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 一、儀器簡介及使用范圍

    生物化學需氧量BOD₅是水質評價的必測項目，是衡量有機物對水質污染的重要質量指標。

BOD₅測定儀是利用空氣壓差法進行生化需氧量測定的一種新型儀器，能準確提供與化學稀釋法可比的測定結果，具有讀數直觀，生化反應曲線一目了然和使用維護方便等特點，是工作分析的理想工具。可廣泛應用于環保監測、石油化工、醫療衛生、教學科研等部門對水質的監測。

二、工作原理 

1、B0D₅基本原理

                                        定義

生化需氧量(BOD₅)定義為水中需氧微生物消耗溶解

氧的量，當樣品放在培養箱中，培養溫度為20℃

培養五天時，測定所消耗溶解氧的含量來確定水樣的

BOD值。

生化需氧量是指在特定條件下，通過水中需氧微生物的繁殖和呼吸作用，分解水中有機物質時所消耗或所需要溶解氧量。水中的BOD₅值通常用樣品在20℃放置5天所消耗溶解氧的量(mg/L數)來表示，記為“BOD₅"。

2、測定原理

攪拌器置于培養箱內，并按預先選擇的量程及測量范圍，定量體積的水樣倒入培養瓶，放在攪拌器上連續攪拌。培養箱內溫度控制在20℃±1℃，水樣恒溫后進行五日培養。培養瓶中必須保證足夠的溶解氧。樣品中的有機物經過生物氧化作用，轉變成氮、碳和硫的氧化物，在這一過程中，從水樣中跑出來的氣體二氧化碳被氫氧化鈉（或氫氧化鉀）吸收。因此，瓶中空氣壓力減少量，相當于微生物所消耗的溶解氧量，這樣，樣品BOD₅值與瓶中空氣壓力減少的程度成正比，通過測量空氣壓力的變化可以得到BOD₅值。增加或減少所取樣品的量可以增加或降低壓力減少值。這樣操作者無須繁雜的稀釋步驟就能準確測量很寬范圍的BOD₅值。培養瓶中空氣壓力的變化是通過半導體壓力傳感器來進行檢測的，由LCD顯示器循環顯示各樣品的BOD₅值及生化反應曲線。

三、主要技術指標

1、測量范圍：0～4000 mg/L（BOD5值超過測量范圍150%時需要稀釋）；

2、同時測定樣品數：每次6份樣品；

3、準確度：符合國標“HJ 505－2009" 《水質  五日生化需氧量（BOD5）的測定  稀釋與接種法》以及“GB/T5750.7-2006" 《生活飲用水標準檢驗方法 有機物綜合指標》的規定；

4、顯示：觸摸屏BOD5實時檢測數值，列表直接顯示結果，數據表自動保存，查詢方便；

5、操作：觸摸屏設置，測定樣品獨立設置量程，項目選擇一目了然，模式多樣并操作簡捷；

6、具備打印功能和USB接口；

7、培養溫度：20℃±1℃；

8、電源：AC 220V±22V    50Hz±0.5Hz；

9、功耗：儀器≤50Ｗ，恒溫箱≤300Ｗ；

10、儀器能保存上次分析的6個樣品的BOD5值及生化實時和結果數據；

11、測定方法：差壓法；

12、主機重量：5kg。

四、安裝和使用

（一）本儀器的安裝環境條件：

1、環境溫度：0～40℃；

2、相對濕度：≤80％；

3、周圍環境無強烈振動和強電磁場影響；

4、儀器應避免強光直接照射。

（二）儀器功能部件說明

1、儀器主機前面板

儀器主機前面板示意圖

2、儀器面板側面

儀器主機后面板示意圖

（1） 電源開關

（2） 電源插座

3、攪拌器

實驗過程中，它帶動培養瓶內的攪拌子對樣品液進行攪拌，以促進培養瓶內空氣中的氧氣溶解于樣品溶液中。

4、BOD培養瓶

樣品放入培養瓶中進行生化培養，該培養瓶經過特別篩選處理，每臺儀器之間不能互換，更不能用其它類似的瓶代替。

（四）儀器系統的檢查步驟

1、按培養箱說明書檢查其是否正常，當控制溫度為20℃時，恒溫后的精度應滿足20℃±1℃的要求。

2、將主機置于培養箱中，把電源線的一端連接到主機上，一端插到培養箱上。

3、打開儀器主機電源。

4、任取一只培養瓶加入少量自來水，按圖３所示放進一只攪拌子，將瓶依次放到儀器攪拌器上蓋板相應的位置上，應能觀察到攪拌子轉動，水面有旋渦。若以上各項檢查均正常，即可進行實驗。

