一般來說，由于水質(zhì)呈逐級變化的趨勢和微生物生長環(huán)境條件的改善，生物膜系統(tǒng)存在的微生物種類和數(shù)量均比活性污泥工藝多，食物鏈長且較為復(fù)雜，尤其是絲狀菌、原生動物和后生動物種類增加較多，而且還有一定比例的厭氧菌和兼性菌。
1. 廢水的主要物理特性指標(biāo)有哪些？
?、艤囟龋簭U水的溫度對廢水處理過程的影響很大，溫度的高低直接影響微生物活性。一般城市污水處理廠的水溫為10～25攝氏度之間，工業(yè)廢水溫度的高低與排放廢水的生產(chǎn)工藝過程有關(guān)。
⑵顏色：廢水的顏色取決于水中溶解性物質(zhì)、懸浮物或膠體物質(zhì)的含量。新鮮的城市污水一般是暗灰色，如果呈厭氧狀態(tài)，顏色會變深、呈黑褐色。工業(yè)廢水的顏色多種多樣，造紙廢水一般為黑色，酒糟廢水為黃褐色，而電鍍廢水藍(lán)綠色。
?、菤馕叮簭U水的氣味是由生活污水或工業(yè)廢水中的污染物引起的，通過聞氣味可以直接判斷廢水的大致成分。新鮮的城市污水有一股發(fā)霉的氣味，如果出現(xiàn)臭雞蛋味，往往表明污水已經(jīng)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生了硫化氫氣體，運行人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守防毒規(guī)定進(jìn)行操作。
⑷濁度：濁度是描述廢水中懸浮顆粒的數(shù)量的指標(biāo)，一般可用濁度儀來檢測，但濁度不能直接代替懸浮固體的濃度，因為顏色對濁度的檢測有干擾作用。
⑸電導(dǎo)率：廢水中的電導(dǎo)率一般表示水中無機(jī)離子的數(shù)量，其與來水中溶解性無機(jī)物質(zhì)的濃度緊密相關(guān)，如果電導(dǎo)率急劇上升，往往是有異常工業(yè)廢水排入的跡象。
?、使腆w物質(zhì)：廢水中固體物質(zhì)的形式(SS、DS等)和濃度反映了廢水的性質(zhì)，對控制處理過程也是非常有用的。
?、丝沙恋硇裕簭U水中的雜質(zhì)可分為溶解態(tài)、膠體態(tài)、游離態(tài)和可沉淀態(tài)四種，前三種是不可沉淀的，可沉淀態(tài)雜質(zhì)一般表示在30min或1h內(nèi)沉淀下來的物質(zhì)。
2. 廢水的化學(xué)特性指標(biāo)有哪些？
廢水的化學(xué)性指標(biāo)很多，可以分為四類：①一般性水質(zhì)指標(biāo)，如pH值、硬度、堿度、余氯、各種陰、陽離子等；②有機(jī)物含量指標(biāo)，生物化學(xué)需氧量BOD5、化學(xué)需氧量CODCr、總需氧量TOD和總有機(jī)碳TOC等；③植物性營養(yǎng)物質(zhì)含量指標(biāo)，如氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、磷酸鹽等；④有毒物質(zhì)指標(biāo)，如石油類、重金屬、氰化物、硫化物、多環(huán)芳烴、各種氯代有機(jī)物和各種農(nóng)藥等。
在不同的污水處理廠，要根據(jù)來水中污染物種類和數(shù)量的不同確定適合各自水質(zhì)特點的分析項目。
3. 一般污水處理廠需要分析的主要化學(xué)指標(biāo)有哪些？
一般污水處理廠需要分析的主要化學(xué)指標(biāo)如下：
⑴pH值：pH值可以通過測量水中的氫離子濃度來確定。pH值對廢水的生物處理影響很大，硝化反應(yīng)對pH值更加敏感。城市污水的pH值一般在6～8之間，如果超出這一范圍，往往表明有大量工業(yè)廢水排入。對于含有酸性物質(zhì)或堿性物質(zhì)的工業(yè)廢水，在進(jìn)入生物處理系統(tǒng)之前需要進(jìn)行中和處理。
?、茐A度：堿度能反應(yīng)出廢水在處理過程中所具有的對酸的緩沖能力，如果廢水具有相對高的堿度，就可以對pH值的變化起到緩沖作用，使pH值相對穩(wěn)定。堿度表示水樣中與強(qiáng)酸中的氫離子結(jié)合的物質(zhì)的含量，堿度的大小可用水樣在滴定過程中消耗的強(qiáng)酸量來測定。
⑶CODCr: CODCr是廢水中能被強(qiáng)氧化劑重鉻酸鉀所氧化的有機(jī)物的數(shù)量，以氧的mg/L計。
⑷BOD5：BOD5是廢水中有機(jī)物被生物降解所需要的氧量，是衡量廢水可生化性的指標(biāo)。
