【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微生物学和环境监测，特别涉及一种基于bod在线检测系统的检测及养护方法。
技术介绍
1、生物化学需氧量(bod)是表征天然水体及各类废水中有机物污染程度的重要指标。是指在一定时间内，微生物分解单位体积水中有机物质所消耗的溶解氧的质量，通常情况下以bod5(五日生化需氧量)表示。水中bod含量高，耗氧量就高，水中溶解氧下降，水质的各种动物、植物、微生物等等会死亡，水将产生异味和有毒有害物质等问题。因此，对水中bod的实时检测，及时查明水体的有机污染程度和污水的可生化性，对污水处理、地表水净化，实现精准、高效的进行水污染的控制与治理和减少污染治理的成本以及治理过程中产生的二次污染具有重要意义，符合国家碳达峰，碳中和的重要战略需求。
2、bod在线监测系统，其原理为使用可驯化的产电细菌，该细菌可以负载在电极上，形成稳定的生物膜电极。以生物阳极为检测器，以线性伏安扫描为检测信号获取方法开发生物电化学bod传感器。当水样中含有bod营养物质的时候，细菌会加快呼吸作用，消耗bod，并在电极上产生电流。线性伏安扫描得到的法拉第电流强度与bod浓度成正比。负载在工作电极上的电化学池的基本确认了电化学池在常规进样流程中的稳定性与适应性。在一个较长的时间周期(1个月左右)的情况下，能够保持一种相对稳定的测量结果。由于电化学反应池中的细菌活性状态直接影响水体中的bod检测结果的稳定性与可靠性，因此bod在线监测系统中细菌状态的实时养护过程是本领域技术人员所要重点研究的。
3、目前常用的bod检测方法是标准稀释法和
技术实现思路
1、为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
2、本专利技术提供一种基于bod在线检测系统的检测及养护方法，在初始状态，电化学池内装满电解质溶液，一般电化学池内部可容纳10ml液体，则需要在电化学池内存满10ml电解质溶液，保证细菌厌氧环境；并在电化学池的工作电极与对电极之间连接一个电阻，构成一个电阻回路
3、检测及养护方法包括：
4、(1)排空电化学池：通过转动蠕动泵将电化学池内的电解质溶液排空；
5、(2)清洗电化学池：通过注射泵将缓冲溶液注入电化学池中，此时电化学池内部形成回路，对电化学池的工作电极与对电极两端施加电压，进行线性伏安扫描，通过扫描结果中的法拉第电流变化判断是否需要再次清洗电化学池；
6、(3)排空电化学池：通过转动蠕动泵将电化学池内的缓冲溶液排空；
7、(4)水样测试：通过注射泵将水样/标液从稀释池中抽出并泵入电化学池中进行线性伏安扫描；线性伏安扫描至少三次，扫描结果取最后一次测量结果中稳定的电流数值，以保证数据的准确性。
8、(5)判断测试时间间隔：通过操作系统设置测试时间；
9、若两次测试间隔时间小于n小时时，维持电阻回路连通并实时监测电阻两端的电压值，维持至下一次检测；
10、若两次测试间隔时间大于n小时时，当电阻两端的电压值大于阈值时，维持电阻回路并实时监测电压值，此时电压值会随着电化学池内部的细菌呼吸作用，不断消耗溶液中的营养物质并伴随电压值的不断下降，当电压值下降至阈值，进行步骤(6)的营养液维护；
11、(6)营养液维护：通过转动蠕动泵将电化学池内的液体排空，然后通过蠕动泵抽取营养液，自动稀释后泵入电化学池中。
12、优选的，所述时间间隔可以根据经验进行设定，由于水样中也含有bod的营养物质，细菌存在于其中会不断消耗营养进行呼吸，但在一定时间内，水样中的营养物质可以满足细菌的生存，因此可以根据经验设定测试时间间隔小于一定时间时，可以不用额外增加营养液，一般n取1。
13、电阻两端的电压通常在0-200mv间变化，在电阻保护的状态时，细菌在电化学池内部靠着营养液维护呼吸，呼吸作用越强则电压越大，营养液消耗没了，呼吸作用就会减弱，为了保证细菌的正常呼吸一般将阈值取50mv。电压持续下降说明营养液中的营养物质在不断被细菌消耗，当下降至阈值时，则需要及时补充营养液
14、进一步的，所述电解质溶液为非纯水，且恒温30℃。
15、进一步的，所述电阻的阻值为500ω-1000ω。
16、进一步的，步骤(2)中判断是否需要多次清洗的依据是：如果在-200mv电压处的电流值超过20ma，则说明细菌还存在较强呼吸作用，内部残留过多bod，则需要多次清洗。电流过高则说明细菌仍旧处于富营养化状态需要循环缓冲液清洗，将无bod存在的缓冲溶液对电化学池进行润洗，由于通常状态下，细菌初始状态均在一定浓度下营养物质环境下培养，在测试之前，需要清洗掉细菌表面的营养物质，将细菌表面的参与营养物质去除后，可显著提升测试信号的活性及稳定性。清洗细菌表面的营养物质可以用稀释过的缓冲溶液，也可以用不含bod的水清洗，重复多次清洗后，细菌表面的bod会自我消耗掉。
