技术文章
Technical articles对有硝化作用的污水处理系统的出水进行BOD5测定时,由于其中含有很多硝化细菌,测定结果中就包含了氨氮等含氮物质的需氧量。当需要区分水样中含碳物质的需氧量和含氮物质的需氧量时,可采用在稀释水中加入硝化抑制剂的方法消除BOD5测定过程中的硝化作用,比如在每升稀释水中加入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,往往说明检测过程出现了差错,必须对检测的每个环节进行审核,尤其要注意水样取用是否均匀。而BOD5/CODMn接近1甚至大于1却可能是正常的,因为高锰酸钾对水样中有机组分的氧化程度要比重铬酸钾低很多,同一水样的CODMn值有时会比CODCr值低很多。
当出现规律性的稀释倍数越大、BOD5值越高的现象时,原因通常是水样中含有抑制微生物生长繁殖的物质。稀释倍数低时,水样中所含抑制物质的比例就越大,使细菌无法进行有效的生物降解作用,导致BOD5的测定结果偏低。此时应查找抑菌物质的具体成分或原因,测定前进行有效地预处理予以消除或掩蔽。
BOD5/CODCr偏低时,比如低于0.2甚至低于0.1,如果测定的是工业废水,可能因为水样中的有机物可生物降解性很差,但如果测定的水样是城市污水或混有一定比例生活污水的工业废水,除了因为水样中含有化学毒性物质或抗菌素外,比较常见的原因是pH值非中性和存在余氯类杀菌剂等。为避免失误,在BOD5的测定过程中,水样和稀释水的pH值一定要分别调节到7和7.2,对有可能存在余氯等氧化剂的水样,要作例行检查。
植物营养物质包括氮、磷及其他一些物质,它们是植物生长发育所需要的养料。适度的营养元素可以促进生物和微生物的生长,过多的植物营养物质进入水体,会使水体中藻类大量繁殖,产生所谓“富营养化”现象,进而恶化水质、影响渔业生产和危害人体健康。浅水湖泊严重的富营养化可以导致湖泊沼泽化,直至致使湖泊死亡。
同时,植物营养物质又是活性污泥中微生物生长繁殖所必需的成份,是关系到生物处理工艺能否正常运转的关键因素。因此常规污水处理运行中都将水中植物营养物质指标作为一项重要的控制指标。
表示污水中植物营养物质的水质指标主要是氮素化合物(如有机氮、氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐等)和磷素化合物(如总磷、磷酸盐等),常规污水处理运行中一般都监测进出水中的氨氮和磷酸盐。一方面为了维持生物处理运转正常,另一方面为了检测出水是否达到国家排放标准。
常用的代表水中氮素化合物的水质指标有总氮、凯氏氮、氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐等.
氨氮是水中以NH3和NH4+形式存在的氮,它是有机氮化物氧化分解的步产物,是水体受污染的一种标志。氨氮在亚硝酸盐菌作用下可以被氧化成亚硝酸盐(以NO2-表示),而亚硝酸盐在硝酸盐菌的作用下可以被氧化成硝酸盐(以NO3-表示)。而硝酸盐也可以在无氧环境中在微生物的作用下还原为亚硝酸盐。当水中的氮主要以硝酸盐形式为主时,可以表明水中含氮有机物含量已很少,水体已达到自净。
有机氮和氨氮的总和可以使用凯氏(Kjeldahl)法测定(GB 11891--89),凯氏法测得的水样氮含量又称为凯氏氮,因而通常所称的凯氏氮是氨氮和有机氮之和。将水样先行除去氨氮后,再以凯氏法测定,其测得值即是有机氮。如果分别对水样测定凯氏氮和氨氮,则其差值也是有机氮。凯氏氮可作为污水处理装置进水氮含量的控制指标,还可以作为控制江河湖海等自然水体富营养化的参考指标。
总氮为水中有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的总和,也就是凯氏氮与总氧化氮之和。总氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮都可使用分光光度法测定,亚硝酸盐氮的分析方法见GB7493-87,硝酸盐氮的分析方法见GB7480-87,总氮分析方法见GB 11894--89。总氮代表了水中氮素化合物的总和,是自然水体污染控制的一个重要指标,也是污水处理过程中的一个重要控制参数。
氨氮测定的常用方法是比色法,即纳氏试剂比色法(GB 7479--87)和水杨酸--次氯酸盐法(GB 7481--87)。水样的保存可采用浓硫酸酸化的方法,具体做法是用浓硫酸调整水样pH值至1.5~2之间,并在4oC环境下贮存。纳氏试剂比色法和水杨酸--次氯酸盐法的低检测浓度分别为0.05mg/L和0.01mg/L(以N计),当测定浓度为0.2mg/L以上的水样时,可以使用容量法(CJ/T75--1999)。为了获得准确的结果,无论采用哪种分析方法,测定氨氮时都要将水样预先蒸馏处理。
水样的pH值对氨的测定影响很大,pH值太高,会使某些含氮的有机化合物转变为氨,pH值太低,加热蒸馏时部分氨又会滞留水中。为了获得准确的结果,分析前应将水样调至中性,水样偏酸或偏碱,可用1mol/L氢氧化钠溶液或1mol/L的硫酸溶液调节pH值为中性。然后加入磷酸盐缓冲溶液,使其pH值保持在7.4后,再进行蒸馏处理。加热后氨即呈气态从水中挥发出来,此时再用0.01~0.02mol/L的稀硫酸(苯酚--次氯酸盐法)或2%的稀硼酸(纳氏试剂法)吸收。
对于某些Ca2+含量较大的水样,加入磷酸盐缓冲溶液后,由于Ca2+与PO43-生成了难溶的Ca3(PO43-)2沉淀、释放出磷酸盐中的H+降低了pH值,显然其他能与磷酸根生成沉淀的离子也能影响加热蒸馏时水样的pH值。也就是说,对于这样的水样,即使调节pH值为中性,又加入了磷酸盐缓冲溶液,结果pH值仍会远远低于期望值。因此,对于未知水样,在蒸馏后再测一下pH值,如果pH值不在7.2~7.6之间,就应当增加缓冲溶液的用量,一般每250mg钙多加10mL磷酸盐缓冲溶液。