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 環境保護監測站，廣東深圳518000)

　　摘 要：探討了生化池出水的BOD5測定中硝化作用所產生的干擾問題。證實了氨氮硝化的耗氧量對測定結果的干擾也是顯著的，但由此產生的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。
　　關鍵詞：BOD₅； 生化池出水； 硝化作用； ATU；測定干擾
　　中圖分類號：X832
　　文獻標識碼：C
　　文章編號： 1000-4602(2002)01-0088-02

　　一般認為，水中有機物的生物氧化過程可分為兩個階段：第一階段為有機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 ℃時完成碳化階段大約需要20 d左右；第二階段為含氮物質及部分氨被氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，稱為硝化階段，在20 ℃時完成硝化階段大約需要100d，因此測定一般水樣(如工業廢水和新鮮的生活污水)的BOD₅時，起硝化作用的細菌生長得很慢，且水中的硝化菌極少，在開始培養的5d或9～10 d內，硝化作用很不顯著或根本不會發生。但是對于生化處理池的出水或含有很多硝化菌的河水，則在BOD₅的測定期間即可進行硝化作用，從而使BOD₅也包含了部分含氮化合物的需氧量。

1 試驗裝置及主要試劑

　　差壓式直讀BOD測試裝置(廣東環保儀器設備廠)
　　丙烯基硫脲(化學純，上海試劑一廠)

2 結果與討論

2.1 ATU的用量
　　在《水和廢水監測分析方法》中指出，ATU的用量為0.5 mg/L；而在《水和廢水監測分析方法指南》中指出ATU的用量為10 mg/L；另外也有報道建議以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，結果如表1所示。 表1 ATU用量對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時所測得的BOD₅最低，也就是說在分析誤差范圍內，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，取標準溶液做加與不加ATU的對比試驗，結果表明該量的ATU不影響BOD₅值，因此水樣體積為483 mL時，加入0.5 mgATU(即1.0 mg/L)是適宜的。
2.2 氮需氧量對BOD₅的影響
　　 對采用不同處理工藝的出水水樣同時做加與不加ATU的BOD₅測定對比試驗，結果如表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，氮需氧量對實測BOD₅的影響程度也不同，這主要是因為水樣中微生物的種類和數量不同，所發生的生化反應的程度也就不一樣。另外，硝化反應要消耗大量的氧^［2］，另由于亞硝化單胞菌和硝化桿菌屬自養微生物，生長量很小，其數量變化對需氧量幾乎沒有影響，所以即使是BOD₅值較小的水樣，硝化菌也可在培養瓶中生存而發生硝化作用。因此對于生化池出水，硝化菌的存在對實 測BOD₅的影響很大(如圖1所示)。

2.3 ΔBOD5和ΔNH₄⁺-N的關系
　　 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系，結果見表3。 表3 ΔBOD₅與Δ NH₄⁺-N的關系 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方面的原因：①有一部分氨不按上式反應，而是與碳源(如葡萄糖、二氧化碳)一起被同化成微生物的細胞^［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相當于1/4 mol的O₂，換算成質量即每mgNO₃^--N的接受電子能力與2.86 mgO₂相當，也就是說，每mgNO₃^--N相當于2.86 mg能使有機物氧化的O₂。Nicols^{［ 4］}的研究表明，反硝化1 mg硝態氮要消耗約3mg溶解性BOD，所以水樣中發生的反硝 化作用導致了ΔBOD₅的負偏差。
　　綜上所述可以看出，培養瓶中發生的生化反應是較為復雜的，ΔBOD₅和ΔNH₄⁺-N 的比值又直接取決于這些生化反應的程度，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BOD₅分析結果的主要原因，且其影響是不容忽視的。

3 結論

　　生化池出水中硝化菌的大量存在致使水樣在BOD₅的測定中發生硝化作用，對常規的BOD₅測定結果造成較大的影響，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：

　　［1］ ISBN 0-87553-161-X,ISSN 8755-3546，Standard methods for the examination of water and wastewater［S］.
　　［2］ 徐亞同.廢水生物處理的運行和管理［M］.上海：華東師范大學出版社，1989.
　　［3］ 水和廢水監測分析方法編委會.水和廢水監測分析方法指南(上冊)［M］.北京：中國環境科學出版社，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