ID:0.25gL溶液。 将025g六水氯化铁(ⅢFeCb·6HO溶解于水中,稀释至100mL并混合均匀。 4.3稀释水 取每种盐溶液(42.1、42.2、42.3和424)各1mL,加入约500mL水中,然后稀释至1000mL 并混合均匀,将此溶液置于20℃匚下恒温,曝气lh以上。采取各种措施,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(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。),确保溶解氧浓度不低 于8mgl 此溶液的5日生化需氧量不得超过02mgLs 此溶液应在8h内使用 44接种的稀释水 根据需要和接种水的来源,向每升稀释水(4.3)中加1.0-5.0mL接种水(41),将已接种的 稀释水在约20℃下保存,8h后尽早应用 已接种的稀释水的5天(20C)耗氧量应在每升03~10mg之间 4.5盐酸(HC)溶液:0.5molL。 46氢氧化钠(NaOH溶液:20g/L 47亚硫酸钠(NaSO3)溶液:1.575g/,此溶液不稳定,需每天配制。 48葡萄糖一谷氨酸标准溶液。 将一些无水葡萄糖(C6H12O6)和一些谷氨酸(HOOC一CHCH-CHNH-COOH)在103 C下干燥Ih,每种称量150±lmg,溶于蒸馏水中,稀释至1000mL~并混合均匀。 此溶液于临用前配制 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 51培养瓶:细口瓶的容量在250~300mL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。 52培养箱:能控制在20±1℃。 53测定溶解氧仪器(溶解氧的测定可采用碘量法(GB748987)。 54用于样品运输和贮藏的冷藏手段(0-4℃) 55稀释容器: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。 6样品的贮存 样品需充满并密封于瓶中,置于2~5℃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24hs 样品也可以深度冷冻贮存。 7操作步骤 7.1样品预处理 2
2 则应弃去不用 4.2.1 磷酸盐 缓冲溶液 将 8.5g 磷酸二氢钾(KH2PO4) 21.75g 磷酸氢二钾(K2HPO4) 33.4g 七水磷酸氢二钠 (Na2HPO4 7H2O)和 l.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 4.2.2 七水硫酸镁 22.5g/L 溶液 将 22.5g 的七水硫酸镁(MgSO4 7H2O)溶于水中 稀释至 1000mL 并混合均匀 4.2.3 氯化钙 27.5g/L 溶液 将 27.5g 的无水氯化钙(CaCl2)(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 4.2.4 六水氯化铁(III) 0.25g/L 溶液 将 0.25g 六水氯化铁( )(FeCl3 6H2O)溶解于水中 稀释至 1000mL 并混合均匀 4.3 稀释水 取每种盐溶液(4.2.1 4.2.2 4.2.3 和 4.2.4)各 1mL 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 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 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 确保溶解氧浓度不低 于 8mg/L 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 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(4.3)中加 1.0~5.0mL 接种水(4.1) 将已接种的 稀释水在约 20 下保存 8h 后尽早应用 已接种的稀释水的 5 天(20 )耗氧量应在每升 0.3~1.0mg 之间 4.5 盐酸(HCl)溶液 0.5mol/L 4.6 氢氧化钠(NaOH)溶液 20g/L 4.7 亚硫酸钠(Na2SO3)溶液 1.575g/L 此溶液不稳定 需每天配制 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 CHNH2 COOH)在 103 下干燥 1h 每种称量 150 1mg 溶于蒸馏水中 稀释至 1000mL 并混合均匀 此溶液于临用前配制 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 5.1 培养瓶: 细口瓶的容量在 250~300mL 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 5.2 培养箱 能控制在 20 1 5.3 测定溶解氧仪器 溶解氧的测定可采用碘量法(GB 7489 87) 5.4 用于样品运输和贮藏的冷藏手段(0~4 ) 5.5 稀释容器 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 6 样品的贮存 样品需充满并密封于瓶中 置于 2~5 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 样品也可以深度冷冻贮存 7 操作步骤 7.1 样品预处理
7.1.1样品的中和 如果样品的pH不在6-8之间,先做单独试验,确定需要用的盐酸溶液(45)或氢氧化钠 溶液(46)的体积,再中和样品,不管有无沉淀形成 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液(4.7),使样品中自由氯和结合氯失效,注意避免加过量 72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(5.5)中,用稀释水(4.3)或接种稀释水(44)稀释,轻轻地混 合,避免夹杂空气泡。稀释倍数可参考下表 测定BOD3时建议稀释的倍数 预期BOD值,mg/L稀释比结果取整到适用的水样 1~2之间 4~12 R E 10~30 R, E 20~60 E 40~120 2 S, C 200~600 400~1200 200 1000~3000 500 1,C 2000~6000 1000 100 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 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(C4H8N2S)溶液或一定量的固 定在氯化钠(NaCl上的2一氯代一6一三氯甲基吡啶( TCMP)C1-CH3NCCb,使TCMP在 稀释样品中浓度大约为0.5mgL。 