BOD分析儀工作原理及結(jié)構(gòu)
一般有機物在微生物的新陳代謝作用下，其降解過程可分為兩個階段，第一階段是有機物轉(zhuǎn)化為CO2、NH3和H2O的過程；第二階段則是NH，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽的硝化過程。由于NH3已經(jīng)是無機物，污水的生化需氧量一般僅指有機物在第一階段生化反應(yīng)時所需的氧量。微生物對有機物的降解與溫度有關(guān)，一般以20℃作為測定生化需氧量時的標(biāo)準(zhǔn)溫度。在氧氣充足、不斷攪動的測定條件下，有機物一般要20天才能基本完成第一階段的氧化分解過程，約99％，常把20日BOD值當(dāng)作完全BOD值，即BOD20但20天在實際工作中是難以做到的。因此規(guī)定一個標(biāo)準(zhǔn)時間，一般為5天，稱之為五日生化需氧量，記做BOD5。BOD5約為BOD20的70％左右。
生化需氧量的傳統(tǒng)測定方法是稀釋與接種法，是指水樣經(jīng)含有營養(yǎng)液的接種稀釋水適度稀釋后在20±1℃培養(yǎng)5d，測定培養(yǎng)前后水樣中溶解氧的質(zhì)量濃度，由二者之差計算每升樣品所消耗的溶解氧量，表示為BOD5。該法是1913年由英國皇家污水處理委員會正式提出，美國公共衛(wèi)生協(xié)會1936年將(20℃)5d生化需氧量稀釋法定為水和廢水的標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法，從而形成了測定BOD5的標(biāo)準(zhǔn)稀釋法，并為ISO/TC-147所推薦。我國1987年將此方法頒布為水質(zhì)分析方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T7488-1987，并由環(huán)境保護(hù)部于2009年修訂后頒布為HJ505-2009標(biāo)準(zhǔn)。
自從BOD5在國際上被確定為重要的水質(zhì)有機污染指標(biāo)和監(jiān)測參數(shù)之一以來，許多研究人員和分析工作者對其測定方法一直在堅持不懈地研究和改進(jìn)，截至目前國內(nèi)外仍以稀釋與接種法作為經(jīng)典方法廣泛應(yīng)用于常規(guī)監(jiān)測、比對實驗、標(biāo)樣考核、仲裁分析等領(lǐng)域。然而，在實際工作中，稀釋與接種法也有許多不足之處，如操作復(fù)雜、耗時耗力、精密度差、干擾性大、適用范圍有限、不宜現(xiàn)場監(jiān)測等。
隨著環(huán)保事業(yè)的不斷發(fā)展和污水處理力度的加大，BOD在線監(jiān)測儀的研發(fā)及普及應(yīng)用已勢在必行。目前為止，國內(nèi)外均未制定BOD在線監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)方法，市場上應(yīng)用較多的主要有生物反應(yīng)器法、微生物電極法和UV法三類。
生物反應(yīng)器法的測定原理是利用特殊的中空材料吸附大量的微生物，當(dāng)待測水樣進(jìn)入反應(yīng)器后，在攪拌條件下微生物迅速降解水樣中的有機物，通過測定水樣降解前和降解后的溶解氧，并與反應(yīng)器的內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)曲線對比計算得BOD值，多個反應(yīng)器連續(xù)工作即可實現(xiàn)水樣的在線監(jiān)測。
微生物傳感器法測定BOD的原理是待測樣品與空氣以一定流量進(jìn)入流通測量池內(nèi)與微生物傳感器接觸，樣品中溶解態(tài)可生化降解的有機物被菌膜中的微生物分解，使擴散到氧電極表面的氧減少，當(dāng)樣品中可生化降解的有機物向菌膜的擴散速度達(dá)到恒定時，擴散到氧電極表面上的氧也達(dá)到恒定并產(chǎn)生恒定電流，該電流與樣品中可生化降解的有機物的差值及氧的減少量存在相關(guān)關(guān)系，據(jù)此計算出樣品的BOD，再與BOD5標(biāo)準(zhǔn)樣品對比換算得到樣品的BOD5值。由于溶解氧在線監(jiān)測儀的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要定期添加標(biāo)準(zhǔn)溶液和更換進(jìn)液管路及微生物膜。當(dāng)水樣中對BOD有貢獻(xiàn)的懸浮物含量較高或含有難生化降解的有機物時，測定結(jié)果會產(chǎn)生偏差，而且該方法不能用于含有高濃度氰化物和游離氯等水樣的測定。
UV法是指在特定波長條件下，依據(jù)樣品中有機物的光譜吸收強度與待測溶液濃度的相關(guān)關(guān)系來測定樣品中有機物的含量。但采用該法所測定數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性及其與BOD5的相關(guān)性依賴于水樣的穩(wěn)定性，而許多不穩(wěn)定樣品中的有機物在指定波長區(qū)間內(nèi)沒有吸收光譜，使得UV法很難精確測定BOD，所得數(shù)據(jù)只可以對水樣進(jìn)行定性判斷。
BOD分析儀的應(yīng)用
在線BOD分析儀廣泛應(yīng)用于廢水處理、純凈水、循環(huán)水、鍋爐水等系統(tǒng)以及電子、電鍍、印染、化學(xué)、食品、制藥等制程領(lǐng)域，以及對地表水及污染源排放等進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測。
