一、B0D₅基本原理

定义

生化需氧量(BOD₅)定义为水中需氧微生物消耗溶

解氧的量，当样品放在培养箱中，培养温度为20℃

培养五天时，测定所消耗溶解氧的含量来确定水样的

BOD₅值。

生化需氧量（英文缩写BOD），是指在特定条件下，通过水中需氧微生物的繁殖和呼吸作用，分解水中有机物质时所消耗或所需要溶解氧量。水中的BOD₅值通常以样品在20℃放置5天所消耗溶解氧的量(mg/L数)表示，记为“BOD₅”。

二、测定原理

将预先选好量程并按量程范围量好体积的水样倒入培养瓶中，在主机搅拌器上连续搅拌。并将主机和培养瓶放入培养箱中。调节培养箱内温度为20℃±1℃，待样品恒温后进行五日培养。培养瓶中的水样在连续搅拌的情况下保证了足够的溶解氧供微生物进行生化反应。水样中的有机物经过生物氧化作用，转变成氮、碳和硫的氧化物。在这一过程中，从水样中溢出的**气体二氧化碳被氢氧化钠(或氢氧化钾)吸收。此时，培养瓶中空气压力减少量，相当于微生物所消耗的溶解氧含量，即水样BOD₅值与瓶中空气压力减少的程度成正比，所以BOD₅的值可以由空气压力减少值来测定，增加或减少所取样品的量可以增加或降低压力减少值。这样操作者就能准确测量很宽范围的BOD₅值。培养瓶中空气压力的变化是通过压力计中汞柱高度的变化来进行检测的，通过简单的计算即能读出水样的BOD₅值。

三、环境条件和主要技术指标

1、环境温度：0℃～40℃

2、测定方法：差压法

3、测量范围：0mg/L～1000mg/L(BOD₅值超过测量范围时需要稀释)

4、批处理量：每次8份水样

5、准 确 度：符合国标“GB7488-87”标准规定

(葡萄糖谷氨酸标液BOD₅值在180mg/L～230mg/L范围内)

6、显 示：从压力计刻度尺上可直读出样品BOD₅值（mg/L）

7、培养温度：20℃±1℃

8、电 源：DC12V

9、主机尺寸：400mm×270mm×350mm

10、主机重量：5kg

11、功 耗：仪器18W

四、仪器的组成

本仪器由主机、BOD培养瓶、配件盒及生化培养箱组成。

五、安装和使用

(一)本仪器的安装环境条件：

1、温度：0℃～40℃

2、湿度：≤80％

(二)仪器部件说明（如图1）

图1

1、搅拌子 2、压力计管 3、旋钮 4、培养瓶 5、水样

6、刻度尺 7、NaOH（固） 8、密封杯 9、培养瓶盖 10、接头

11、连接管 12、水柱盖 13、密封圈 14、水柱 15、水

16、汞 17、密封管

1、 主机

在实验时，主机放入培养箱内，主机内有8只磁力搅拌器，实验过程中它带动培养瓶内的搅拌子对水样进行搅拌，以促进培养瓶内空气中的氧气溶解于样品液中，保证在整个实验过程中，水样中的微生物有足够的溶解氧进行生化反应。

2、BOD培养瓶

样品放人培养瓶中进行生化培养，该培养瓶经过筛选处理，各台仪器之间一般不可互换，亦不容许用其它类似的瓶代替。

六、分析方法及分析步骤

(一)四种无机盐的制备

1、缓冲液

用蒸馏水溶解下列试剂并稀释至1升。

(1)21.75g磷酸氢二钾（K₂HPO₄）。

(2)8.5g磷酸二氢钾（KH₂PO₄）。

(3)33.4g磷酸氢二钠（Na₂HPO₄·7 H₂O湿度在61.07％～80.51％稳定）。

(4)1.7g氯化铵（N H₄Cl）。

2、硫酸镁溶液

在蒸馏水中溶解22.5克硫酸镁（MgSO₄·7H₂O）并稀释至1升。

3、氯化钙溶液

在蒸馏水中溶解27.5克氯化钙（CaCl₂）并稀释至1升。

4、三氯化铁溶液

在蒸馏水中溶解0.25克三氯化铁（FeCl₃·6H₂O）并稀释至1升。

制备无机盐溶液所使用的蒸馏水不应含有微生物生长抑制剂（如碱、无机酸、余氯和重金属）。

(二)实际样品BOD₅的测量

1、接通培养箱电源，将培养箱上温度设置显示温度为20℃，保持温度为20℃。把主机放在培养箱上，将BOD主机电源线的一端插入仪器后部插座上，另一端插入培养箱内对应插座上，打开仪器电源开关，仪器前侧电源指示灯亮，8只搅拌器正常搅拌。

