在環(huán)境工程中**普遍適用和**有重要意義的指標(biāo)
? 帶★的指標(biāo)測定的要點是：在一定的條件下，水樣中的有機物質(zhì)經(jīng)過微生物或強氧化劑的作用被氧（水中的溶解氧或外加強氧化劑的化合氧）氧化，根據(jù)所消耗的氧量來間接表示水樣中有機物質(zhì)含量的多少。 化學(xué)需氧量和好氧量（一）
? 在一定的條件下，水中的各種有機物質(zhì)與外加的強氧化劑（如k2cr2o7、kmno4等）作用
時所消耗的的氧量（強氧化劑的化合氧，而不是溶解氧）。結(jié)果一般用mg/l表示
?
根據(jù)所用的強氧化劑的不同，可分成：
? 重鉻酸鉀好氧量——習(xí)慣上稱化學(xué)好氧量，cod
? 高meng酸鉀好氧量——習(xí)慣上稱好氧量，oc，又稱高meng酸鉀指數(shù)
化學(xué)需氧量和好氧量（二）
?
1、化學(xué)需氧量cod
? （1）、標(biāo)準(zhǔn)法的測定原理
• 在水樣中加入一定量的k2cr2o7，在一定條件（強酸性、加熱回流2小時、ag2so4作
催化劑）與水中的有機物相互作用，剩余的k2cr2o7 用硫酸ya鐵銨fe(nh4)2(so4)2滴定。
• 指示劑：試亞鐵靈（硫酸ya鐵和1,10-phenanthroline） • 終點現(xiàn)象：溶液顏色由黃經(jīng)綠、灰蘭到**后的棕紅色 化學(xué)需氧量和好氧量（三）
? （2）、主要反應(yīng)式
? （3）、注意事項
• 可將水中的大部分有機物氧化，但不能氧化芳香烴
• 實際上代表的是水中還原性污染物：有機物、無機物no2- 、fe2+、s2- 、cl- 化學(xué)需氧量和好氧量（四）
• 通常污水中的有機物含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水中的無機還原物，因此可認(rèn)為cod是有機污染物的指標(biāo)
• 如果水中無機還原物的含量太大，就要設(shè)法消除干擾。如：氨基磺酸除no2- 干擾，
硫酸汞消除cl-干擾（生成難離解的hgcl2）
• 測定范圍：用0.25mol/l k2cr2o7 可測定大于50mg/l的cod值，用0.025mol/l的k2cr2o7 可測定5～50mg/l的cod值
• 應(yīng)進(jìn)行空白試驗，扣除試劑和溶液中帶入的誤差
化學(xué)需氧量和好氧量（五）
• 硫酸ya鐵銨易氧化，應(yīng)經(jīng)常標(biāo)定該標(biāo)準(zhǔn)溶液
• 一些改進(jìn)的快速方法可以大大縮短測定時間，但bi須做對照試驗，且注意其適用
性
• 可用鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液檢查試劑質(zhì)量和操作技術(shù)。1克鄰苯二甲酸氫鉀的
理論cod為1176mg/l。溶解0.4251g鄰苯二甲酸氫鉀于1l蒸餾水中，其cod值為500mg/l
化學(xué)需氧量和好氧量（六） 化學(xué)需氧量和好氧量（七）
? （4）、庫侖法--cod儀
• 方法原理：水樣以k2cr2o7 為氧化劑，在10.2mol/l硫酸介質(zhì)中回流氧化后，過量
的k2cr2o7 用電解產(chǎn)生的亞鐵離子作為庫侖滴定劑，進(jìn)行庫侖滴定。根據(jù)電解產(chǎn)生亞鐵離子所消耗的電量、按照法拉第定律進(jìn)行計算。 • cod=(qs-qm)/96478*8000/v
• qs, qm分別為標(biāo)定k2cr2o7和過量k2cr2o7 所消耗的電量，v為水樣的體積(ml) • 特點：
– 簡便、快速、試劑用量少
– 可制作成儀器，注意儀器的使用說明書 – 適用范圍：
– 可測定2－3 mg/l
化學(xué)需氧量和好氧量（八）
?
