CN102735812A - 一种生化需氧量的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明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。

Description

一种生化需氧量的检测方法

技术领域

本发明涉及环境监测技术领域，尤其涉及一种生化需氧量的检测方法。

背景技术

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参数之一，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，国际上测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测。

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时，微生物呼吸作用增强，耗氧增加，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强弱与有机物含量成正比，从而得到水样的BOD。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的测定。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二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二氧化碳，而且耗氧量与二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。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生化需氧量的检测方法，本发明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。

本发明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。

优选的，所述步骤a）中进行微生物培养的温度为20℃~45℃。

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：

a1）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a1）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a1）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一种或多种。

优选的，所述标准溶液的生化需氧量浓度为10.0mg O₂/L~1500.0mgO₂/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0.1秒~5秒；

所述目标水样经过步骤a）得到的微生物膜的流速为0.1mL/min~10.0mL/mim；

所述空气经过步骤a）得到的微生物膜的流速为0.1mL/min~10.0mL/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、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、塑料、尼龙、石英或硅胶；

所述反应器的长度为30.0cm~420.0cm；

所述反应器的内径为1.0mm~4.0mm。

本发明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的差值与其生化需氧量之间的关系曲线。本发明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。本发明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，同时，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，本发明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；而且本发明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，因此本发明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，本发明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，本发明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力问题，使得有机物与微生物的接触更加充分。而且，本发明所述含微生物的水样可以为来源于自然环境中含微生物水样，不同于现有技术中培养基培养的微生物，保留了自然条件下环境微生物的性质，其能够更有效地完成对有机物的降解，进一步提高了检测结果的准确度。

本发明采用空气中的氧气作为电子受体，解决了媒介体方法中媒介体可能污染环境及使微生物中毒的问题。现有技术公开的微生物传感器方法中需要对目标水样进行空气饱和以获得含饱和溶解氧的目标水样，而本发明中利用空气中的氧气实现对有机物的降解，简化了检测步骤。以往微生物膜传感器方法检测BOD的一些实验条件因氧在水中的溶解度低而受到限制。如反应温度，反应流速，微生物的用量等。反应温度提高，微生物活性增加，生物降解效率增加。反应流速降低，微生物与氧气及有机物接触更充分，生物降解效率增加。微生物的用量越多，生物降解效率越高。然而，温度升高，流速降低，微生物用量提高，都会导致微生物的内源呼吸增强，使得内源呼吸的耗氧水平提高，可用来降解目标水样中有机物的溶解氧变少，使得生物降解效率及方法的线性范围降低。在本发明中，因氧气是充足的，所以在优化条件上可以无需考虑微生物内源呼吸的影响，以达到生物降解效率的最大化。本发明所述方法比以往微生物膜传感器方法的检测上限至少提高一个数量级，使得大多数目标水样不需要稀释即可直接测量，避免了稀释误差，简化了实验步骤。

附图说明

图1为本发明实施例提供的生化需氧量检测方法的检测流程示意图；

图2为本发明实施例2得到的标准曲线；

图3为本发明实施例3得到的本发明提供的方法与国标生化需氧量法检测结果的相关性曲线；

图4为本发明实施例4得到的不同流速下生化需氧量与化学需氧量差值的相关曲线；

图5为本发明实施例6得到的检测结果。

具体实施方式

本发明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。

生化需氧量（BOD）是指在规定的条件下，微生物分解水中存在的某些可氧化的物质，特别是有机物所进行的生物化学过程中消耗的溶解氧。它是反映水中有机污染物含量的一个综合指标，说明水中有机物处于微生物的生化作用进行氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量。生化需氧量的值越高，说明水中有机污染物越多，污染也就越严重。

本发明提供一种生化需氧量的检测方法，本发明提供的方法为微生物降解有机物提供了充足的空气，提高了微生物降解的效率，使其能够在短时间内完成对有机物的高效降解；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，使得本发明提供的方法更加的绿色和环保；而且，本发明提供的方法建立了水样的化学需氧量（COD）与其生化需氧量（BOD）之间的关系，通过检测目标水样的初始化学需氧量与经过微生物降解的目标水样的化学需氧量，得到目标水样的化学需氧量的差值，根据所述目标水样的化学需氧量的差值和建立的标准曲线，得到目标水样的生化需氧量。

本发明提供的生化需氧量的检测方法将含有微生物的水样进行微生物培养，得到微生物膜。本发明采用的含有微生物的水样优选为来自于自然界中的含有微生物的水样，如可采用活性污泥、地表水或含有微生物的工业废水，从而保留了其中微生物固有的性质，得到的微生物更为稳定，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的种类不同而影响其降解效果，能够更加有效地实现对有机物的非选择性降解，从而使得检测结果更加准确。本发明优选在20℃~45℃的条件下进行微生物的培养，本发明优选采用恒温水浴的方式为微生物的培养提供适宜的温度条件，在所述20℃~45℃的温度条件下，本发明优选将含微生物水样及空气交替流过微生物载体的表面，所述含微生物水样中的微生物在所述载体的表面逐渐吸附并利用空气中的氧气进行代谢繁殖，最终形成微生物膜。本发明对所述含有微生物水样与空气交替流过微生物载体表面的时间间隔，流过微生物载体表面的流速等条件没有特殊的限制，在本发明中，为了达到更好的检测结果，所述时间间隔优选为0.1秒~5秒，更优选为0.5秒~2秒，所述含微生物水样和空气流经微生物载体表面的流速相同，也可以不同，所述含微生物水样流经微生物载体表面的流速优选为0.1mL/min~10.0mL/mim，更优选为1mL/mim~5mL/mim，所述空气流经微生物载体表面的流速优选为0.1mL/min~10.0mL/mim，更优选为1mL/mim~5mL/mim；在本发明中，所述恒温水浴的温度优选为20℃~45℃，更优选为30℃~37℃。

