BOD5測定中硝化作用的干擾和消除
一般認為，水中有機物的生物氧化過程可分為兩個階段：第一階段為有機物中的碳和氫被氧化成二氧化碳和水，此階段稱為碳化階段，在20℃時完成碳化階段大約需要20d左右；第二階段為含氮物質(zhì)及部分氨被氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，稱為硝化階段，在20℃時完成硝化階段大約需要100d，因此測定一般水樣(如工業(yè)廢水和新鮮的生活污水)的BOD5時，起硝化作用的細菌生長得很慢，且水中的硝化菌極少，在開始培養(yǎng)的5d或9～10d內(nèi)，硝化作用很不顯著或根本不會發(fā)生。但是對于生化處理池的出水或含有很多硝化菌的河水，則在BOD5的測定期間即可進行硝化作用，從而使BOD5也包含了部分含氮化合物的需氧量。
1試驗裝置及主要試劑
差壓式直讀BOD測試裝置(廣東環(huán)保儀器設備廠)
丙烯基硫脲(化學純，上海試劑一廠)
2結果與討論
2.1ATU的用量
在《水和廢水監(jiān)測分析方法》中指出，ATU的用量為0.5mg/L；而在《水和廢水監(jiān)測分析方法指南》中指出ATU的用量為10mg/L；另外也有報道建議以5mg/L的加入量來抑制硝化作用［1］，因此需確定ATU的最佳用量。具體試驗方法為：取同一生化池出水水樣，裝瓶體積為483mL,分別依次加入質(zhì)量濃度為500mg/L的ATU溶液0、0.50、1.00、1.50、2.00、3.00、4.00、5.00mL，跟蹤讀取6d的BOD值，結果如表1所示。
表1ATU用量對BOD的影響
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從表1中可以看出，ATU加入量為1.00mL和1.50mL時所測得的BOD5最低，也就是說在分析誤差范圍內(nèi)，加入1.00mLATU即可取得較好的抑制硝化的效果。為了考察加入1.00mLATU帶入的誤差，取標準溶液做加與不加ATU的對比試驗，結果表明該量的ATU不影響B(tài)OD5值，因此水樣體積為483mL時，加入0.5mgATU(即1.0mg/L)是適宜的。
2.2氮需氧量對BOD5的影響
對采用不同處理工藝的出水水樣同時做加與不加ATU的BOD5測定對比試驗，結果如表2所示。
表2不同處理工藝的出水BOD5差異mg/L
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由表2可見，隨著處理工藝的不同，氮需氧量對實測BOD5的影響程度也不同，這主要是因為水樣中微生物的種類和數(shù)量不同，所發(fā)生的生化反應的程度也就不一樣。另外，硝化反應要消耗大量的氧［2］，另由于亞硝化單胞菌和硝化桿菌屬自養(yǎng)微生物，生長量很小，其數(shù)量變化對需氧量幾乎沒有影響，所以即使是BOD5值較小的水樣，硝化菌也可在培養(yǎng)瓶中生存而發(fā)生硝化作用。因此對于生化池出水，硝化菌的存在對實測BOD5的影響很大。
2.3ΔBOD5和ΔNH4+-N的關系
造成BOD5誤差的主要原因是水樣中NH+4-N的硝化。為此探討了二者的關系，結果見表3。表3ΔBOD5與ΔNH4+-N的關系
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由表3可見，ΔBOD5和ΔNH4+-N的比值比理論值4.57偏小，這可能是由于以下兩個方面的原因：
①有一部分氨不按上式反應，而是與碳源(如葡萄糖、二氧化碳)一起被同化成微生物的細胞［3］，24C6H12O6+59O2+17NH3→17C5H7NO2+59CO2+110H2O。
②生化池出水中含有的硝酸鹽氮或是培養(yǎng)瓶中硝化生成的硝酸鹽氮可以作為供氧源和電子受體完成水中還原物質(zhì)的氧化作用，1/5NO3-+6/5H++e=1/10N2+3/5H2O；1/4O2+H++e=1/2H2O，則1/5mol的NO3--N相當于1/4mol的O2，換算成質(zhì)量即每mgNO3--N的接受電子能力與2.86mgO2相當，也就是說，每mgNO3--N相當于2.86mg能使有機物氧化的O2。Nicols［4］的研究表明，反硝化1mg硝態(tài)氮要消耗約3mg溶解性BOD，所以水樣中發(fā)生的反硝化作用導致了ΔBOD5的負偏差。
綜上所述可以看出，培養(yǎng)瓶中發(fā)生的生化反應是較為復雜的，ΔBOD5和ΔNH4+-N的比值又直接取決于這些生化反應的程度，所以該值具有不確定性。不過，從中也可得知硝化作用是影響B(tài)OD5分析結果的主要原因，且其影響是不容忽視的。
3結論
生化池出水中硝化菌的大量存在致使水樣在BOD5的測定中發(fā)生硝化作用，對常規(guī)的BOD5測定結果造成較大的影響，為此可在水樣中加入硝化抑制劑ATU，其適宜的加入量為1mg/L。
參考文獻：
［1］ISBN0-87553-161-X,ISSN8755-3546，Standardmethodsfortheexaminationofwaterandwastewater［S］.
［2］徐亞同.廢水生物處理的運行和管理［M］.上海：華東師范大學出版社，1989.
［3］水和廢水監(jiān)測分析方法編委會.水和廢水監(jiān)測分析方法指南(上冊)［M］.北京：中國環(huán)境科學出版社，1990.
［4］NicholsHA，OsbornDW.Bacterialstress:Prerequisiteforbiologicalremovalofphosphorus［J］.JWPCF,1979,51(3)：557-566.
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