?、傻涸谖鬯幚韽S中，氮的變化和含量分布為工藝提供參數(shù)。污水處理廠進(jìn)水中的有機(jī)氮和氨氮含量一般較高，而硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮含量一般較低。初沉池氨氮的增加一般表明沉淀污泥開始厭氧，而二沉池硝酸氮和亞硝酸氮的增加，表明硝化作用已經(jīng)發(fā)生。生活污水中氮的含量一般為20～80mg/L，其中有機(jī)氮8～35mg/L，氨氮為12～50mg/L，硝酸氮和亞硝酸氮的含量很低。工業(yè)廢水中有機(jī)氮、氨氮、硝酸氮和亞硝酸氮含量因水而異，有的工業(yè)廢水中氮的含量極低，在利用生物法處理時，需要投加氮肥以補(bǔ)充微生物所需的氮含量，而出水中氮的含量過高時，又需要進(jìn)行脫氮處理，以防止受納水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象。
?、柿祝荷镂鬯辛椎暮恳话銥?～20mg/L，其中有機(jī)磷1～5mg/L，無機(jī)磷為1～15mg/L。工業(yè)廢水中磷的含量差別很大，有的工業(yè)廢水中磷的含量極低，在利用生物法處理時，需要投加磷肥以補(bǔ)充微生物所需的磷含量，而出水中磷的含量過高時，又需要進(jìn)行除磷處理，以防止受納水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象。
?、耸皖悾簭U水中的油大多是不溶于水的，且浮在水面上。進(jìn)水中的油會影響充氧效果、導(dǎo)致活性污泥中的微生物活性降低，進(jìn)入到生物處理構(gòu)筑物的混合污水含油濃度通常不能大于30～50mg/L。
?、讨亟饘伲簭U水中的重金屬主要來自工業(yè)廢水，其毒性很大。污水處理廠通常沒有較好的處理方法，通常需要在排放車間內(nèi)進(jìn)行就地處理達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)后再進(jìn)入排水系統(tǒng)，如果污水處理廠出水中重金屬含量上升，往往說明預(yù)處理出現(xiàn)了問題。
?、土蚧铮核械牧蚧锍^0.5mg/L后，就帶有令人厭惡的臭雞蛋味，且有腐蝕性，有時甚至?xí)鹆蚧瘹渲卸臼录?br />
?、斡嗦龋菏褂寐认緯r，為保證在輸送過程中微生物的繁殖，出水中余氯(包括游離性余氯和化合性余氯)是消毒工藝的控制指標(biāo)，一般不超過0.3mg/L。
4. 廢水的微生物特性指標(biāo)有哪些？
廢水的生物性指標(biāo)有細(xì)菌總數(shù)、大腸菌群數(shù)、各種病原微生物和病毒等。醫(yī)院、肉類聯(lián)合加工企業(yè)等廢水排放前必須進(jìn)行消毒處理，國家有關(guān)污水排放標(biāo)準(zhǔn)對此已經(jīng)作出了規(guī)定。污水處理廠一般不對進(jìn)水中的生物性指標(biāo)進(jìn)行檢測和控制，但對處理后的污水排放之前要進(jìn)行消毒處理，以控制處理污水對受納水體的污染。如果對二級生物處理出水再進(jìn)行深度處理后回用，就更需要在回用前進(jìn)行消毒處理。
⑴細(xì)菌總數(shù)：細(xì)菌總數(shù)可作為評價水質(zhì)清潔程度和考核水凈化效果的指標(biāo)，細(xì)菌總數(shù)增多說明水的消毒效果較差，但不能直接說明對人體的危害性有多大，必須結(jié)合糞大腸菌群數(shù)來判斷水質(zhì)對人體的安全程度。
?、拼竽c菌群數(shù)：水中大腸菌群數(shù)可間接地表明水中含有腸道病菌(如傷寒、痢疾、霍亂等)存在的可能性，因此作為保證人體健康的衛(wèi)生指標(biāo)。污水回用做雜用水或景觀用水時，就有可能與人體接觸，此時必須檢測其中糞大腸菌群數(shù)。
?、歉鞣N病原微生物和病毒：許多病毒性疾病都可以通過水傳染，比如引起肝炎、小兒麻痹癥等疾病的病毒存在于人體的腸道中，通過病人糞便進(jìn)入生活污水系統(tǒng)，再排入污水處理廠。污水處理工藝對這些病毒的去除作用有限，在將處理后污水排放時，如果受納水體的使用價值對這些病原微生物和病毒有特殊要求時，就需要消毒并進(jìn)行檢測。
5. 反映水中有機(jī)物含量的常用指標(biāo)有哪些？
有機(jī)物進(jìn)入水體后，將在微生物的作用下進(jìn)行氧化分解，使水中的溶解氧逐漸減少。當(dāng)氧化作用進(jìn)行的太快、而水體不能及時從大氣中吸收足夠的氧來補(bǔ)充消耗的氧時，水中的溶解氧可能降得很低(如低于3~4mg/L)，進(jìn)而影響水中生物正常生長的需要。當(dāng)水中的溶解氧耗盡后，有機(jī)物開始厭氧消化，發(fā)生臭氣，影響環(huán)境衛(wèi)生。