本发明在进行微生物膜培养时，优选将所述含微生物水样在反应器中进行微生物培养，在反应器的内壁上形成微生物膜，从而得到微生物膜反应器。本发明将所述含微生物水样连续流过反应器，所述含微生物水样中的微生物会吸附在所述反应器的内壁并生长，从而得到微生物膜反应器。本发明对所述反应器的形状，材质和尺寸等参数没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的反应器即可。在本发明中，所述反应器的材质可以为玻璃、也可以为硅胶，还可以为塑料、尼龙、石英或乙烯-醋酸乙烯共聚物，本发明所述反应器的材质优选为玻璃；所述反应器可以为管状，也可以为空心棱柱状，本发明所述反应器的形状优选为管状；本发明所述反应器的长度优选为30.0cm~420.0cm，更优选为50.0cm~300.0cm，最优选为75.0cm~150.0cm；所述反应器的内径优选为1.0mm~4.0mm。

为了使反应器内壁更适合微生物的吸附和生长，有利于微生物膜的构建，本发明优选对所述反应器的内壁进行化学修饰，得到具有粗糙化内壁的反应器。本发明对所述化学修饰的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的粗糙化处理的技术方案即可。本发明可以采用氢氟酸对所述反应器进行刻蚀，得到具有粗糙化内壁的反应器；也可以采用强碱溶液对所述反应器内壁进行腐蚀，得到具有粗糙化内壁的反应器；还可以在所述反应器的内壁上修饰如羟基、羧基或纳米结构等的特定基团，得到具有粗糙化内壁的反应器，所述纳米结构优选为碳纳米管。

在对微生物进行培养的过程中，本发明所述进行微生物培养的时间随着含微生物水样的来源不同，培养的时间有一定的差异。本发明可以根据含微生物水样中含有微生物的量的多少来控制微生物膜的培养时间，如果采用的含微生物水样中的微生物的量较少，则采用较长的微生物的培养时间，如果含微生物水样中的微生物的量较多，则进行微生物培养的时间可以缩短，只要能够得到吸附饱和的微生物膜即可。在本发明中，所述微生物膜培养的时间优选为20小时~300小时，更优选为30小时~250小时，最优选为35小时~150小时。

本发明进行微生物培养时，将所述含微生物水样流经微生物载体的内表面，得到微生物膜，在所述含微生物水样流经所述载体的内表面时，所述微生物载体会吸附一定数量的微生物，当含有有机物的目标水样或标准溶液和空气流经吸附了一定数量微生物的载体时，这些微生物可以在充足氧气的条件下，降解所述目标水样或标准溶液中的有机物，导致从所述微生物载体末端流出的经初级微生物膜降解后的目标水样或标准溶液的化学需氧量降低。但经过一次微生物膜培养得到的微生物膜的稳定性较差，因为当所述的目标水样或标准溶液中的有机物被微生物膜降解时，微生物依然可以在初级微生物膜反应器内壁上生长，使微生物膜的量在进行微生物膜的培养的过程中不断增加，因此为了使得到的微生物膜内具有吸附饱和的微生物，本发明优选按照以下步骤进行微生物膜的培养：

a1）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a1）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a1）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。

为了得到吸附微生物饱和的微生物膜，本发明首先在上述技术方案提供的恒温水浴的条件下，即20℃~45℃的条件下，将所述含微生物水样和空气连续从微生物载体的内表面流过，使所述含微生物水样中的微生物在所述载体的内表面吸附并生成初级微生物膜，吸附有初级微生物的载体即为初级微生物膜反应器。本发明优选将含微生物水样和空气交替从微生物载体的内表面流过，在充足的氧气和有机物的条件下，微生物在微生物载体的内表面吸附并生长成初级微生物膜。本发明对所述含有微生物水样与空气交替流过微生物载体表面的时间间隔，流过微生物载体表面的流速等条件没有特殊的限制，在本发明中，为了得到更好的检测结果，所述时间间隔优选为0.1秒~5秒，更优选为0.5秒~2秒，所述含微生物水样和空气流经微生物载体的流速可以相同，也可以不同，所述含微生物水样流经微生物载体表面的流速优选为0.1mL/min~10.0mL/mim，更优选为1mL/mim~5mL/mim；在本发明中，所述空气流过微生物载体的流速优选为0.5mL/min~10.0mL/min；所述进行微生物初级培养的时间优选为12小时~150小时。