2、预先估计被测样品的BOD₅值范围，选择接近的量程。如无法估计，有条件的亦可先测定该样品的COD值，然后根据该样品COD值来确定该样品的BOD₅值，(通常样品BOD₅值为该样品COD值的0.8倍)。对BOD₅值在1000mg／L以下，含有足够的需氧微生物的样品，不需接种，可以直接根据选定的测量范围，从取水样量表中查得取样量。根据所测样品数量的多少（*多可同时测定8个样品）来确定用几个培养瓶测定其中一个样品。如果只有两个水样，可选择2～4个培养瓶测定其中一个水样，预先估计该水样的BOD₅值的范围，确定每个培养瓶的取样量，从而确定几个培养瓶所需的总取样量。将该水样上清液倒入烧杯（1000mL或2000mL）中，如需接种则按5%或10%的比例对水样接种。在烧杯放入一搅拌子，将烧杯放入培养箱内主机上恒温搅拌2～3小时。一般情况下调节该水样的pH值，至6.7～7.5之间（**点为pH 7.2）。如超出这一范围，可用适当浓度的氢氧化钠或硫酸溶液中和。然后用量筒按所选量程取样量量取水样体积倒入培养瓶中。同理，可测定另几个水样。（见图3）

图3 图4

3、每只培养瓶中放入1只搅拌子，培养瓶放在主机相应位置上，对试验水样进行搅拌，直至水样温度在20℃±1℃范围内（约需1～2小时）。（见图4）

4、取8只清洗干净并干燥的密封杯，杯中放入5～6粒NaOH或KOH颗粒，将培养瓶放置在主机对应位置上，使溶液开始搅拌，轻轻拧上水柱盖和培养瓶盖。（见图5）

表1 取水样量表

由于不同仪器所配培养瓶规格不一样，所以取水样量在出厂前由生产厂家填写。

图5

5、稳定30min～60min，同时拧紧培养瓶盖和水柱盖，接着松开固定压力计刻度尺的旋钮，并调节刻度尺，使0刻度正好与汞柱的顶端水平重合，然后重新拧紧旋钮。（如图6）

6、如果不能调节到0刻度，再次松开培养瓶盖和水柱盖，并重新调整刻度尺的位置。如果仍不能调节到0刻度，可用吸耳球在培养瓶接头塑料管入口处反复小心抽吸，直至汞柱中没有气隙，刻度尺调节到0刻度。然后拧紧培养瓶盖和水柱盖。零刻度调节后，汞柱的高度在1小时内可能会有所上升或下降，若偏离了零刻度重新调整0点。这种现象可能是由于培养瓶中空气膨胀或收缩所引起的。

7、在坐标图纸上画出各个样品BOD₅—t曲线，从曲线上，可判定测量开始后120小时内任一时间样品BOD₅的数值。（见图7）

图6

图7 BOD₅生化曲线图

(三)标准样品BOD₅试验方法

BOD₅压差测定法和稀释法能产生相似的结果，为检查仪器的性能和操作方法可用葡萄糖——谷氨酸标准样品进行BOD₅平行试验。葡萄糖——谷氨酸标准样品BOD₅试验方法如下：

1、制备稀释水

取1只2000mL烧杯，用量筒量取2000mL蒸馏水倒入烧杯中，在烧杯中加入四种无机盐各2mL。

2、将制备好的稀释水倒出约200mL用于溶解300mg葡萄糖（C₆H₁₂O₆）和300mg谷氨酸（如实验室用葡萄糖带一个结晶水，葡萄糖称量330mg，这种标准溶液应在每次使用前新鲜配制），溶解后再倒入盛有稀释水的烧杯中。在烧杯中放一搅拌子，烧杯放在培养箱内主机上恒温搅拌2～3小时。

3、用1000mL烧杯取新鲜的生活污水作为接种液，把烧杯放在培养箱内的主机上与标准样品同时恒温2～3小时。

4、待标准样品全部溶解后，按10％接种，用量筒倒出200mL，再用量筒取200mL生活污水倒人标准样品中，将接种后的标准样品仍放在培养箱内搅拌器上恒温搅拌1～2小时。

5、按说明书表格中0～300mg/L量程规定的取水样量量取接种后的标准样品，分别倒人7个培养瓶中，另一个培养瓶按0～100测量范围取接种水进行平行测定。

6、校正所取得的样品BOD₅值，参见“接种”和数据处理。

如果校正的BOD₅值在180～230mg/L范围内则表明仪器所用方法是适宜的，结果正确。若测定结果偏移出上述范围，就要检查仪器性能和操作及接种水是否符合要求（参见“常见故障的排除”）。

(四)影响BOD₅测定的因素

1、溶解氧

冬季所取的样品由于试验温度设在20℃，使得溶解氧过饱和，夏季所取的样品在20℃时溶解氧可能欠饱和。在BOD₅测定前应对这些样品进行搅拌和曝气，以便使溶解氧调节到20℃饱和点左右。

2、pH

应调节试验水样的pH为6.7～7.5（**点为pH 7.2），BOD₅读数下降可能是由于正在试验样品的pH值超出了这个范围，含有大量酸或碱的样品BOD₅读数可能会低于实际含量。