17、进一步的，步骤(2)中施加电压的强度为-200mv至-100mv。
18、进一步的，在水样进样前，需将水样/标液注入稀释池中，进行预稀释与恒温。
19、进一步的，所述缓冲溶液为磷酸二氢钠，磷酸氢二钠和氯化钠缓冲溶液。
20、进一步的，所述营养培养液包括1000-5000mg/l的乙酸钠或葡萄糖溶液，以及维生素、矿物质混合溶液。
21、进一步的，所述电化学池的外部设有恒温设备，用于保持电化学池外部恒温。
22、进一步的，所述注射泵在使用前，需用氢氧化钠载流液进行抑菌。
23、所述注射泵采用大容积，优选25ml，可保证水样进样速率快，进样频率低(1次可进样10ml充满整个电化学池)，定量精准，相比于蠕动泵可少对电化学池内部进行鼓泡吹气等操作，准确将定量水样加入电化学池内部而不鼓入过量空气，影响细菌状态。
24、本专利技术具有以下有益效果：
25、(1)本专利技术在整个检测过程中充分以电化学池中细菌的长期养护需求为出发点，实时保证细菌尽可能少接触空气；细菌可能最大时间浸泡于含有bod营养物质的水体环境中；细菌存在于较稳定的30℃恒温环境中，需要避免温度骤变，保证水体中的bod检测结果的稳定性与可靠性；
26、(2)本专利技术的注射泵采用大容积，可保证水样进样速率快，进样频率低(1次可进样10ml充满整个电化学池)，定量精准，相比于蠕动泵可少对电化学池内部进行鼓泡吹气等操作，准确将定量水样加入电化学池内部而不鼓入过量空气，影响细菌本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于BOD在线检测系统的检测及养护方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种基于BOD在线检测系统的检测及养护方法，其特征在于，所述电解质溶液为非纯水，且恒温30℃。
3.根据权利要求1所述的一种基于BOD在线检测系统的检测及养护方法，其特征在于，所述电阻的阻值为500Ω-1000Ω。
4.根据权利要求1所述的一种基于BOD在线检测系统的检测及养护方法，其特征在于，步骤(2)中判断是否需要多次清洗的依据是：如果在-200mV电压处的电流值超过20mA，则说明细菌还存在较强呼吸作用，内部残留过多BOD，则需要多次清洗。
5.根据权利要求1所述的一种基于BOD在线检测系统的检测及养护方法，其特征在于，步骤(2)中施加电压的强度为-200mV至-100mV。
6.根据权利要求1所述的一种基于BOD在线检测系统的检测及养护方法，其特征在于，在水样进样前，需将水样/标液注入稀释池中，进行预稀释与恒温。
7.根据权利要求1所述的一种基于BOD在线检测系统的检测及养护方法，其特征在于，所述缓冲溶液为磷酸二氢钠
8.根据权利要求1所述的一种基于BOD在线检测系统的检测及养护方法，其特征在于，所述营养培养液包括1000-5000mg/L的乙酸钠或葡萄糖溶液，以及维生素、矿物质混合溶液。
9.根据权利要求1所述的一种基于BOD在线检测系统的检测及养护方法，其特征在于，所述电化学池的外部设有恒温设备，用于保持电化学池外部恒温。
10.根据权利要求1所述的一种基于BOD在线检测系统的检测及养护方法，其特征在于，所述注射泵在使用前，需用氢氧化钠载流液进行抑菌。
...【技术特征摘要】
1.一种基于bod在线检测系统的检测及养护方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种基于bod在线检测系统的检测及养护方法，其特征在于，所述电解质溶液为非纯水，且恒温30℃。
3.根据权利要求1所述的一种基于bod在线检测系统的检测及养护方法，其特征在于，所述电阻的阻值为500ω-1000ω。
4.根据权利要求1所述的一种基于bod在线检测系统的检测及养护方法，其特征在于，步骤(2)中判断是否需要多次清洗的依据是：如果在-200mv电压处的电流值超过20ma，则说明细菌还存在较强呼吸作用，内部残留过多bod，则需要多次清洗。
5.根据权利要求1所述的一种基于bod在线检测系统的检测及养护方法，其特征在于，步骤(2)中施加电压的强度为-200mv至-100mv。
6.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈科，孙世烨，翁一举，冯静，陈可瑜，简伟，李小伟，竹可幸，
申请(专利权)人：浙江微兰环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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