由于污水中所含的有機(jī)物往往是多種組分的極其復(fù)雜的混合體，因而難以一一分別測定各種組分的定量數(shù)值。實際上常用一些綜合指標(biāo)，間接表征水中有機(jī)物含量的多少。表示水中有機(jī)物含量的綜合指標(biāo)有兩類，一類是以與水中有機(jī)物量相當(dāng)?shù)男柩趿?O2)表示的指標(biāo)，如生化需氧量BOD、化學(xué)需氧量COD和總需氧量TOD等；另一類是以碳(C)表示的指標(biāo)，如總有機(jī)碳TOC。對于同一種污水來講，這幾種指標(biāo)的數(shù)值一般是不同的，按數(shù)值大小的排列順序為TOD>CODCr>BOD5>TOC
6. 什么是總有機(jī)碳？
總有機(jī)碳TOC(英文Total Organic Carbon的簡寫)是間接表示水中有機(jī)物含量的一種綜合指標(biāo)，其顯示的數(shù)據(jù)是污水中有機(jī)物的總含碳量，單位以碳(C)的mg/L來表示。TOC的測定原理是先將水樣酸化，利用氮氣吹脫水樣中的碳酸鹽以排除干擾，然后向氧含量已知的氧氣流中注入一定量的水樣，并將其送入以鉑鋼為觸媒的石英燃燒管中，在900oC～950oC的高溫下燃燒，用非色散紅外氣體分析儀測定燃燒過程中產(chǎn)生的CO2量，再折算出其中的含碳量，就是總有機(jī)碳TOC(詳見GB13193--91)。測定時間只需要幾分鐘。
一般城市污水的TOC可達(dá)200mg/L，工業(yè)廢水的TOC范圍較寬，最高的可達(dá)幾萬mg/L，污水經(jīng)過二級生物處理后的TOC一般<50mg/L，較清潔的河水TOC一般<10mg/L。在污水處理的研究中有用TOC作為污水有機(jī)物指標(biāo)的，但在常規(guī)污水處理運行中一般不分析這個指標(biāo)。
7. 什么是總需氧量？
總需氧量TOD(英文Total Oxygen Demand的簡寫)是指水中的還原性物質(zhì)(主要是有機(jī)物)在高溫下燃燒后變成穩(wěn)定的氧化物時所需要的氧量，結(jié)果以mg/L計。TOD值可以反映出水中幾乎全部有機(jī)物(包括碳C、氫H、氧O、氮N、磷P、硫S等成分)經(jīng)燃燒后變成CO2、H2O、NOx、SO2等時所需要消耗的氧量?？梢奣OD值一般大于CODCr值。目前我國尚未將TOD納入水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，只是在污水處理的理論研究中應(yīng)用。
TOD的測定原理是向氧含量已知的氧氣流中注入一定量的水樣，并將其送入以鉑鋼為觸媒的石英燃燒管中，在900oC的高溫下瞬間燃燒，水樣中的有機(jī)物即被氧化，消耗掉氧氣流中的氧。氧氣流中原有氧量減去剩余氧量就是總需氧量TOD。氧氣流中的氧量可以用電極測定，因而TOD的測定只需幾min。
8. 什么是生化需氧量？
生化需氧量全稱為生物化學(xué)需氧量，英文是Biochemical Oxygen Demand，簡寫為BOD，它表示在溫度為20oC和有氧的條件下，由于好氧微生物分解水中有機(jī)物的生物化學(xué)氧化過程中消耗的溶解氧量，也就是水中可生物降解有機(jī)物穩(wěn)定化所需要的氧量，單位為mg/L。BOD不僅包括水中好氧微生物的增長繁殖或呼吸作用所消耗的氧量，還包括了硫化物、亞鐵等還原性無機(jī)物所耗用的氧量，但這一部分的所占比例通常很小。因此，BOD值越大，說明水中的有機(jī)物含量越多。
在好氧條件下，微生物分解有機(jī)物分為含碳有機(jī)物氧化階段和含氮有機(jī)物的硝化階段兩個過程。在20oC的自然條件下，有機(jī)物氧化到硝化階段、即實現(xiàn)全部分解穩(wěn)定所需時間在100d以上，但實際上常用20oC時20d的生化需氧量BOD20近似地代表完全生化需氧量。生產(chǎn)應(yīng)用中仍嫌20d的時間太長，一般采用20oC時5d的生化需氧量BOD5作為衡量污水有機(jī)物含量的指標(biāo)。經(jīng)驗表明，生活污水和各種生產(chǎn)污水的BOD5約為完全生化需氧量BOD20的70~80%。
BOD5是確定污水處理廠負(fù)荷的一個重要參數(shù)，可用BOD5值計算廢水中有機(jī)物氧化所需要的氧量。含碳有機(jī)物穩(wěn)定化所需要的氧量可稱為碳類BOD5，如果進(jìn)一步氧化，就可以發(fā)生硝化反應(yīng)，硝化菌將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮時所需要的氧量可成為硝化BOD5。一般的二級污水處理廠只能去除碳類BOD5，而不去除硝化類BOD5。由于在去除碳類BOD5的生物處理過程中，硝化反應(yīng)不可避免地要發(fā)生，因此使得BOD5的測定值比實際有機(jī)物的耗氧量要高一些。