2、好氧量oc的測定
? （1）、測定原理
• 在水中加入一定量的高meng酸鉀，煮沸十分鐘，使水中有機物氧化（紅色） • 加入草酸，使過量的高meng酸鉀與草酸作用（無色）
• **后用高meng酸鉀反滴定多余的草酸（紅色出現(xiàn)時為終點，自身指示劑） • 根據(jù)用去的高meng酸鉀量計算出好氧量。以mg/l計
化學(xué)需氧量和好氧量（九）
? （2）、測定oc的意義 • 污水處理廠的運轉(zhuǎn)效率 • 廢水處理科學(xué)研究 • 天然水水質(zhì) • 估算bod
• 我*《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(gb3838-88)規(guī)定 化學(xué)需氧量和好氧量（十）
? （3）、注意事項
• 此法只能將一部分不含氮的有機物（含碳的有機物）氧化，而含氮的有機物較難在此條件下氧化。因此，此法一般用于天然水、輕污染的水、一般生活污水 • 只是相對結(jié)果，因此一定要按照規(guī)定的條件進(jìn)行（所用試劑、加入順序、煮沸） • 英*、德*、東歐、前蘇聯(lián)、以色列等*家的標(biāo)準(zhǔn)方法用在沸水浴上加熱30分鐘 • 我*和日本用直接煮沸10分鐘 #p#分頁標(biāo)題#e#
• 美*在1971年的di13版standard method for the examination of water and wastewater就不用此法。
化學(xué)需氧量和好氧量（十一）
• 但測定oc仍有其優(yōu)點：速度較快，20～30分鐘（cod3小時，bod5需5天）• 水中如存在還原性無機物，如no2- 、fe2+、so32- 、s2-等，也要消耗高meng酸鉀。消
除干擾的方法：在不加熱煮沸的情況下，用高meng酸鉀滴定**粉紅色，測定時扣除此部分
• 水中的氯離子大于300mg/l采用堿性條件，避免氯離子與硫酸加熱時生成鹽酸，而鹽酸消耗高meng酸鉀。
• 酸性條件下，e0( mno4- / mn2+ )＝1.51v，而： e0( cr2o72- / cr3+ )＝1.36v • 表明：高meng酸鉀比重鉻酸鉀的氧化能力更強。但實際上：cod>oc 化學(xué)需氧量和好氧量（十二）
?
氧化條件的不同：
生化需氧量（一）
?
1、生化需氧量的定義：在有氧的條件下，水中可分解的有機物由于好氣微生物（主要
是細(xì)菌）的作用而被氧化分解，變成穩(wěn)定的物質(zhì)，完成該過程所需要的氧量稱為生化需氧量。結(jié)果用氧的mg/l表示
? 可分解的有機物--指可以作為細(xì)菌食料的有機物
? 微生物把這些有機物作為營養(yǎng)來源的食料，通過自身的生命活動（氧化、呼吸、合成），―吃掉‖有機物，也就是分解了這些有機物。
? 但有些有機物是不能被有機物分解的，如不溶性有機物、洗衣粉等
? bi須在好氧的條件下（水中的溶解氧，不是化合氧）在好氣微生物的作用下 生化需氧量（二）
? 氧化分解：
• 微生物將有機物氧化分解成簡單的化合物和能量
• 微生物又利用簡單化合物和能量合成細(xì)胞，生長繁殖。
• 微生物體內(nèi)的細(xì)胞質(zhì)也要進(jìn)行呼吸氧化，也會分解一些有機物質(zhì)、釋放能量。這種呼吸氧化稱為內(nèi)源呼吸。在有機物充足時不顯著，但食料不足時靠此供給能量
• 穩(wěn)定的物質(zhì)--分解的**終產(chǎn)物，無機化，二氧化碳、水等
生化需氧量（三）
? 消耗的氧量：
• 氧化―吃‖進(jìn)體內(nèi)的有機物所需要的氧qa • 細(xì)胞質(zhì)自身氧化（內(nèi)源呼吸）所需要的氧qb • 生化需氧量＝qa＋qb • 但生化需氧量不包括： • 不可分解的有機物
• 用于合成細(xì)胞質(zhì)的那部分有機物
• 因此生化需氧量不代表有機物的全部，低于有機物*氧化的理論值 生化需氧量（四）
?