酸性或碱性水样应用适当浓度的Na0H或H₂S0₄中和。

如果工业废水中含有酸性或盐的氧化物，或者需要高倍稀释，对标准五日BOD₅测定，可使用pH 7.2的磷酸缓冲液作为稀释剂。

3、温度

实验时将仪器放大器放置在20℃±1℃的培养箱中。BOD的测定也能超出这一温度范围，例如，在35℃或37℃时，测定BOD所需要的时间可以缩短为34小时，其测定结果与五日20℃ BOD₅测定相似。提高温度所获得的BOD值与五日20℃条件下测定的结果有很好的相关性。

如果在采样时样品温度超过20℃，或样品温度不足20℃，可将样品放在培养箱中恒温。在样品测定前要求对样品进行处理。

4、稀释

BOD-1000型直读式BOD₅测定仪测定范围为0～1000mg/L。如果试验样品的BOD₅估计值高于1000mg/L可用稀释水稀释样品。所加入的稀释水也应保持为20℃，并曝气使氧达到饱和，如需要若干份相同的样品试验时，应稀释足够量的原水样，并从稀释样中取出与量程对应的体积。例如，当试验原水样稀释两倍时，稀释倍数为2；当原水样按1:10稀释时，则应为10，所测结果应乘上稀释倍数。

5、接种

什么是接种

BOD₅实验要求水样含有供生物氧化的有机物和适

量的氧化有机物的需氧细菌，以及吞食有机物和增进

需氧细菌生长的其他微生物。如果水样中根本没有或

几乎没有这类微生物，就必须对水样按一定比例加入

这类微生物溶液。这个过程应称之为接种。

与生活污水不同，工业废水可能不含有足够量的细菌以供样品中所含有机物完全的生化分解，如果所测定的样品为这种废水，应加入接种溶液。

接种方法

制备接种溶液

接种溶液

用于接种的溶液为20℃放置24～36小时的未经

处理新鲜生活污水的上清液。

在下次实验中，若要使用以前测定过的水样作为

接种液应经滤纸过滤，这种滤液在冷藏（约20℃）、

避光的条件下保存，一般在一个月内是有效的。

将准备测定的样品放入培养瓶中，使用吸管将一定量的接种液加入到样品中（根据样品量）。按步骤测定BOD₅，五日后获得的读数可以作为试验样品真实的BOD₅值。

注意：当使用上述方法接种时。不必校正接种的BOD₅读数。因为所加入接种液的量相对水样量来说实在太少了，以致于不影响BOD₅的读数。如果上述方法未能引起水样中有机物的生物分解，可增加所加入接种液的量。如果由于接种液的加入影响了BOD₅读数，可将接种液与样品同时实验进行平行样测定。

接种量常取5％，10％二种。

6、数据处理

对于既无稀释又无接种预处理的样品，只需将仪器上的汞压力计的读数读出，乘上所选量程的标尺系数，即得到样品BOD₅值。

对于作了稀释和接种预处理的样品，可把汞压力计读数读出，样品实际BOD₅按下面公式计算：

样品BOD₅读数×标尺系数-接种液BOD₅读数×标尺系数×接种液%

BOD₅（mg/L）＝ ×稀释倍数

样品液%

式中：样品BOD₅读数——对应样品的汞压力计读数，厘米；

接种液BOD₅读数——对应接种液的汞压力计读数，厘米；

标尺系数——根据所选量程范围从取水样量表1中查得；

接种液％——体积百分比，％；

样品液％——体积百分比，％。

例一、有一污水样品，估计其BOD₅值超过1000mg/L，因而作了稀释预处理，稀释倍数为2倍（即一份样品加一份稀释水）选取0～600mg/L档量程，培养五天后汞压力计读数8.8厘米汞柱。

BOD₅值（mg/L）=×2＝1056（mg/L）

例二、有一工业废水水样估计其BOD₅值约为80mg/L，现有合适的生活污水对其接种培养测定，接种量为10％（即废水水样：生活污水=9：1）

生活污水的BOD₅值约在30mg/L左右，现选取0～50mg/L量程档，工业废水选取0～100mg/L量程档（取样量按说明书表1提供的各档量程取样量分别用量筒量之）平行样试验。五天后废水水样与生活污水水样汞压力读数分别为7.8厘米汞柱和4.0厘米汞柱。此种废水BOD₅值为：

BOD₅值（mg/L）＝＝84.4（mg/L）

例三、有一种工业废水有毒，估计BOD₅值约700mg/L左右，测定前对样品进行了10倍稀释，同时用生活污水进行接种，接种液BOD₅值60mg／L左右，接种量为10％，查表1，经过处理的工业废水和接种液取0～100mg／L量程档进行取样试验，培养五天后汞压力计读数分别为5.2厘米汞柱和6.1厘米汞柱。此种工业废水BOD₅为：

BOD₅值（mg/L）＝×10＝510（mg/L）