水樣BOD5分析中稀釋比確定方法研究

1 引言

測定工業(yè)廢水中BOD5時，樣品一般都要稀釋，但由于工業(yè)廢水種類繁多，成分復雜，BOD5濃度范圍變化較大，為此，國內外就BOD5測定中稀釋比的確定方法進行了大量的研究，并提出了不同的經驗公式[1-4]。本文通過考察部分既得經驗和實踐，提出了一種既簡單可靠又具有普遍實用意義的水樣稀釋比的確定通式。

2  實驗與分析

2.1  主要儀器與試劑

2.1.1主要儀器：

COD回流裝置；BOD5生化培養(yǎng)箱。

2.1.2試劑：

①硫酸錳溶液：稱取480克硫酸錳（MnSO4·4H2O）溶于水，用水稀釋至1000ml。此溶液加至酸化過的碘化鉀溶液中，遇淀粉不得產生籃色。

②堿性碘化鉀溶液：稱取500克氫氧化鈉溶解于（300—400）ml水中，另稱取150克碘化鉀溶于200ml水中，待氫氧化鈉溶液冷卻后，將兩者合并，用水稀釋至1000ml。用橡皮塞塞緊，避光保存。此溶液酸化后，遇淀粉不應呈籃色。

③淀粉溶液：稱取1克可溶性淀粉，用少量水調成糊狀，再用剛煮沸的水沖稀至100ml。冷卻后，加入0.1克水楊酸防腐。

④重鉻酸鉀標準溶液C（1/6K2Cr2O7）0.2500mol/L： 稱取預先在105~110℃烘干2小時并冷卻的優(yōu)級純重鉻酸鉀12.2580克，溶于水，移入1000ml容量瓶，用水稀釋至標線，搖勻。

⑤硫代硫酸鈉標準溶液：稱取3.2克硫代硫酸鈉（Na2S2O3·5H2O）溶于煮沸放冷卻的水中，加入0.2克碳酸鈉，用水稀釋至1000ml。貯于棕色瓶，使用前用0.0250mol/L重鉻酸鉀標準溶液標定[5]。

⑥試亞鐵靈指示液：稱取1.458克鄰菲羅啉，0.695克硫酸亞鐵溶于水中，稀釋至100ml，貯于棕色瓶內。

⑦硫酸亞鐵銨標準溶液[(NH4)2Fe(SO)4·6H2O≈0.1mol/L]：稱取39.5克硫酸亞鐵銨溶于水中，邊攪拌邊緩慢加入20ml濃硫酸，冷卻后移入1000ml容量瓶中，加水稀釋至標線，搖勻。使用前用0.2500mol/L重鉻酸鉀標準溶液標定[6]。

⑧硫酸-硫酸銀溶液：于2500ml濃硫酸中加入25克硫酸銀。放置1~2天，不時搖動使其溶解。`

2.2  實驗步驟

2.2.1 快速測定CODcr（加熱回流15min）

吸取20ml混合均勻的水樣（或將水樣稀釋至20ml）于250ml磨口回流錐形瓶中，準確加入10.00ml重鉻酸鉀標準溶液及數小粒玻璃珠，連接回流冷凝管，接通冷凝水，從冷凝管上口緩慢加入30ml硫酸-硫酸銀溶液，輕搖混勻，加熱回流15min（自開始沸騰時計時）。以下按文獻[6]規(guī)定進行并計算出CODcr值。

2.2.2 BOD5的測定

首先將上法得出的CODcr值代入通式計算出水樣稀釋倍數D1、D2、D3，然后按照選定的稀釋倍數進行稀釋，再進行BOD5的測定[7]。

2.3 分析與討論

2.3.1 基本理論概述

水樣稀釋的目的是為了降低水樣中有機物的濃度，從而保證整個過程是在有足夠溶解氧的條件下進行。稀釋程度一般以在20℃條件下，樣品經過5天培養(yǎng)后，一般消耗的溶解氧至少為2mg/L，消耗的溶解氧占原有溶解氧的40%~70%為佳，且培養(yǎng)后剩余的溶解氧至少為1mg/L為宜。為了獲得較準確的測定數據，除了培養(yǎng)溫度、接種、稀釋水的質量以及其它操作技術應符合要求外，稀釋比的選擇對分析測定結果尤為重要。

文獻中所報道的有關稀釋倍數的選擇主要有以下幾種：

⑴以高錳酸鉀法測得的CODmn為依據來確定稀釋倍數，即D=CODmn/n(n取3、4、5)。因為高錳酸鉀的氧化率低，對有些有機物不能氧化或不能完全氧化，因而。該法適用范圍上頗受限制，只適用于污染較輕的廢水和地表水等。