恰当的稀释比应使培养后剩余溶解氧至少有Img/L和消耗的溶解氧至少2mg 当难于确定恰当的稀释比时,可先测定水样的总有机碳(TOC减或重铬酸盐法化学需氧量 (COD),根据TOC或COD估计BOD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者。 73空白试验 用接种稀释水(44)进行平行空白实验测定 74测定 按采用的稀释比(见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 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73) 放一组瓶于培养箱(52)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
3 7.1.1 样品的中和 如果样品的 pH 不在 6~8 之间 先做单独试验 确定需要用的盐酸溶液(4.5)或氢氧化钠 溶液(4.6)的体积 再中和样品 不管有无沉淀形成 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液(4.7) 使样品中自由氯和结合氯失效 注意避免加过量 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(5.5)中 用稀释水(4.3)或接种稀释水(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 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 2~6 4~12 10~30 20~60 40~120 100~300 200~600 400~1200 1000~3000 2000~6000 1~2 之间 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 0.5 0.5 0.5 1 2 5 10 20 50 100 R R E R E E S S C S C I, C I 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)(C4H8N2S)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)(C1 C5H3N CCl3) 使 TCMP 在 稀释样品中浓度大约为 0.5mg/L 恰当的稀释比应使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 或 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者 7.3 空白试验 用接种稀释水(4.4)进行平行空白实验测定 7.4 测定 按采用的稀释比(见 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 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 7.3) 放一组瓶于培养箱(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
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葡萄糖一 谷氨酸标准溶液(48)用接种稀释水(44)稀释至1000muL,并且按照74的步骤进行测定 得到的BOD5应在180-230mg/L之间,否则,应检查接种水。如果必要,还应检查分析 人员的技术 本试验同试验样品同时进行 8结果计算 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DO≥lmg; 消耗DO≥2mg 若不能满足以上条件,一般应舍掉该组结果。 82五日生化需氧量(BOD)以每升消耗氧的毫克数表示,由下式算出: BOD5=[(c1-c2) 式中:c——在初始计时时一种试验水样的溶解氧浓度,mg; ——培养5天时同一种水样的溶解氧浓度,mg; 3-—在初始计时时空白溶液的溶解氧浓度,mgL; c4——培养5天时空白溶液的溶解氧浓度,mgL 制备该试验水样用去的样品体积,mL; 该试验水样的总体积,mL 若有几种稀释比所得数据皆符合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。 9试验报告 试验报告包括下列内容 a.参考了本国家标准; b.取样的日期和时间; c.样品的贮存方法; d.开始测定的日期和时间; e.所用接种水的类型; f如果需要,指出已抑制氮的硝化作用的细节; g结果及所用计算方法; h测定期间可能观察到的特殊细节; 本方法中没有规定的或考虑可任选的操作细节。 10参考文献 GB7488-87
4 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(4.8)用接种稀释水(4.4)稀释至 1000mL 并且按照 7.4 的步骤进行测定 得到的 BOD5 应在 180~230mg/L 之间 否则 应检查接种水 如果必要 还应检查分析 人员的技术 本试验同试验样品同时进行 8 结果计算 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 DO 1mg/L 消耗 DO 2mg/L 若不能满足以上条件 一般应舍掉该组结果 8.2 五日生化需氧量(BOD5)以每升消耗氧的毫克数表示 由下式算出. e t t t e V V c c V V V BOD [(c c ) ( )] 5 1 2 3 - 4 - = - - 式中 c1 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 c4 培养 5 天时空白溶液的溶解氧浓度 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 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 9 试验报告 试验报告包括下列内容 a. 参考了本国家标准 b. 取样的日期和时间 c. 样品的贮存方法 d. 开始测定的日期和时间 e. 所用接种水的类型 f. 如果需要 指出已抑制氮的硝化作用的细节 g. 结果及所用计算方法 h. 测定期间可能观察到的特殊细节 i. 本方法中没有规定的或考虑可任选的操作细节 10 参考文献 GB7488-87