一种生化需氧量的检测方法技术

本发明专利技术提供一种生化需氧量的检测方法，包括以下步骤：a）将含有微生物的水样进行微生物培养，得到微生物膜；b）将目标水样和空气经过步骤a）得到的微生物膜，检测得到所述目标水样经微生物降解后的化学需氧量；c）根据所述目标水样的初始化学需氧量和步骤b）得到的化学需氧量，得到所述目标水样的化学需氧量的差值；d）根据预定的标准曲线和步骤c）得到的目标水样的化学需氧量的差值，得到所述目标水样的生化需氧量；所述步骤d）中的标准曲线为水样的化学需氧量差值与其生化需氧量之间的关系曲线。本发明专利技术利用生物膜污水处理工艺的关键技术，为降解有机物提供足够空气，提高了微生物非选择降解有机物的效率，从而提高了检测结果的准确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环境监测
，尤其涉及ー种生化需氧量的检测方法。
技术介绍
生化需氧量(BOD)是指微生物分解水中某些可被氧化的物质，特别是有机物质所消耗的溶解氧的量，如进行生物氧化的时间为五天就称为五日生化需氧量(bod5)。生化需氧量是分析水体有机污染物含量的重要指标，是水质常规监测中最重要的參数之一，其值越高说明水中有机污染物质越多，污染也就越严重。目前，国际上測定生化需氧量普遍采用稀释与接种法，也称BOD5法，但是这种方法耗时长、工作量大、操作繁琐、干扰因素多、重复性差，且不能及时反映水质的变化，不能实现水质的在线监測。为了克服BOD5法的不足之处，现有技术中公开了多种检测BOD的方法。如微生物传感器法，这种方法首先培养所需的微生物，将培养好的微生物经离心、定量后物理吸附在纤维素膜或透析膜等的表面，得到生物膜，或采用溶胶-凝胶类聚合物化学包埋微生物制得生物膜；将得到的生物膜紧贴于氧电极的表面，目标水样经过生物膜表面吋，微生物呼吸 作用增强，耗氧増加，氧电极检测到的氧含量因此而降低。这种方法是利用微生物呼吸作用的強弱与有机物含量成正比，从而得到水样的B0D。如微生物膜反应器法，它利用富集的微生物群体对有机物的降解作用，通过检测氧气含量的变化来实现对水体BOD的測定。现有技术中对BOD的检测还有微生物燃料电池法，这种方法主要依靠富集的微生物群体降解有机物时产生电流，通过电流的强度判定水体中BOD的值。这些快速检测BOD的方法都是依靠溶解在水中的氧气作为电子受体，通过检测氧气消耗的量来反映水样中BOD的含量。然而，氧气在水中的溶解度非常低，使得其生物降解效率提高的程度受到限制，因此，上述这些快速检测的BOD方法不能充分地反映总体有机物的耗氧水平，使得检测结果出现偏差，得到的生化需氧量不能代表真实的水样污染程度。为了提高检测BOD方法中的微生物降解效率，现有技术发展了媒介体方法，这种方法采用人工电子受体，如铁氰化钾，代替自然电子受体氧气，提高了微生物对有机物的降解效率，提高了检测结果的准确度。但是媒介体方法采用的人工电子受体大多对微生物具有毒性。为了避免人工受体对微生物的毒害作用，科研工作者在提供充足氧气条件下，以氧气为电子受体，通过检测微生物降解有机物的产物ニ氧化碳的浓度来定量BOD的含量。但有机物被生物降解的产物往往不完全是ニ氧化碳，而且耗氧量与ニ氧化碳的生成量不具有直接相关性，而是取决于有机物的种类，因此这种方法得到的BOD值准确度较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供ー种生化需氧量的检测方法，本专利技术提供的方法对生化需氧量的检测准确度较高，且方法线性范围宽。本专利技术提供ー种生化需氧量的检测方法，包括以下步骤a)将含有微生物的水样进行微生物培养，得到微生物膜；b)将目标水样和空气经过步骤a)得到的微生物膜，检测得到所述目标水样经微生物降解后的化学需氧量；c)根据所述目标水样的初始化学需氧量和步骤b)得到的化学需氧量，得到所述目标水样的化学需氧量的差值；d)根据预定的标准曲线和步骤c)得到的目标水样的化学需氧量的差值，得到所述目标水样的生化需氧量；所述步骤d)中的标准曲线为水样的化学需氧量差值与其生化需氧量之间的关系曲线。 优选的，所述步骤a)中进行微生物培养的温度为20°C 45°C。优选的，所述步骤a)中进行微生物培养的时间为20小时 300小时。优选的，所述步骤a)具体为al)将含微生物水样进行微生物初级培养，得到初级微生物膜；a2)将标准溶液和空气通过所述步骤al)得到的初级微生物膜，检测得到所述标准溶液的化学需氧量；a3)重复步骤al)和步骤a2)所述的过程，直至检测得到的标准溶液的化学需氧量稳定，完成微生物的培养，得到微生物膜。优选的，所述步骤d)中的标准曲线按照以下方法获得配制系列生化需氧量浓度的标准溶液；将所述标准溶液和空气经过所述步骤a)得到的微生物膜，检测得到经微生物降解后的标准溶液的化学需氧量；根据所述标准溶液的初始化学需氧量与所述标准溶液经生物降解后的化学需氧量，得到所述标准溶液化学需氧量的差值；根据所述标准溶液化学需氧量的差值与所述标准溶液的生化需氧量浓度，得到标准曲线。优选的，所述标准溶液为葡萄糖溶液、谷氨酸溶液、葡萄糖和谷氨酸混合溶液或蔗糖溶液中的ー种或多种。优选的，所述标准溶液的生化需氧量浓度为10. Omg 02/L 1500. 0mg02/L。