2、生化需氧量的測定
? （1）、bod測定的條件
• 基本條件
– 足夠的氧氣（溶解氧）--加稀釋水
– 微生物（不能有毒物yi制它）--接種(seed) – 必要的營養(yǎng)物質(zhì)（k, na, ca, mg, fe, s, p, n)
• 測定溫度
– 微生物活動與溫度有關(guān)
– 盡可能和天然條件下有機物的生物氧化分解情況相似
– 統(tǒng)一規(guī)定，測定時的溫度應(yīng)保持在20±1℃（這是溫帶地區(qū)緩慢流動的河水的
平均溫度）
生化需氧量（五）
• 測定時間
– 生物氧化過程是一個緩慢的過程 – 理論上講要無限長的時間才終結(jié) – **少大約100天左右才基本完成
– 實驗證明：20天大約完成95～99％，bod20 – 各*規(guī)定：5天，約完成70～80％，bod5
• 標(biāo)準(zhǔn)條件：5天，20℃。bod5
(20℃)
生化需氧量（六）
? （2）、直接法測定bod • 培養(yǎng)前測溶解氧
• 另一水樣在20±1℃的恒溫箱內(nèi)培養(yǎng)5天后再測溶解氧 • 兩次溶解氧的差值即為bod5
• 適用范圍：bod5小于7mg/l的較清潔水
• 不能用于一般生活污水、工業(yè)廢水、處理廠出水 生化需氧量（七）
? （3）、稀釋法測定bod
• 用特別的稀釋水將原水稀釋后再測定。 • 稀釋水
– 幾乎飽和的溶解氧8～9mg/l
– 豐富的營養(yǎng)物質(zhì)（fecl3,mgso4,cacl2,nh4cl,磷酸鹽等） – 適宜的ph6.5～8.5
– 必要時，投加種子微生物 #p#分頁標(biāo)題#e#
– 稀釋水本身5天培養(yǎng)后的do降低不大于0.5mg/l
生化需氧量（八）
• 稀釋比
– 稀釋試樣的要求
? 應(yīng)使稀釋水樣的bod5在2～7mg/l左右 ? 培養(yǎng)后的do不小于0.5mg/l（**好3～4） ? 培養(yǎng)前do的降低不小于2mg/l，應(yīng)占原do的40～70％ – 稀釋比的確定：（教材p305頁表18－1） – 稀釋比的個數(shù)：3－4個 – 如估計bod5為150mg/l，查表可知稀釋比為2.0％，則配成1％、2％、5％、10％ – bod5可用oc來估算（或根據(jù)其它資料）
生化需氧量（九）
• 一般生活污水的bod5約為oc的2～4倍，或根據(jù)下表考慮稀釋倍數(shù) 生化需氧量（十）
• 稀釋技術(shù)
– 1％以上--直接在bod瓶中 – 充滿水不留氣泡，虹吸、勿攪拌 – 加水封，5天中每天檢查
– 1％以下--在1升量筒中，然后轉(zhuǎn)移到bod瓶中
生化需氧量（十一）
• bod5計算
– d＝ap1＋cp2 – bod5＝(d－b)/p2
? p1——稀釋水用量的百分?jǐn)?shù)（小數(shù)表示） ? p2——原水樣用量的百分?jǐn)?shù)（小數(shù)表示） ? d ——稀釋水樣中的有效溶解氧（mg/lo2） ? a ——稀釋水培養(yǎng)5天后的溶解氧（mg/lo2） ? b ——稀釋水樣培養(yǎng)5天后的溶解氧（mg/lo2） ? c ——原水樣的溶解氧（mg/lo2） – bod5測定的允許誤差一般為±5％
生化需氧量（十二）
? （4）、儀器測定法 • 利用的原理：
• 壓差計法：測量密閉系統(tǒng)中由于氧量的減少而引起的氣壓變化，由此來測定bod電解法：在密封系統(tǒng)中氧氣量的減少用電解來補給，從電解所需要的電量來求得氧的消耗量
• 用薄膜式溶解氧電極來求得生化過程中氧的消耗量
生化需氧量（十三）
?