BOD測定時間較長，常用的BOD5測定需要5d時間，因此一般只能用于工藝效果評價和長周期的工藝調(diào)控。對于特定的污水處理場，可以建立BOD5和CODCr的相關(guān)關(guān)系，用CODCr粗略估計BOD5值來指導(dǎo)處理工藝的調(diào)整。
9. 什么是化學(xué)需氧量？
化學(xué)需氧量的英文是Chemical Oxygen Demand，它是指在一定條件下，水中有機(jī)物與強(qiáng)氧化劑(如重鉻酸鉀、高錳酸鉀等)作用所消耗的氧化劑折合成氧的量，以氧的mg/L計。
當(dāng)用重鉻酸鉀作為氧化劑時，水中有機(jī)物幾乎可以全部(90%~95%)被氧化，此時所消耗的氧化劑折合成氧的量即是通常所稱的化學(xué)需氧量，常簡寫為CODCr(具體分析方法見GB 11914--89)。污水的CODCr值不僅包含了水中的幾乎所有有機(jī)物被氧化的耗氧量，同時還包括了水中亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等還原性無機(jī)物被氧化的耗氧量。
10. 什么是高錳酸鉀指數(shù)（耗氧量）？
用高錳酸鉀作為氧化劑測得的化學(xué)需氧量被稱為高錳酸鉀指數(shù)(具體分析方法見GB 11892--89)或耗氧量，英文簡寫為CODMn或OC，單位為mg/L。
由于高錳酸鉀的氧化能力比重鉻酸鉀要弱，同一水樣的高錳酸鉀指數(shù)的具體值CODMn一般都低于其CODCr值，即CODMn只能表示水中容易氧化的有機(jī)物或無機(jī)物的含量。因此，我國及歐美等許多國家都把CODCr作為控制有機(jī)物污染的綜合性指標(biāo)，而只將高錳酸鉀指數(shù)CODMn作為評價監(jiān)測海水、河流、湖泊等地表水體或飲用水有機(jī)物含量的一種指標(biāo)。
由于高錳酸鉀對苯、纖維素、有機(jī)酸類和氨基酸類等有機(jī)物幾乎沒有氧化作用，而重鉻酸鉀對這些有機(jī)物差不多都能氧化，因此使用CODCr作為表示廢水的污染程度和控制污水處理過程的參數(shù)更為合適。但由于高錳酸鉀指數(shù)CODMn測定簡單、迅速，在對較清凈的地表水進(jìn)行水質(zhì)評價時仍使用CODMn來表示其受到的污染程度，即其中的有機(jī)物數(shù)量。
11. 如何通過分析廢水的BOD5與CODCr來判定廢水的可生化性？
當(dāng)水中含有有毒有機(jī)物時，一般不能準(zhǔn)確測定廢水中的BOD5值，而采用CODCr值可以較準(zhǔn)確地測定水中有機(jī)物的含量，但CODCr值又不能區(qū)別可生物降解和不可生物降解的物質(zhì)。人們習(xí)慣于利用測定污水的BOD5/CODCr來判斷其可生化性，一般認(rèn)為，污水的BOD5/CODCr大于0.3就可以利用生物降解法進(jìn)行處理，如果污水的BOD5/CODCr低于0.2，則只能考慮采用其他方法進(jìn)行處理。
12. BOD5與CODCr的關(guān)系如何？
生化需氧量BOD5表示的是污水中有機(jī)污染物在進(jìn)行生化分解過程中所需要的氧量，能夠直接從生物化學(xué)意義上說明問題，因此BOD5不僅僅是一個重要的水質(zhì)指標(biāo)，更是污水生物處理過程中的一個極為重要的控制參數(shù)。但是，BOD5在使用上也受到一定限制，一是測定時間較長(5d)，不能及時反映和指導(dǎo)污水處理裝置的運行，二是因為有些生產(chǎn)污水不具備微生物生長繁殖的條件(如存在有毒有機(jī)物)，無法測定其BOD5值。
化學(xué)需氧量CODCr則反映了污水中幾乎所有有機(jī)物和還原性無機(jī)物的含量，只是不能象生化需氧量BOD5那樣直接從生化意義上說明問題。也就是說，化驗污水的化學(xué)需氧量CODCr值可以較準(zhǔn)確地測定水中有機(jī)物含量，但化學(xué)需氧量CODCr不能區(qū)別可生物降解有機(jī)物和不可生物降解的有機(jī)物。
化學(xué)需氧量CODCr值一般高于生化需氧量BOD5值，其間的差值能夠約略地反映污水中不能被微生物降解的有機(jī)物含量。對于污染物成份相對固定的污水來說，CODCr與BOD5之間一般都有一定的比例關(guān)系，可以互相推算。加上CODCr的測定所用時間較少，按回流2h的國家標(biāo)準(zhǔn)方法來化驗，從取樣到出結(jié)果，只需要3~4h，而測定BOD5值卻需要5d時間，因此在實際污水處理運行管理中，常利用CODCr作為控制指標(biāo)。