五、分析方法及分析步驟

(一)四種無機鹽的制備（營養液）

取四只容量１升清洗干凈的容量瓶，按以下方法配制：

1、緩沖液

用蒸餾水溶解下列試劑并稀釋至１升。

（1）21.75g磷酸氫er鉀（K₂HPO₄）；

（2）8.5g磷酸二氫鉀（KH₂PO₄）；

（3）33.4g磷酸氫er鈉（Na₂HPO₄·7 H₂O濕度在61.07％～80.51％穩定）；

（4）1.7g氯化銨（N H₄Cl）。

2、硫suan鎂溶液

在蒸餾水中溶解22.5克硫suan鎂（MgSO ₄·7H₂O）并稀釋至1升。

3、氯化鈣溶液

在蒸餾水中溶解27.5克氯化鈣（CaCl₂）并稀釋至1升。

4、三氯化鐵溶液

在蒸餾水中溶解0.25克三氯化鐵（FeCl₃·6H₂O）并稀釋至1升。

5、硝化抑制劑溶液：取500毫升丙烯基硫脲溶于1000毫升蒸餾水中；硝化抑制劑一般不需要加入到水樣中，如果水中含有大量的硝化細菌（如生物處理池的出水），可以再每升稀釋水中加入1毫升硝化抑制劑溶液。

    （二）實際樣品BOD₅的測量

1、接通培養箱電源，使培養箱的顯示溫度為20℃（具體操作見培養箱的說明書）。將主機放進培養箱內，用電源線將主機與培養箱連接好，打開儀器主機電源。

2、預先估計被測樣品的BOD₅值范圍，選擇接近的量程。如無法估計，可先測定該樣品的COD值，然后根據該樣品COD值來確定該樣品的BOD₅值，（通常樣品BOD₅值為該樣品COD值的0.8倍）。對BOD₅值在1000mg/L以下，含有足夠的需氧微生物的樣品，不需接種，可以直接根據選定的測量范圍，從取水樣量表中查得取樣量。根據所測樣品數量的多少（最多可測6個樣品，儀器顯示8個，后兩個不用）來確定用幾個培養瓶測定其中一個樣品。如果只有兩個水樣，可選擇２～４個培養瓶測定其中一個水樣，預先估計該水樣的BOD₅值的范圍，確定每個培養瓶的取樣量，從而確定幾個培養瓶所需的總取樣量。將該水樣放在一個大燒杯中（1000mL或2000mL），每升水樣加入四種無機鹽各1mL。將燒杯放入培養箱中攪拌器上攪拌恒溫（2～3小時）。同時必須調節該水樣的pH值，應為6.7～7.5（最佳點為pH7.2）。如超出這一范圍，可用適當濃度的氫氧化鈉或硫酸中和。然后用量筒按確定好的取樣量量取水樣倒入培養瓶中。同理，可測定另幾個水樣。

表1    取水樣量表

    注：若需接種、稀釋，則應接種、稀釋后按上表取樣。

3、每只培養瓶中放入１只攪拌子，培養瓶放在攪拌器相應位置上，注意培養瓶號與攪拌器面板上通道號的對應關系，一般連接距離越短越好，并規定里面的瓶號左起為“2"、“4"、“6"、號，位置在培養箱里側；與塑料管靠近的瓶號左起為“1"、“3"、“5"、號，位置在培養箱外側；6個壓力傳感器的順序左器為“1"、“2"、“3"、“4"、“5"、“6"、號，位置在培養箱外側。并對試驗水樣進行攪拌，直至水樣溫度達到20℃±1℃（約需1～2小時）。