⑵以回歸法確定稀釋倍數。由于水質變化復雜，故其相關性也在變化，因而所用的回歸方程也要經常校正，而且對于不同的水樣，其所用的回歸方程也不同。所以，該方法的適用局限性更大，不具有推廣價值。

⑶以重鉻酸鉀法測定的CODcr值除以4作為最大的稀釋倍數。該法范圍太廣，不易選取。因此也有一定的局限性。

如何選取合適的稀釋倍數呢？首先應考慮的是如何確定并選取最大稀釋倍數（第一稀釋倍數）。

2.3.2 第一稀釋倍數的確定

根據文獻[3]報道，一般可生化水樣的а值（а=BOD5/CODcr）在0.25-0.72范圍內。且有機廢水的BOD5/CODcr在大于0.3時，一般認為是可生化的[2]。可表示為：

BOD5 =（0.25~0.72）×CODcr

根據BOD5的計算公式：

BOD5=[(C1-C2) - (B1-B2)f1]/f2(mg/L)

式中 C1、C2—分別為水樣在培養(yǎng)前后的溶解氧（mg/L）；

 B1、B2—分別為稀釋水在培養(yǎng)前后的溶解氧（mg/L）；

 f1、f2—分別為稀釋水、水樣在培養(yǎng)液中所占體積比。

根據前面所述可知，培養(yǎng)前后所消耗的溶解氧C1-C2>2mg/L，而根據文獻[7]中所提到的，稀釋水的PH值應為7.2，其BOD5應小于0.2mg/L，故有(B1-B2)f1<0.2mg/L。因此有(C1-C2) >> (B1-B2)f1

令D為稀釋倍數，則有D=1/ f2

就有BOD5≈(C1-C2)D

因為BOD5< CODcr，故可以以CODcr作為BOD5的濃度上限。

由氣體在水體中的溶解度性質可知，培養(yǎng)液的溶解氧一般不會超過7.5mg/L，故這里選擇溶解氧減少后的最大值6.5（mg/L）作為系數，用BOD5的上限值CODcr值除以6.5所得的商作為第一稀釋倍數。

2.3.3 第二、第三稀釋倍數的確定

在實際工作中，為了準確測定BOD5，需要選擇不同的稀釋倍數來測定同一個水樣，這樣就可以得到不同的耗氧量，可以更準確地反映水樣的生化耗氧情況。前面已經談到，在進行BOD5測定時，耗氧量應控制在40%-70%為好。在考慮BOD5為最大的情況，第一稀釋倍數作為最大稀釋倍數，以（70%/40%）取整作為稀釋間隔，則每個稀釋比間隔應為2。在此，以第一稀釋倍數分別除以2、4作為第二、第三稀釋倍數，這樣就可以基本保證溶解氧下降率在40%-70%之間，同時又可以使BOD5/CODcr值基本滿足在0.25~0.72的范圍內。

綜上所述，水樣BOD5分析中稀釋倍數Dn選取的通式為：

Dn=（CODcr）/（6.5×2n-1）   (n=1,2.3)

式中   Dn—稀釋倍數   n—稀釋倍數序號

在實際應用中，稀釋倍數的確定可以通過通式計算后取整來確定。

3  結束語

綜上所述，同其他方法相比，本研究所提出的水樣BOD5分析中稀釋比確定方法具有如下特點：

①方法考慮了水中有機物的總量而采用了CODcr作為確定稀釋倍數的初始依據，對于廢水具有更為廣泛的實用性。

②綜合考慮了已經比較成熟的有關BOD5分析的各種既得參數，并以此為依據進行了確定BOD5稀釋倍數的推理，邏輯上更為科學合理。

③方法相對簡單、快速、可行性強。

參考文獻

1、王勇飛.中國環(huán)境監(jiān)測，1988.4(4):47

2、水處理工程.北京:清華大學出版社.

3、 陳美芳.環(huán)境污染與防治,1987.9(2):22

4、呂尚英.環(huán)境科學與技術.1987.4(2):26

5、國家環(huán)境保護局<水和廢水監(jiān)測分析方法編委會>.水和廢水監(jiān)測分析方法第四版.北京:中國環(huán)境科學出版社, 201

6、國家環(huán)境保護局<水和廢水監(jiān)測分析方法編委會>.水和廢水監(jiān)測分析方法第四版.北京:中國環(huán)境科學出版社, 212-213

7、國家環(huán)境保護局<水和廢水監(jiān)測分析方法編委會>.水和廢水監(jiān)測分析方法第四版.北京:中國環(huán)境科學出版社,227-231

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