為了盡快指導(dǎo)生產(chǎn)運行，有的污水處理場還制定了回流5min測定CODCr的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，測得結(jié)果雖然與國家標(biāo)準(zhǔn)方法有一定誤差，但由于誤差為系統(tǒng)誤差，連續(xù)監(jiān)測的結(jié)果可以正確地反應(yīng)水質(zhì)的實際變化趨勢，測定時間卻可以減少到1h以內(nèi)，對及時調(diào)整污水處理運行參數(shù)和防止水質(zhì)突變對污水處理系統(tǒng)造成沖擊，提供了時間上的保證，也就是說提高了污水處理裝置出水的合格率。
13. CODCr測定的注意事項有哪些？
CODCr測定是以重鉻酸鉀為氧化劑，在酸性條件下利用硫酸銀做催化劑，沸騰回流2h，通過測定重鉻酸鉀的消耗量，再折算成的氧消耗量(GB11914--89)。CODCr測定中使用了重鉻酸鉀、硫酸汞和濃硫酸等藥品，或有劇毒或有強(qiáng)烈的腐蝕性，而且需要加熱回流，因此操作必須在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，并且要十分精心，廢液必須回收并單獨處理。
為了促使水中還原性物質(zhì)的充分氧化，需要加入硫酸銀做催化劑，而為使硫酸銀分布均勻，應(yīng)將硫酸銀溶于濃硫酸中，待其全部溶解后(約需2d)再隨起酸化作用的硫酸一起加入錐形瓶中。國家標(biāo)準(zhǔn)化驗方法規(guī)定每測定一次CODCr(20mL水樣)要加入0.4gAg2SO4/30mLH2SO4，但有關(guān)資料表明，對于一般的水樣，投加0.3gAg2SO4/30mLH2SO4是完全足量的，沒有必要使用更多的硫酸銀。對經(jīng)常測定的污水水樣，如果有充分的數(shù)據(jù)對照，還可以適當(dāng)減少硫酸銀的用量。
CODCr是污水中有機(jī)物含量的指標(biāo)，因此測定時一定要將氯離子和無機(jī)還原物質(zhì)的耗氧除去。對于Fe2+、S2-等無機(jī)還原物的干擾，可根據(jù)其測定的濃度，由理論需氧量對已測的CODCr值加以校正。對氯離子Cl-1的干擾，一般采用硫酸汞去除，其加入量為每20mL水樣0.4gHgSO4時，可去除2000mg/L氯離子的干擾。對經(jīng)常測定的各種成份相對固定的污水水樣，如果氯離子含量較少或使用稀釋倍數(shù)較高的水樣測定，可以適當(dāng)減少硫酸汞的用量。
14. 硫酸銀的催化機(jī)理是什么？
硫酸銀的催化機(jī)理是，有機(jī)物中含羥基的化合物在強(qiáng)酸性介質(zhì)中首先被重鉻酸鉀氧化成羧酸，由羥基有機(jī)物生成的脂肪酸與硫酸銀作用生成脂肪酸銀，由于銀原子的作用，使羧基很容易地生成二氧化碳和水，同時生成新的脂肪酸銀，但其碳原子要比前者少一個，如此循環(huán)往復(fù)，逐步使有機(jī)物全部氧化成二氧化碳和水。
15. BOD5測定的注意事項有哪些？
BOD5測定通常采用標(biāo)準(zhǔn)稀釋與接種法(GB 7488--87)，其操作為，經(jīng)中和及除去毒性物質(zhì)并經(jīng)稀釋后的水樣(必要時加入適量含好氧微生物的接種液)置入培養(yǎng)瓶中，于在20oC暗處培養(yǎng)5d，通過分別測定培養(yǎng)前后水樣中溶解氧的含量，來計算出5d內(nèi)的耗氧量，再根據(jù)稀釋倍數(shù)求得其BOD5。
BOD5的測定是生物作用和化學(xué)作用的共同結(jié)果，必須嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行，變更任何一個條件，都將影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確性和可比性。影響B(tài)OD5測定的條件包括pH值、溫度、微生物種類和數(shù)量、無機(jī)鹽含量、溶解氧和稀釋倍數(shù)等。
化驗BOD5的水樣必須充滿并密封于取樣瓶中，在2～5oC的冷藏箱內(nèi)保存到分析時。一般應(yīng)在采樣后6h內(nèi)進(jìn)行檢驗，在任何情況下，水樣的貯存時間不能超過24h。
測定工業(yè)廢水的BOD5時，由于工業(yè)廢水通常溶解氧含量較少而且成分多為可生化降解的有機(jī)物，為保持培養(yǎng)瓶內(nèi)的好氧狀態(tài)，必須將水樣稀釋(或接種稀釋)，這一操作是標(biāo)準(zhǔn)稀釋法的最大特征。為確保測得結(jié)果的可靠性，對于稀釋后的水樣培養(yǎng)5d的耗氧量必須大于2mg/L，殘留溶解氧必須大于1mg/L。
投入接種液是為了保證有一定量的微生物降解水中的有機(jī)物，接種液的量以使5日耗氧0.1mg/L以下為佳。使用由金屬蒸餾器制備的蒸餾水作為稀釋水時，應(yīng)注意檢查其中的金屬離子含量，以避免因此抑制微生物繁殖和代謝。為確保稀釋水中溶解氧接近飽和，必要時可通入凈化空氣或純氧，然后于在20oC培養(yǎng)箱中放置一定時間，使之與空氣中氧分壓達(dá)到平衡。