优选的，所述步骤b)具体为将目标水样和空气交替经过步骤a)得到的微生物膜，检测得到所述目标水样经微生物降解后的化学需氧量；所述目标水样和空气交替经过步骤a)得到的微生物膜的时间间隔为O. I秒飞秒；所述目标水样经过步骤a)得到的微生物膜的流速为O. lmL/min^lO. OmL/mim ；所述空气经过步骤a)得到的微生物膜的流速为O. lmL/min^lO. OmL/mim。优选的，所述步骤a)中进行微生物培养为在反应器中进行微生物培养。优选的，所述反应器为管状；所述反应器的材质为玻璃、こ烯-醋酸こ烯酯共聚物、塑料、尼龙、石英或硅胶；所述反应器的长度为30. 0cnT420. Ocm ；所述反应器的内径为I. 0mnT4· 0mm。本专利技术提供ー种生化需氧量的检测方法，包括以下步骤a)将含有微生物的水样进行微生物培养，得到微生物膜山)将目标水样和空气经过步骤a)得到的微生物膜，检测得到所述目标水样经微生物降解后的化学需氧量；c)根据所述目标水样的初始化学需氧量和步骤b)得到的化学需氧量，得到所述目标水样的化学需氧量的差值；d)根据预定的标准曲线和步骤c)得到的目标水样的化学需氧量的差值，得到所述目标水样的生化需氧量；所述步骤d)中的标准曲线为水样的化学需氧量的差值与其生化需氧量之间的关系曲线。本专利技术提供的方法建立了水样的化学需氧量与生化需氧量之间的关系，在充足的空气供应下，利用微生物降解目标水样中的有机物，检测得到目标水样的初始化学需氧量与其经微生物降解后的化学需氧量的差值，根据所述差值和预定的标准曲线，得到目标水样的生化需氧量。本专利技术提供的生化需氧量的检测方法采用氧气作为电子受体，提高了氧气补给，使微生物膜在充足氧气的条件下实现对有机物的高效降解，从而提高了对目标水样的生物降解 率，同吋，由于氧气是充足的，避免了硝化作用的影响，无需使用硝化抑制剂；而且得到的微生物膜中的微生物的种类具有多样化，在对有机物进行降解的过程中不会由于有机物种类的不同而影响其降解效果，这种生物降解是非选择性的，不依赖于目标水样的有机物组成，本专利技术提供的方法能够在短时间内对有机物进行高比例、非选择性的降解，从而使得到的检测结果更为可靠；而且本专利技术建立了水样的生化需氧量与化学需氧量之间的关系，根据检测得到的目标水样的生化需氧量的差值得到目标水样的生化需氧量，化学需氧量的获得也不依赖于有机物的种类，因此本专利技术提供的方法得到的检测结果具有较高的准确度。实验结果也表明，本专利技术提供的方法得到的微生物膜对不同种类的有机物具有相似的生物降解能力，不会发生对有机物进行选择性降解的现象，提高了检测结果的准确度。另外，本专利技术提供的方法制备的微生物膜是利用环境微生物直接在载体表面吸附的方式得到的，最大程度克服了现有技术中包埋材料对有机物及氧气扩散的阻カ问题，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生化需氧量的检测方法，包括以下步骤：a）将含有微生物的水样进行微生物培养，得到微生物膜；b）将目标水样和空气经过步骤a）得到的微生物膜，检测得到所述目标水样经微生物降解后的化学需氧量；c）根据所述目标水样的初始化学需氧量和步骤b）得到的化学需氧量，得到所述目标水样的化学需氧量的差值；d）根据预定的标准曲线和步骤c）得到的目标水样的化学需氧量的差值，得到所述目标水样的生化需氧量；所述步骤d）中的标准曲线为水样的化学需氧量差值与其生化需氧量之间的关系曲线。

【技术特征摘要】
1.ー种生化需氧量的检测方法，包括以下步骤 a)将含有微生物的水样进行微生物培养，得到微生物膜； b)将目标水样和空气经过步骤a)得到的微生物膜，检测得到所述目标水样经微生物降解后的化学需氧量； c)根据所述目标水样的初始化学需氧量和步骤b)得到的化学需氧量，得到所述目标水样的化学需氧量的差值； d)根据预定的标准曲线和步骤c)得到的目标水样的化学需氧量的差值，得到所述目标水样的生化需氧量； 所述步骤d)中的标准曲线为水样的化学需氧量差值与其生化需氧量之间的关系曲线。2.根据权利要求I所述的检测方法，其特征在于，所述步骤a)中进行微生物培养的温度为20°C 45°C。3.根据权利要求I所述的检测方法，其特征在于，所述步骤a)中进行微生物培养的时间为20小时 300小时。4.根据权利要求I所述的检测方法，其特征在于，所述步骤a)具体为 al)将含微生物水样进行微生物初级培养，得到初级微生物膜； a2)将标准溶液和空气通过所述步骤al)得到的初级微生物膜，检测得到所述标准溶液的化学需氧量； a3)重复步骤al)和步骤a2)所述的过程，直至检测得到的标准溶液的化学需氧量稳定，完成微生物的培养，得到微生物膜。5.根据权利要求I所述的检测方法，其特征在于，所述步骤d)中的标准曲线按照以下方法获得 配制系列生化需氧量浓度的标准溶液； 将所述标准溶液和空气经过所述步骤a)得到的微生物膜，检测得到经微生物降解后的标准溶液的化学需氧量； ...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘长宇，董绍俊，赵惠军，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，赵惠军，
类型：发明
国别省市：