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专利名称：Bod紫外曝气快速测定法的制作方法
BOO紫外曝气快速测定法属于用紫外分光光度法和生物降解法测定废水中有机物污染程度。
BOO5作为水体中有机物污染的一个综合指标已得到了广泛的应用。这种方法，对地表水、生活污水及一般工业废水中有机物污染程度有较为真实的反应，但此法存在严重的缺陷与不足1、测定时间长达5日，不适于现场分析，不能指导和控制工矿企业的废水处理;2、操作条件苛刻，保持5日内的恒温较为困难;3、对含难降解有机物污染废水的污染程度的测定，其结果大大低于实际值。
当前国内外在BOO测定的研究方面采取的方法有再检压式库仓计法，直接测压法，氧电极法，浊度法，微生物传感器法等等，这些方法存在的主要问题是1、在密闭培养状态下测定，培养装置中的溶解氧不断降低且得不到补充，有碍微生物的代谢繁殖及有机物的降解，因而不能真实反映有机废水的污染程度;2、部分采用电极的BOO测定法，不能适用高浓度废水的测定，同时电极使用寿命短。因此必须研究一种简易，快速而又较准确的测定方法，比较真实地反映废水中有机物的污染程度。
本发明提出的紫外曝气快速测定BOO就可解决当前BOO测定中存在的问题。
本发明的技术方案是1采用微生物曝气法快速降解废水中的有机物，在经离心分离与稀释后的待测废水样中，加入一定量的无机营养液与接种微生物，在pH5.5-8.5，30-34℃的温度条件下，曝气培养2-4小时;Ⅱ、用紫外光扫描法在200-400nm的液段内测定有机废水经微生物降解前后的吸收峰峰面积S始、S终;Ⅲ、用COO标准分析法测定有机废水降解前后的COO始、COO终，由式(1)求得换标系数Kc，由式(2)计算出BOO，Kc= (COO始－COO终)/(S始－S终) ＝ (△COO)/(△S) (mg/l格) (1)COO始-COO终＝BOO注换算系数Kc为紫外吸收峰一格面积所代表的有机物降解所需氧量mg/l∴BOO＝Kc·△S (2)微生物曝气法快速降解废水中的有机物应加入含Ca2+、Mg2+、Fe3+、NH4+和PO3-4的无机营养液，加入量为上述各种无机营养液2-5ml;接种的微生物可以是活性污泥、生物膜或经驯化、分离培养的优势菌种，也可以是上述二种微生物接种方法的结合，加入的活性污泥须用蒸馏水离心洗涤，加入的优势菌种须用灭菌废水培养;曝气培养的方式有振荡培养，通入空气、通入氧气、或负压吸氧等方式;用紫外分光光度计在200-400nm波段内扫描测废水降解前后的吸收峰峰面积时，废水样应高速离心分离后取上清液扫描。
下面详述本发明1、用微生物曝气法可加快有机污染物的降解，大大缩短分析时间。
生物需氧量BOO是有机污染物经好气性微生物分解的生物氧化过程，符合如下动力学方程dy/dt＝K(a-y)(b-y)(y+yo)/(l+ft)因此要提高生物氧化反应的速度可从几方面着手(1)增大b值即曝气，使溶解氧的浓度处于持久的饱和状态;(2)提高yo值其途径为增加细菌接种量，最佳办法是使用活性污泥，另外提高反应温度，增加营养物与筛选优势菌种以提高微生物的活性;(3)降低f值控制有毒物质，调整适当的pH值以降低抑制因子的影响因素。经大量试验，本发明采用的快速降解有机物的方法是(1)接种优势菌种，(2)曝气充氧，(3)合适的反应条件。
接种优势菌种降解有机物有活性污泥降解，生物膜降解与优势菌降解;活性污泥与生物膜的制备是取工厂生化处理池的废水或生物膜浸出水，加入无机营养剂，调整PH值，在恒温条件下振荡培养一段时间后，再加无机营养液与有机废水，振荡培养，如此反复至生成大量絮状沉淀物，经离心分离、洗涤沉淀若干次，弃去上清液即可备用。经试验表明，活性污泥与生物膜的降解率相近，但是如将从活性污泥中分离出的优势菌种，经培养后加入到活性污泥中再对废水进行降解，则降解率高于单一的活性污泥降解。