稀釋倍數(shù)的確定是以培養(yǎng)5日耗氧大于2mg/L，剩余溶解氧大于1mg/L為原則。稀釋倍數(shù)過大或過小，都會導(dǎo)致檢驗失敗。而且由于BOD5分析周期較長，一旦出現(xiàn)類似情況，就無法以原樣補(bǔ)測。初測某一工業(yè)廢水的BOD5時，可以首先測定其CODCr，然后查閱參考已有的水質(zhì)類似的廢水的有關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)，初步確定待測水樣BOD5/CODCr值，據(jù)此推算出BOD5的大致范圍和確定稀釋倍數(shù)。
對含有抑制或殺滅好氧微生物代謝活動的物質(zhì)的水樣，直接用通常方法測定BOD5的結(jié)果會偏離實際值，必須在測定前做相應(yīng)的預(yù)處理，這些對BOD5測定有影響的物質(zhì)和因素包括重金屬及其他有毒的無機(jī)物或有機(jī)物、余氯等氧化性物質(zhì)、pH值過高或過低等。
16. 測定工業(yè)廢水的BOD5時為什么要進(jìn)行接種？如何接種？
BOD5的測定是一個生物化學(xué)耗氧過程，水樣中的微生物以水中有機(jī)物為營養(yǎng)生長繁殖的同時，分解有機(jī)物并消耗了水中的溶解氧，因此水樣中必須含有一定數(shù)量的對其中有機(jī)物有降解能力的微生物。
工業(yè)廢水中一般都含有數(shù)量不等的有毒物質(zhì)，這些有毒物質(zhì)會對微生物的活動產(chǎn)生抑制作用，因此工業(yè)廢水中自有微生物的數(shù)量很少甚至根本沒有。如果采用測定微生物含量豐富的城市污水的普通方法，可能就檢測不到廢水中真正有機(jī)物的含量，至少是偏低。比如經(jīng)高溫和滅菌處理及pH過高或過低的水樣，除了需要采取進(jìn)行降溫、還原殺菌劑或調(diào)整pH值等預(yù)處理措施外，為保證測定BOD5時的準(zhǔn)確性，也必須進(jìn)行有效接種。
測定工業(yè)廢水的BOD5時，如果毒性物質(zhì)含量太大，有時還要用藥劑予以去除；如果廢水呈酸性或堿性，還要先進(jìn)行中和處理；而且通常水樣要經(jīng)過稀釋，然后才能采用標(biāo)準(zhǔn)稀釋法測定。向水樣中水加入適量含經(jīng)過馴化的好氧微生物的接種液(如處理這種工業(yè)廢水的曝氣池混合液)，就是為了使水樣中含有一定數(shù)量的對有機(jī)物具有降解能力的微生物。在滿足其他測定BOD5的條件下，利用這些微生物分解工業(yè)廢水中的有機(jī)物，測定水樣培養(yǎng)5d的耗氧量，即可得到工業(yè)廢水的BOD5值。
污水處理場的曝氣池混合液或二沉池出水是測定進(jìn)入污水處理廠的廢水BOD5時的理想的微生物種源。直接用生活污水接種，因其中溶解氧很少甚至沒有，容易出現(xiàn)厭氧微生物，需要長時間培養(yǎng)馴化，因此，這種經(jīng)過馴化的接種液僅適用于作為特定需要的某些工業(yè)廢水。
17. 測定BOD5時制取稀釋水的注意事項有哪些？
稀釋水的質(zhì)量對BOD5的測定結(jié)果的準(zhǔn)確性意義重大，因此要求稀釋水空白5日耗氧必須小于0.2mg/L，最好能控制在0.1mg/L以下，接種稀釋水5日耗氧應(yīng)在0.3~1.0mg/L之間。
保證稀釋水質(zhì)量的關(guān)鍵在于控制其有機(jī)物的含量最低和抑制微生物繁殖的物質(zhì)含量最低，因此最好使用蒸餾水作為稀釋水，不宜使用離子交換樹脂制得的純水作為稀釋水，因為去離子水往往含有從樹脂中分離出的有機(jī)物。如果制備蒸餾水的自來水中含有某些揮發(fā)性有機(jī)物，為預(yù)防其殘留在蒸餾水中，就應(yīng)在蒸餾前進(jìn)行去除有機(jī)物的預(yù)處理。由金屬蒸餾器制得的蒸餾水，應(yīng)注意檢查其中的金屬離子含量，以免發(fā)生抑制微生物的繁殖和代謝，影響B(tài)OD5測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。
如果所用稀釋水因含有有機(jī)物而不符合使用要求時，可采取加入適量曝氣池接種液后，在室溫或20oC條件下貯存一定時間的方法予以消除影響。接種的量以5d耗氧約0.1mg/L為原則，為防止藻類繁殖，貯存必須在暗室中進(jìn)行。如果貯存后的稀釋水有沉渣，只能取用上清液，可過濾去除沉渣。