4、取6只清洗干凈的密封杯，杯中放入占總高度約1/4的固體NaOH或LiOH或KOH（≥0.45g/杯），將密封杯與瓶口及連接頭接觸的兩個面涂抹上薄薄的一層真空硅脂，然后置于每個瓶口。如密封性好也可不涂。將與軟管連接的瓶蓋在培養瓶上旋緊，同時將攪拌器上6只參考氣壓倉上的塞子塞緊，此過程中切勿使NaOH或KOH掉入培養瓶中。

5、儀器主機開機后顯示如下：

6、選擇測量參數：

7、點擊下一步，每一瓶選擇相應的量程（量程40-40000可選擇）：

8、點擊下一步進入測定界面：

界面內顯示已經運行時間、啟動時間、當前的BOD值、以及機器的停止時間。

9、點擊曲線界面進入 實時曲線界面，當前界面顯示不同的BOD的曲線：

10、點擊實時數據，便可查看實時記錄的單點數據：

11、點擊退出便可以退出當前的測量任務：

（三）測定數據處理：

1、對于未經稀釋處理的樣品，只需將儀器上顯示的讀數讀出，即得到樣品BOD₅值。

     2、對于作了稀釋和接種預處理的樣品，可把顯示器讀數讀出，再按下面公式計算：

           樣品BOD₅讀數-接種液BOD₅讀數×接種液%

樣品實際BOD₅＝                                                         ×稀釋倍數

                                樣品液%

    例一、有一污水樣品，估計其BOD₅值超過1000mg/L，因而作了稀釋預處理（不需要加接種液），稀釋倍數為二倍（即一份樣品加一份稀釋水）選取水樣，選0～600mg/L量程檔，培養五天后顯示器讀數為550。

樣品實際BOD₅值（mg/L）=550×2＝1100（mg/L）

    例二、有一工業廢水樣品，其微生物不足需接種，BOD₅值約60mg/L，用生活污水進行了接種，接種量為10％（即90份樣品對10份接種液），估計接種液BOD₅值為30mg/L左右，實驗時工業廢水取0～100mg/L量程檔。

    平行樣試驗的接種液選0～80mg/L量程檔（取樣量按各自量程檔規定）五天培養后顯示器讀數分別為71.4和42.3。

    樣品實際BOD₅值（mg/L）＝＝74.6（mg/L）

    例三、有一種工業廢水有毒，估計BOD₅值約700mg/L左右，測定前對樣品進行了10倍稀釋，同時用生活水進行接種，接種液BOD₅值60mg／L左右，接種量為10%（9份已稀釋的樣品對1份接種液）經過處理的工業廢水和接種液都取0～80mg／L量程檔進行取樣試驗，培養五天后數字顯示分別為52.0和61.7。

    樣品實際BOD₅值（mg/L）＝×10＝509（mg/L）

（四）標準樣品的BOD₅試驗方法

為檢查儀器的性能可用葡萄糖——gu氨酸標準樣品進行BOD₅試驗。操作人員應能正確使用本儀器及化學稀釋操作。葡萄糖——gu氨酸標準樣品的BOD₅試驗方法如下：

1、制備稀釋水

取１只2000mL燒杯，用量筒量取2000mL蒸餾水倒入燒杯中，在燒杯中加入四種無機鹽各2mL，即為稀釋水。

2、在2升稀釋水中溶解300mg葡萄糖（C₆H₁₂0₆）和300mggu氨酸（如實驗室用葡萄糖帶一個結晶水，葡萄糖需稱量330mg，這種標準溶液應在每次使用前新鮮配制）。在燒杯中放一攪拌子，燒杯放在培養箱內放大器上攪拌恒溫2～3小時。