3、生化需氧量反應(yīng)動力學(xué)
? （1）、有機物質(zhì)好氧分解的兩個階段
• **階段：
– cho有機物 → co2 ＋ h2o ＋ 能量
– chonps有機物 → co2＋ h2o ＋ nh3 ＋ h2s ＋ 能量 – 主要是c → co2 因此又稱碳化過程 – 這時消耗的氧量叫碳化生化需氧量
– 總的碳化生化需氧量叫**階段生化需氧量，或*生化需氧量
生化需氧量（十四）
• di二階段
– 亞硝化細(xì)菌 硝化細(xì)菌
– nh3 ----→ no2- ----→ no3-
– h2s －→ so42-
……
• 我們通常所說的生化需氧量是指―碳化生化需氧量‖，即**階段生化需氧量，不包括硝化過程所消耗的氧量。why?
• 有機物質(zhì)的無機化，使碳變成二氧化碳、氮變成氨已經(jīng)無機化
• 廢水處理的要求是無機化，并不要求硝化
生化需氧量（十五）
• 測定bod時要盡量避免硝化作用的發(fā)生
– 硝化作用一般在第七天時才開始
– 硝化細(xì)菌多時導(dǎo)致硝化提前，可用硫脲、亞甲基蘭等yi制劑 • 總之，bod5不包括：
– 不可分解的有機物
– 用于合成細(xì)胞質(zhì)的那部分有機物 – 硝化過程所消耗的氧
生化需氧量（十六）
? （2）、生物氧化動力學(xué)公式
• 有機物的生物氧化過程接近于單分子壹級化學(xué)反應(yīng) • o2
• 有機物 --→ co2 ＋ h2o ＋ 能量 • 微生物
• 反應(yīng)速度與瞬時的有機物濃度成正比 • d(la-l)/dt=k’dt
– la——有機物初始濃度 – l——t時有機物的剩余濃度 – k’——耗氧速率常數(shù) （1/日）
• 積分可得：
• xt＝la(1-10-kt) （公式1）
生化需氧量（十七）
? （3）、耗氧速度常數(shù)
• 耗氧速度是廢水生物處理、河流水體自凈過程中的一個重要參數(shù) • k值隨溫度而變化。由arrhenius公式可推出： • k(t)＝k(20)θt-20 (公式2) • #p#分頁標(biāo)題#e#
θ＝e(e/rt1t2)
• 可見θ是一個溫度系數(shù)，在10～30℃時可用1.047 • p311圖18－7和圖18－8說明k對bod的影響
生化需氧量（十八）
• 不同的污水水質(zhì)有不同的k (k')值，一般在0.1～0.3/日
生化需氧量（十九）
? （4）、*生化需氧量，即**階段生化需氧量，la(bodu)
• 不同的水質(zhì)有不同的la • la也隨溫度而變化
• la(t)＝la(20)(0.02t+0.6) (公式3) • 根據(jù)公式1－3可以計算在不同溫度下不同天數(shù)的bod
生化需氧量（二十）
? （5）、k值和la值的確定
• 可以通過**小二乘法、矩陣法、日差法、快速法、thomas圖解法等確定。 • thomas圖解法：適于x不大于0.9la時
• 通過實驗測定t溫度時，水樣不同時日的bod1, bod2, bod3……
• t (days): 1 2 3 4 …… • x(t) (bod): x1 x2 x3 x4 ……
• 以[t/x(t)]1/3對t作圖，得到一直線，其斜率為b，截距為a • 則：k＝2.61b/a，la＝1/(2.3ka3)
綏凈已由單一的水質(zhì)檢測儀器發(fā)展到多元化系列檢測儀器。公司憑借雄厚的自主研發(fā)能力，推出的<全能系列>全參數(shù)測定儀可快速檢測：便攜cod測定儀、便攜多參數(shù)水質(zhì)測定儀、codmn、氨氮、總磷、總氮、濁度、懸浮物、色度、六價鉻、總鉻、銅、鎳、鋅、鉛、錳、鐵、磷酸鹽、硫酸鹽、硫化物、cn、氟化物、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽、余氯、總氯、二氧化氯、二氧化硅、揮發(fā)酚等數(shù)十種檢測項目，已廣泛應(yīng)用于環(huán)保、科學(xué)院所、第三方檢測、石油化工、光電能源、水產(chǎn)養(yǎng)殖、鈑金電鍍、油墨涂料、水產(chǎn)養(yǎng)殖、食品加工、生物制藥及市政工程等眾多行業(yè)，受到眾多客戶*！
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