為確保稀釋水的溶解氧接近飽和，必要時可用真空泵或水射器吸入經(jīng)凈化的空氣，也可用微型空壓機(jī)注入經(jīng)凈化的空氣，還可用氧氣瓶通入純氧，然后將經(jīng)過充氧的稀釋水在20oC培養(yǎng)箱中放置一定時間，使溶解氧達(dá)到平衡。冬季在較低室溫放置的稀釋水可能含有過多的溶解氧，夏季高溫季節(jié)則恰好相反，因此在室溫與20oC有明顯差別時，一定要放置在培養(yǎng)箱內(nèi)穩(wěn)定一段時間，使之和培養(yǎng)環(huán)境的氧分壓平衡。
18. 測定BOD5時如何確定稀釋倍數(shù)？
稀釋倍數(shù)過大或過小，可導(dǎo)致5d耗氧量太少或太多，超出正常耗氧范圍使實驗失敗。而由于BOD5的測定周期很長，一旦出現(xiàn)此類情況，就無法以原樣補(bǔ)測。因此，必須十分重視稀釋倍數(shù)的確定。
工業(yè)廢水的組分雖然復(fù)雜，但其BOD5值與CODCr值之比通常在0.2～0.8之間，造紙、印染、化工等廢水比值較低，食品工業(yè)廢水則較高。一些含有顆粒狀有機(jī)物的廢水如酒糟廢水等，在測定其BOD5時，會由于顆粒物沉淀于培養(yǎng)瓶底不能參加生化反應(yīng)，造成比值明顯偏低。
稀釋倍數(shù)的確定是按測定BOD5時，5d耗氧應(yīng)大于2mg/L、剩余溶解氧大于1mg/L這兩個條件為原則。稀釋后當(dāng)日培養(yǎng)瓶中的DO為7～8.5mg/L，假設(shè)5d耗氧量為4mg/L，則稀釋倍數(shù)為CODCr值分別與0.05、0.1125、0.175三個系數(shù)的乘積。例如用250mL培養(yǎng)瓶測定CODCr為200mg/L的水樣BOD5時，三個稀釋倍數(shù)分別為：①200×0.005=10倍，②200×0.1125=22.5倍，③200×0.175=35倍。如果采用直接稀釋法，則取水樣的體積分別為：①250÷10=25mL，②250÷22.5≈11mL，③250÷35≈7mL。
照此取樣培養(yǎng)，將有1～2個測得的溶解氧結(jié)果符合上述兩個原則。如果有兩個稀釋比符合上述原則，計算結(jié)果時，應(yīng)取其平均值。如果剩余的溶解氧小于1mg/L、甚至為零時，應(yīng)加大稀釋比。如果培養(yǎng)期間溶解氧消耗量小于2 mg/L，一個可能是稀釋倍數(shù)過大；另一個可能是微生物菌種不適應(yīng)、活性差，或有毒物質(zhì)的濃度過大，此時還可能出現(xiàn)稀釋倍數(shù)大的培養(yǎng)瓶消耗溶解氧反而較多的現(xiàn)象。
如果稀釋水為接種稀釋水，由于空白水樣耗氧為0.3～1.0mg/L，所以稀釋系數(shù)分別為0.05、0.125和0.2。
如果已知水樣CODCr具體值或大概范圍，可以較容易地按上述稀釋倍數(shù)去分析其BOD5值。當(dāng)不知道水樣的CODCr范圍，為了縮短分析時間，可在測定CODCr過程中進(jìn)行估算。具體做法是：首先配制每升中含有0.4251g鄰苯二甲酸氫鉀的標(biāo)準(zhǔn)溶液(此液CODCr值為500mg/L)，然后按比例稀釋成CODCr值分別為400mg/L、300mg/L、200mg/L、100mg/L的稀溶液。分別移取20.0mLCODCr值為100mg/L～500mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，按常法加入試劑，進(jìn)行CODCr值測定。加熱煮沸騰回流30min后，自然冷卻到常溫再加蓋保存，制成標(biāo)準(zhǔn)比色系列。按照常法測定水樣的CODCr值過程中，當(dāng)煮沸回流進(jìn)行到30min時，用預(yù)熱后的標(biāo)準(zhǔn)CODCr值色列進(jìn)行對比，估算出水樣的CODCr值，依此確定化驗BOD5時的稀釋倍數(shù)。對含有難消解有機(jī)物的印染、造紙、化工等工業(yè)廢水，必要時在煮沸回流到60min時再進(jìn)行比色估算。
19. 測定BOD5時水樣稀釋法有幾種？操作注意事項有哪些？
測定BOD5時水樣稀釋法分一般稀釋法和直接稀釋法兩種，其中一般稀釋法需要使用的稀釋水或接種稀釋水?dāng)?shù)量較多。
一般稀釋法是在1L或2L量筒中，加入稀釋水或接種稀釋水約500mL，然后加入計算而得的一定體積的水樣，再加稀釋水或接種稀釋水到滿量程，用末端裝有橡皮圓片的玻璃棒在水面下慢慢作上提或下沉式攪動，最后用虹吸管將已經(jīng)混合均勻的水樣溶液引入培養(yǎng)瓶中，并使充滿溢出少許，小心蓋緊瓶塞，并水封瓶口。對第二或第三個稀釋倍數(shù)的水樣，可利用剩余的混合液，經(jīng)計算后在添加一定量的稀釋水或接種稀釋水，用同樣的方法混合并引入培養(yǎng)瓶。