3、用1000mL燒杯取新鮮的生活污水作為接種液，把燒杯放在培養箱內的攪拌器上與標準樣品同時恒溫2～3小時。

圖1   水樣倒入培養瓶                 圖2   攪拌子放入培養瓶

圖3   密封杯中放入CO₂吸收劑KOH或NaOH或LiOH

4、待標準樣品全部溶解后，用量筒倒出200mL，再用量筒取200mL生活污水倒入標準樣品中。將接種后的標準樣品仍放在培養箱內攪拌器上攪拌恒溫1～2小時。

5、按說明書表格中0～200mg/L測量范圍規定的取樣量量取接種后的標準樣品，分別倒入8個培養瓶中，然后按前述實際樣品的測量第3～10步驟進行測定。

如果BOD₅值在180mg/L～230mg/L范圍內則表明儀器所用方法是適宜的，結果正確。若測定結果偏移出上述范圍，就要檢查儀器性能和操作及接種水是否符合要求（參見“測定結果的評價"）。

（五）影響BOD₅測定的因素

1、溶解氧

冬季所取的樣品由于試驗溫度設在20℃，使得溶解氧過飽和，夏季所取的樣品在20℃時溶解氧可能欠飽和。在BOD₅測定前應對這些樣品進行攪拌和曝氣，以便使溶解氧調節到20℃飽和點左右。

2、pH

應調節試驗水樣的pH值為6.7～7.5（最佳點為pH7.2），BOD₅讀數下降可能是由于正在試驗樣品的pH值超出了這個范圍，含有大量酸或堿的樣品，BOD₅讀數可能會低于實際含量。

酸性或堿性水樣應用適當濃度的Na0H或H₂S0₄中和。

如果工業廢水中含有酸性或鹽的氧化物，或者需要高倍稀釋，對標準五日BOD₅測定，可使用pH7.2的磷酸緩沖液作為稀釋劑。

3、溫度

實驗時將攪拌器放置在20℃±１℃的培養箱中。BOD的測定也能超出這一溫度范圍，例如，在35℃或37℃時，測定BOD所需要的時間可以分別縮短為2.5天或34小時，其測定結果與五日20℃相似。提高溫度所獲得的BOD值與五日20℃條件下測定的結果有很好的相關性。

如果在采樣時樣品溫度超過20℃，或樣品溫度不足20℃，可將樣品放在培養箱中恒溫。在樣品測定前要求對樣品進行處理。

4、稀釋

儀器測定范圍為0～4000mg/L。如果試驗樣品的BOD₅估計值高于4000mg/L可用稀釋水稀釋樣品。所加入的稀釋水也應保持為20℃，并曝氣使氧達到飽和，如需要若干份相同的樣品試驗時，應稀釋足夠量的原水樣，并從稀釋樣中取出與量程對應的體積。例如，當試驗原水樣稀釋兩倍時，稀釋倍數為2；當原水樣按1∶10稀釋時，則稀釋倍數為10。

    5、接種

BOD₅實驗要求水樣含有供生物氧化的有機物和適量的氧化有機物的需氧細菌，以及吞食有機物和增進需氧細菌生長的其他微生物。如果水樣中根本沒有或幾乎沒有這類微生物，就必須對水樣按一定比例加入這類微生物溶液。這個過程應稱之為接種。與生活污水不同，工業廢水可能不含有足夠量的細菌以供樣品中所含有機物 的生化分解，如果所測定的樣品就是這種廢水，應加入接種溶液。

6、接種方法

制備接種溶液

                                     接種溶液

用于接種的溶液為20℃放置24～36小時的未經

處理新鮮生活污水的上清液。

                     在下次實驗中，若要使用以前測定過的水樣作為

接種液應經濾紙過濾，這種濾液在冷藏（約20℃）、

避光的條件下保存，一般在二個月內可能是有效的。

    將準備測定的樣品放入培養瓶中，使用吸管將2～5滴接種液加入到樣品中（根據樣品量）。按步驟測定BOD₅，五日后獲得的讀數可以作為試驗樣品真實的BOD₅值。

注意：當使用上述方法接種時。不必校正接種的BOD₅讀數。因為所加入接種液的量相對水樣量來說太少，不致于影響BOD₅的讀數。如果上述方法未能引起水樣中有機物的生物分解，可增加所加入接種液的量。如果由于接種液的加入影響了BOD₅讀數，可將接種液與樣品同時實驗進行平行樣測定。

