杜英豪1， 陳碧蕓2
( 1.深圳市濱河污水處理廠，廣東深圳518031；2.深圳市 環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，廣東深圳518000)

　　摘 要：探討了生化池出水的BOD5測(cè)定中硝化作用所產(chǎn)生的干擾問題。證實(shí)了氨氮硝化的耗氧量對(duì)測(cè)定結(jié)果的干擾也是顯著的，但由此產(chǎn)生的ΔBOD₅和ΔNH₄⁺-N的比值較理論值偏小。為消除此干擾，可在水樣中加入丙烯基硫脲(ATU)，加入量為1.0 mg/L。
　　關(guān)鍵詞：BOD₅； 生化池出水； 硝化作用； ATU；測(cè)定干擾
　　中圖分類號(hào)：X832
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C
　　文章編號(hào)： 1000-4602(2002)01-0088-02

　　一般認(rèn)為，水中有機(jī)物的生物氧化過程可分為兩個(gè)階段：第一階段為有機(jī)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(shí)完成碳化階段大約需要20 d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(shí)完成硝化階段大約需要100d，因此測(cè)定一般水樣(如工業(yè)廢水和新鮮的生活污水)的BOD₅時(shí)，起硝化作用的細(xì)菌生長得很慢，且水中的硝化菌極少，在開始培養(yǎng)的5d或9～10 d內(nèi)，硝化作用很不顯著或根本不會(huì)發(fā)生。但是對(duì)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(cè)定期間即可進(jìn)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(yàn)裝置及主要試劑

　　差壓式直讀BOD測(cè)試裝置(廣東環(huán)保儀器設(shè)備廠)
　　丙烯基硫脲(化學(xué)純，上海試劑一廠)

2 結(jié)果與討論

2.1 ATU的用量
　　在《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》中指出，ATU的用量為0.5 mg/L；而在《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法指南》中指出ATU的用量為10 mg/L；另外也有報(bào)道建議以5 mg/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(yàn)方法為：取同一生化池出 水水樣，裝瓶體積為483 mL,分別依次加入質(zhì)量濃度為500 mg/L的ATU溶液0、0.50、1.00、1.50、2.00 、3.00、4.00、5.00 mL，跟蹤讀取6d的BOD值，結(jié)果如表1所示。 表1 ATU用量對(duì)BOD的影響 BOD(mg/L) ATU加入量( mL) 0 0.50 1.00 1.50 2.00 3.00 4.00 5.00 BOD₁ 2.13 1.25 1.40 0.63 1.50 1.50 1.75 4.00 BOD₂ 4.50 1.25 1.50 0.80 1.60 1.63 1.98 4.23 BOD₃ 6.80 2.48 2.23 1.50 3.05 2.20 3.53 5.50 BOD₄ 8.63 2.50 2.38 2.00 3.05 2.88 3.75 5.75 BOD₅ 13.4 2.63 2.38 2.38 4.00 3.25 3.75 6.25 BOD₆ 15.9 3.00 2.38 2.38 4.00 3.25 5.00 6.25

　　從表1中可以看出，ATU加入量為1.00 mL和1.50mL時(shí)所測(cè)得的BOD₅最低，也就是說在分析誤差范圍內(nèi)，加入1.00 mLATU即可取得較好的抑制硝化的效果。為了考察加入1.00 mL ATU帶入的誤差，取標(biāo)準(zhǔn)溶液做加與不加ATU的對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果表明該量的ATU不影響B(tài)OD₅值，因此水樣體積為483 mL時(shí)，加入0.5 mgATU(即1.0 mg/L)是適宜的。
2.2 氮需氧量對(duì)BOD₅的影響
　　 對(duì)采用不同處理工藝的出水水樣同時(shí)做加與不加ATU的BOD₅測(cè)定對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果如表2 所示。

表2 不同處理工藝的出水BOD₅差異 mg/L 處理工藝 加ATU的BOD₅ 不加ATU的BOD₅ 差值 AB法 6.13 40.7 34.6 帶硝化的AO法 7.25 32.5 25.2 除磷的AO法 1.50 14.50 13.0 普通活性污泥法 2.75 8.88 6.13 A²O法 1.50 11.0 9.50 普通接觸氧化法 5.75 5.75 0

　　由表2可見，隨著處理工藝的不同，氮需氧量對(duì)實(shí)測(cè)BOD₅的影響程度也不同，這主要是因?yàn)樗畼又形⑸锏姆N類和數(shù)量不同，所發(fā)生的生化反應(yīng)的程度也就不一樣。另外，硝化反應(yīng)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(duì)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(duì)于生化池出水，硝化菌的存在對(duì)實(shí) 測(cè)BOD₅的影響很大(如圖1所示)。

2.3 ΔBOD5和ΔNH₄⁺-N的關(guān)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(guān)系，結(jié)果見表3。 表3 ΔBOD₅與Δ NH₄⁺-N的關(guān)系 ΔBOD₅(mg/L) 5.38 34.6 29.4 26.3 18.5 12.4 9.50 14.4 ΔNH₄⁺-N(mg/L) 1.29 7.90 8.62 8.20 4.10 3.52 2.95 4.14 ΔBOD₅/ΔNH₄⁺-N 4.17 4.38 3.41 3.21 4.51 3.51 3.22 3.48

　　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(gè)方面的原因：①有一部分氨不按上式反應(yīng)，而是與碳源(如葡萄糖、二氧化碳)一起被同化成微生物的細(xì)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1/5 mol的NO₃^--N相當(dāng)于1/4 mol的O₂，換算成質(zhì)量即每mgNO₃^--N的接受電子能力與2.86 mgO₂相當(dāng)，也就是說，每mgNO₃^--N相當(dāng)于2.86 mg能使有機(jī)物氧化的O₂。Nicols^{［ 4］}的研究表明，反硝化1 mg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(dǎo)致了ΔBOD₅的負(fù)偏差。
　　綜上所述可以看出，培養(yǎng)瓶中發(fā)生的生化反應(yīng)是較為復(fù)雜的，ΔBOD₅和ΔNH₄⁺-N 的比值又直接取決于這些生化反應(yīng)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(jié)果的主要原因，且其影響是不容忽視的。

3 結(jié)論

　　生化池出水中硝化菌的大量存在致使水樣在BOD₅的測(cè)定中發(fā)生硝化作用，對(duì)常規(guī)的BOD₅測(cè)定結(jié)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1 mg/L。

參考文獻(xiàn)：

　　［1］ ISBN 0-87553-161-X,ISSN 8755-3546，Standard methods for the examination of water and wastewater［S］.
　　［2］ 徐亞同.廢水生物處理的運(yùn)行和管理［M］.上海：華東師范大學(xué)出版社，1989.
　　［3］ 水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法編委會(huì).水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法指南(上冊(cè))［M］.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1990.
　　［4］ Nichols H A，Osborn D W.Bacterial stress:Prerequisite for biological removal of phosphorus［J］.JWPCF,1979,51(3)：557-566.

　　電　　話：(0755)2247649
　　收稿日期：2001-01-18
　　修回日期：2001-05-25