直接稀釋法是先以虹吸法在已知容積的培養(yǎng)瓶中引入約一半容積的稀釋水或接種稀釋水，然后沿瓶壁注入根據(jù)稀釋倍數(shù)計算出的每一培養(yǎng)瓶中應(yīng)加入的水樣體積，再引入稀釋水或接種稀釋水至瓶頸，小心蓋緊瓶塞，并水封瓶口。
使用直接稀釋法時，特別要注意最后引入稀釋水或接種稀釋水時一定不能過快。同時要摸索引入最適體積的操作規(guī)律，避免過量溢出而產(chǎn)生的誤差。
無論使用哪中方法，在將水樣引入培養(yǎng)瓶時，動作必須要輕緩，避免發(fā)生氣泡，以防空氣溶入水中或水中氧氣溢出。同時要保證在蓋緊瓶蓋時一定要細(xì)心，避免瓶內(nèi)留有氣泡而影響測定結(jié)果。培養(yǎng)瓶在培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)時，每天都要檢查其水封情況，及時填水，以防止封口水份蒸干而使瓶內(nèi)進(jìn)入空氣。此外，5d前后使用的兩個培養(yǎng)瓶的體積必須相同，以減小誤差。
20. 測定BOD5時可能出現(xiàn)的問題有哪些？
對有硝化作用的污水處理系統(tǒng)的出水進(jìn)行BOD5測定時，由于其中含有很多硝化細(xì)菌，測定結(jié)果中就包含了氨氮等含氮物質(zhì)的需氧量。當(dāng)需要區(qū)分水樣中含碳物質(zhì)的需氧量和含氮物質(zhì)的需氧量時，可采用在稀釋水中加入硝化抑制劑的方法消除BOD5測定過程中的硝化作用，比如在每升稀釋水中加入10mg2-氯-6-(三氯甲基)砒啶或10mg丙烯基硫脲等。
BOD5/CODCr接近1甚至大于1，往往說明檢測過程出現(xiàn)了差錯，必須對檢測的每個環(huán)節(jié)進(jìn)行審核，尤其要注意水樣取用是否均勻。而BOD5/CODMn接近1甚至大于1卻可能是正常的，因為高錳酸鉀對水樣中有機(jī)組分的氧化程度要比重鉻酸鉀低很多，同一水樣的CODMn值有時會比CODCr值低很多。
當(dāng)出現(xiàn)規(guī)律性的稀釋倍數(shù)越大、BOD5值越高的現(xiàn)象時，原因通常是水樣中含有抑制微生物生長繁殖的物質(zhì)。稀釋倍數(shù)低時，水樣中所含抑制物質(zhì)的比例就越大，使細(xì)菌無法進(jìn)行有效的生物降解作用，導(dǎo)致BOD5的測定結(jié)果偏低。此時應(yīng)查找抑菌物質(zhì)的具體成分或原因，測定前進(jìn)行有效地預(yù)處理予以消除或掩蔽。
BOD5/CODCr偏低時，比如低于0.2甚至低于0.1，如果測定的是工業(yè)廢水，可能因為水樣中的有機(jī)物可生物降解性很差，但如果測定的水樣是城市污水或混有一定比例生活污水的工業(yè)廢水，除了因為水樣中含有化學(xué)毒性物質(zhì)或抗菌素外，比較常見的原因是pH值非中性和存在余氯類殺菌劑等。為避免失誤，在BOD5的測定過程中，水樣和稀釋水的pH值一定要分別調(diào)節(jié)到7和7.2，對有可能存在余氯等氧化劑的水樣，要作例行檢查。
21. 表示廢水中植物營養(yǎng)物質(zhì)指標(biāo)有哪些？
植物營養(yǎng)物質(zhì)包括氮、磷及其他一些物質(zhì)，它們是植物生長發(fā)育所需要的養(yǎng)料。適度的營養(yǎng)元素可以促進(jìn)生物和微生物的生長，過多的植物營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入水體，會使水體中藻類大量繁殖，產(chǎn)生所謂“富營養(yǎng)化”現(xiàn)象，進(jìn)而惡化水質(zhì)、影響漁業(yè)生產(chǎn)和危害人體健康。淺水湖泊嚴(yán)重的富營養(yǎng)化可以導(dǎo)致湖泊沼澤化，直至致使湖泊死亡。
同時，植物營養(yǎng)物質(zhì)又是活性污泥中微生物生長繁殖所必需的成份，是關(guān)系到生物處理工藝能否正常運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵因素。因此常規(guī)污水處理運行中都將水中植物營養(yǎng)物質(zhì)指標(biāo)作為一項重要的控制指標(biāo)。
表示污水中植物營養(yǎng)物質(zhì)的水質(zhì)指標(biāo)主要是氮素化合物(如有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸鹽和硝酸鹽等)和磷素化合物(如總磷、磷酸鹽等)，常規(guī)污水處理運行中一般都監(jiān)測進(jìn)出水中的氨氮和磷酸鹽。一方面為了維持生物處理運轉(zhuǎn)正常，另一方面為了檢測出水是否達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。