接種量常取1％，5％，10％三種。

六、數據查詢

1、點擊數據查詢

2、進入數據查詢后可執行打印或查看

3、可點擊詳細數據進行查詢，也可以進行曲線的查看

七、系統設置

1、點擊系統設置

2、進入界面后可進行系統間的修改及數據的刪除與導出

八、正常維護和常見故障的排除

（一）儀器應放在通風的地方，無強電磁場干擾，無強光直接照射，無較大電源波動，最好實驗室能裝有穩壓電源，并且具有良好的接地線。

（二）將儀器包裝箱全部打開，將主機放入培養箱內，并用專用連接線分別連接好。

（三）實驗后清洗工作

完成測定后，按下列步驟清洗：

1、培養瓶

用熱水沖洗培養瓶數次，用熱肥皂水和毛刷清洗掉瓶內壁上的沉積物，并用清水沖洗數次。

2、攪拌子

用洗滌劑溶液清洗實驗用攪拌子，并沖洗干凈。

3、密封杯

擦除涂抹的真空硅酯，用洗滌溶液清洗掉殘留物和CO₂吸收劑，沖洗干凈并干燥。

注意：培養瓶塞的內表面常會受密封油沾污，必須擦凈內表面，擦除連接頭與密封杯接觸處的真空硅脂。

（四）常見故障的排除

在20℃±1℃五天培養期間，BOD₅讀數會逐漸增高。（但是，隨著時間的增加，每天之間的增量將會越來越小）。生化反應曲線（BOD₅一時間曲線）將會與下圖中所示曲線Ａ相似。如果不能獲得相似的曲線，可根據下述檢查表確定影響因素。

檢 查 表

九、注意事項

（一）實驗前將參考氣壓倉密封旋鈕松開，使內部氣壓與大氣壓相等。

（二）儀器必須在樣品充分恒溫，培養瓶口及參考氣壓倉密封旋鈕密封可靠進行分析。

（三）水樣的BOD值不得超過儀器所選擇的量程，否則實測結果將偏小

（四）測試期間讀數下降

原因是壓力系統有漏氣現象，應檢查培養瓶蓋和密封螺栓是否擰緊，培養瓶瓶口有無裂紋、缺口，連接的塑料膠管兩端接頭是否出現裂紋，膠管本身有無裂紋、氣孔、老化等，若膠管有缺陷請更換。

（五）壓力傳感器從左到右排列順序為1～8，操作者在同時測量幾種不同樣品時應記住連接順序。

（六）對于工業廢水的BOD₅測試常常需要特別注意或特別處理

1、有害物或有毒物

從水樣或稀酸樣中除去有害物或有毒物，以排除它們對BOD₅測定結果的影響。

樣品中的有害物或毒物將會降低樣品BOD₅值。

（1）如果樣品中含有氯氣

讓樣品穩定1～2小時，可以消除掉樣品中的氯氣，如果樣品含有高濃度的氯氣，則需采用下述步驟：

將1gKI～2gKI加入100～200mL水樣中，然后加入硫酸（1十11）酸化樣品（pH約為1）。在此步驟中，余氯會釋放出碘，加入淀粉指示劑，用Na₂S₂O₃溶液（N／40）滴定釋放出的碘，直至出現的蘭色退色，在另一份相同的水樣中，加入與滴定碘等量的Na₂S₂O₃溶液，這一步驟將會減少樣品中的余氯，用此樣品測定BOD₅。

（2）如果樣品含有酚、重金屬、ＣＮ或其它有毒物

用稀釋水稀釋樣品能夠排除這些物質的干擾，然后在測定前使用接種液接種樣品。

2、接種的適宜環境（適應于微生物的培養）

許多生活污水能夠用作接種液，然而，如果試驗樣品含有酚、甲醛和一些其他抑制細菌生長的物質，那么在ＢＯＤ５測定前應將適宜環境的接種液加入此樣品中。

通常接種的適宜環境可以在適合于曝氣處理的不銹鋼或非金屬容器中進行。

BOD₅測定儀裝箱清單