由于优势菌种从活性污泥中分离、筛选出来，又经灭菌废水的培养和驯化，再加入到需降解的有机废水中，因此在这样的有机废水中菌种能迅速地繁殖，同时消耗了有机污染物，延滞期趋近于零，因此加快了降解速度，提高了降解率;而且活性污泥具有很大的比表面积，含微生物的数量极高，当活性污泥加入到有机废水中，生物吸附和物理吸附先使有色废水迅速脱色，然后菌胶团的微生物进入对数繁殖期对有机污染物进行降解。微生物降解有机物的合适条件为温度在30-34℃，PH在5.5-8.5;水样的曝气起搅拌作用，促进生化反应的进行以及供给微生物代谢所需的氧;水中缺氧，污泥老化，有机物降解效率降低;但过多的氧在无机营养缺乏时，又造成污泥自身氧化，因此曝气应保证水样有充足的营养条件。曝气方式有通入氧气，通入空气与振荡培养等，三种方式降解效果无显著差异;有机废水中可降解的有机物，既作为微生物自身繁殖代谢的能源，提供碳源和部分氮源，又被微生物降解，因此满足微生物代谢需要的碳、氮与其他微量元素是保证有机物充分降解的必要条件。加入营养物质的适当比例为BOO∶N∶F＝100∶5∶1，最低比例为BOO∶N∶P＝100∶2∶0.5，或COO∶N∶F＝100∶5-8∶1-2。
通过以上微生物曝气降解条件的选择，有机物降解的时间可缩短至2小时，而降解率可(对难降解有机物)从BOO5的5-20%提高到40-50%。
2、紫外分光法对有机废水产生的峰面积的测定能较准确地反映有机物污染强度。
BOO的内在含义是废水中整个有机体系里可被微生物分解部分的需氧量。
紫外分光光度法最能直观体现有机物的污染强度。由于具n电子、π电子或有色基团的几乎所有的有机物，在紫外光区对电磁波均有吸收，形成吸收峰，其辐射能与频率成线性关系，因此，众多有机物在紫外光区内产生的吸收峰形成的峰面积，应是整个体系中有机物污染强度的体现，即对有机废水进行紫外光区扫描形成的吸收峰面积为有机物总强度。因此用紫外分光光度计测得的降解前的有机废水的峰面积S始和采用活性污泥曝气快速降解后产生的紫外吸收峰面积S终之差△S即为被分解部分有机物的强度。
S始-S终＝△S3.建立△S与BOO的关系用重铬酸钾法测得的COO值，可近似地当作废水中全部有机物，同时用紫外分光光度法测定其紫外吸收峰面积，两者相关系数为0.94-9.98，因此△S与耗氧量之间的关系可建立为Kc= (COO始－COO终)/(S始－S终) ＝ (△COO)/(△S) (mg/l格) (1)Kc为换算系数，表示为紫外吸收峰一格面积所代表的有机物降解所需的氧量(mg/l)。据有关资料认为经微生物降解前后的COO之差即为生物需氧量(BOO)。
COO始-COO终-BOOCOO始-COO终BOOKc- △S ＝△S∴BOO＝Kc.△s
即峰面积的变化值与换算系数的乘积为生物耗氧量(BOO)。
由于不同工厂的废水所含的有机污染成分不同，其摩尔吸收系数ε不同，因此Kc不是一个通用的换算系数，它只能对同一类型工厂排放的相近成分废水使用，必要时应修正。因此在BOO紫外曝气快速测定过程中，先求出换算系数Kc后，如工厂基本原料和工艺无重大变化，只需测定水样快速降解前后的紫外峰面积S始和S终，即可计算出BOO。
BOO紫外曝气快速测定法的操作步骤如下1、按常规BOO5采样要求取得的废水，取5-10ml，经14000转/分高速离心机离心分离，取上清液留用;
2、用紫外分光光度计在200-100nm波段范围内，扫描求得上述上清液的最大消光值，得知废水稀释倍数，使待测样品的扫描与标准样扫描处于同一消光限制范围;
3、取废水上清液若干毫升按稀释倍数，加入稀释的蒸馏水数百毫升，加无机盐营养液各2-5ml，稀释成1L。
4、在250ml三角锥形瓶中量取上述稀释液100ml，加入经曝气培养的活性污泥3ml和经扩大培养的优势菌1ml，摇匀，取出2-3ml高速离心分离，取上清液在紫外分光光度计上扫描，测得降解前的吸收峰面积S始;
活性污泥须经蒸馏水洗涤，以3000转/分离心洗涤两次，弃去上层水后使用。
5、量取上述稀释液100ml，用标准分析法测COO，为降解前的化学需氧量COO始;
6、测得S始后在三角锥形瓶中加入无机缓冲液，并使废水的pH值保持在6-8之间;
7、将上述三角锥瓶置于30℃恒温摇床中振荡培养2-4小时;
8、振荡培养结束后，待污泥沉淀，取上层清液3ml，经14000转/分高速离心分离，取上清液在紫外分光光度计上扫描(200-400nm)，测得的峰面积为降解后的有机物残存总量S终。
9、同时取降解后的水样，高速离心分离后，测COO终。
10、求出换算系数KcKc= (COO始－COO终)/(S始－S终) ＝ (△COO)/(△S) (mg/l格) (1)11、对相同或相近废水，每次只需测定△S，即可求算出废水的生物需氧量(BOO)。
BOO＝Kc·△S·MM为稀释比。
表1-表4为工厂有机废水的COO与BOOV测试结果。
经对不同工厂的不同类型的有机废水的测试结果表明，化学法与紫外法的测试误差为1-10.59，变异系数为0.34%-1.9%;试验还表明，用曝气法快速降解有机废水，其降解率大大高于BOO5的五日封闭培养降解法，能更真实地反映有机生物需氧量。
表1，株州麻纺厂同一废水的△COO与BOOV的比较单位mg/l Kc＝5.91
δn＝4.29 δn-1＝4.80 变异系数＝1.4%注BOOV表示BOO的紫外曝气快速测定法(以下各表同义)
表2 印染厂废水的△COO与BOOv的测定结果单位mg/l
k为生化处理池出水紫外曝气法BOOv与化学法△COO的相关系数r＝0.996
综上所述，采用本发明方法不仅使有机物的降解率在2-4小时可达到50%左右，而且用紫外光扫描峰面积定量测定，因此快速、准确、重视性好，而且操作简单，易于掌握;为工厂废水处理，快速准确地提供监测数据，更可为及时控制有害物质的扩散，保障人类健康提供重要依据。
权利要求
1.一种有机废水的BOD紫外曝气快速测定法，其特征在于Ⅰ.采用微生物曝气法快速降解废水中的有机物，在经离心分离与稀释后的待测废水样中，加入一定量的无机营养液，接种优势菌种，在PH5.5-8.5，30-34℃温度条件下，曝气方式培养2-4小时；Ⅱ.用紫外分光光度计在200-400nm的波段内扫描测定有机废水经微生物曝气降解前后的吸收峰面积S始与S终；Ⅲ.用COD标准分析法测定有机废水降解前后的COD始与COD终，由式(1)求得换算系数Kc，由式(2)计算出BOD， Kc= (COO始－COO终)/(S始－S终) ＝ (△COO)/(△S) (mg/l格) (1)注换算系数Kc为紫外吸收峰一格面积所代表的有机物降解所需的氧量(mg/l)ΔCOD=BODBOD=Kc·ΔS (2)。
2.按照权利要求1所述的BOO紫外曝气快速测定法，其特征在于快速降解废水中的有机物过程中应加入含Ca2+、Mg2+、Fe3+、NH+4、PO3-4等无机营养液，上述各种营养液的加入量为2-5ml。
3.按照权利要求1所述的BOO紫外曝气快速测定法，其特征在于接种的优势菌种可以是活性污泥、生物膜或经驯化、分离培养的优势菌种或者是上述二者接种方法的结合;
4.按照权利要求1或3所述的BOO紫外曝气快速测定法，其特征在于快速降解有机物加入的活性污泥须用蒸馏水离心洗涤，加入的优势菌种须用灭菌废水培养。
5.按照权利要求1所述的BOO紫外曝气快速测定法，其特征在于曝气方式有振荡培养、通入空气、通入氧气或负压吸氧等。
6.按权利要求1所述的BOO紫外曝气快速测定法，其特征在于用紫外扫描测定废水降解前后的吸收峰峰面积时，废水样在高速离心分离后取上清液扫描。
全文摘要
BOD紫外曝气快速测定法属于用紫外分光光度法测定废水中有机物污染程度。本发明采用在曝气条件下接种优势菌种，在2—4小时内有机物降解达40—50％，用紫外分光光度计在200—400nm波段内扫描测定有机废水降解前后的吸收峰峰面积S
文档编号G01N21/33GK1089658SQ9210685
公开日1994年7月20日 申请日期1992年3月20日 优先权日1992年3月20日
发明者郭敬慈 申请人:郭敬慈