得到初级微生物膜后，本发明优选将空白水样和空气流经所述初级微生物膜，对所述初级微生物膜进行清洗，清除其中残留的有机物。在对所述初级微生物进行清洗的过程中，本发明优选将所述空白水样和空气交替流经所述初级微生物膜的表面，清除其中残留的有机物。本发明对所述空白水样和空气交替流经所述初级微生物膜表面的时间间隔、流经初级微生物膜表面的流速等条件没有特殊的限制，能够清除残留的有机物即可，在本发明中，所述时间间隔优选为0.1秒~5秒，更优选为0.5秒~2秒；所述空白水样和所述空气流经初级微生物表面的流速可以相同，也可以不同，所述空白水样流经出及微生物膜表面的流速优选为0.1mL/min~10.0mL/mim，更优选为1mL/mim~5mL/mim，所述空气流经初级微生物膜表面的流速优选为0.1mL/min~10.0mL/mim，更优选为1mL/mim~5mL/mim；本发明所述空白水样为自来水、井水、降水或地下水中的一种或多种，优选为自来水或地下水中的一种或两种。在本发明中，所述空白水样流经所述初级微生物膜的流速优选为0.5mL/min~10.0mL/min，更优选为1.0mL/min~3.0mL/min。

完成对所述初级微生物膜的清洗后，本发明将标准溶液和空气流过所述初级微生物膜，优选将标准溶液和空气交替流过所述初级微生物膜，检测得到经微生物降解的标准溶液的化学需氧量。在此过程中，初级微生物膜内的微生物降解标准溶液中的有机物，从而使得其化学需氧量降低。本发明检测所述标准溶液的初始化学需氧量和其经过生物降解的化学需氧量，得到标准溶液的化学需氧量的差值，并且这一差值与所述标准溶液的生化需氧量浓度相关。本发明对所述化学需氧量的检测方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的化学需氧量的检测方法即可。可以采用国标GB11914-89水质化学需氧量的测定重铬酸钾法对标准溶液的化学需氧量进行检测；也可以采用光电化学法如申请号为200480009324.6的专利所述的方法对标准溶液的化学需氧量进行检测。本发明对所述标准溶液的初始化学需氧量和经微生物降解后的标准溶液的化学需氧量的检测顺序没有特殊的限制，可以在进行微生物膜培养前对所述标准溶液的初始化学需氧量进行检测，也可以在微生物膜培养完成后，对所述标准溶液进行微生物降解前对所述标准溶液的初始化学需氧量进行检测，还可以在完成对经微生物降解后的标准溶液的化学需氧量进行检测前或后对所述标准溶液的化学需氧量进行检测。

在本发明中，所述标准溶液优选为国际经合组织规定的标准溶液（OECD溶液）、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。更优选为葡萄糖溶液或葡萄糖和谷氨酸混合溶液，最优选为葡萄糖和谷氨酸混合溶液，即葡萄糖谷氨酸（GGA）溶液；所述OECD溶液为国际经合组织的标准里推荐的生化需氧量测定过程中使用的标准溶液，所述OECD溶液包含牛肉膏、蛋白胨和尿素等。在本发明中，所述标准溶液均采用上述技术方案所述的自来水、井水、降水或地下水中的一种或多种进行配制与稀释，本发明所述的标准溶液的生化需氧量浓度是指一定浓度下该标准溶液的生化需氧量含量，其单位为mg O₂/L。本发明所选用的标准溶液的生化需氧量浓度优选为10.0mg O₂/L~1500mg O₂/L。在本发明中，所述标准溶液流过所述初级微生物膜的流速优选优选为0.5mL/min~10.0mL/min，更优选为1.0mL/min~3.0mL/min。

为了得到吸附微生物饱和的微生物膜，按照上述技术方案重复进行微生物膜的初级培养和对标准溶液检测的步骤，直至检测得到的标准溶液的化学需氧量的差值与之前步骤中测得的同一标准溶液的化学需氧量差值一致，这说明微生物在反应器内表面吸附饱和，此时微生物膜的培养完成，得到稳定的微生物膜。

得到稳定的微生物膜后，本发明对目标水样进行检测，具体过程如下：

本发明将目标水样和空气通过上述技术方案得到的微生物膜，检测得到经过微生物降解的目标水样的化学需氧量。本发明优选将目标水样和空气交替通过上述技术方案得到的微生物膜，从而能够为微生物降解提供足够的空气，提高微生物对目标水样中有机物的降解率，从而提高了检测结果的准确度；而且，化学需氧量的获得对有机物的种类没有依赖性，更加提高了检测结果的准确度。本发明对所述目标水样和空气交替通过微生物膜的时间间隔、目标水样和空气通过微生物膜表面的流速等条件没有特殊的限制，能够为微生物降解目标水样中的有机物提供足够的空气即可，在本发明中，所述目标水样和空气交替通过微生物膜的时间间隔优选为0.1秒~5秒，更优选为0.5秒~2秒，所述目标水样和空气通过微生物表面的流速可以相同，也可以不同，所述目标水样经过微生物膜表面的流速优选为0.1mL/min～10.0mL/mim，更优选为1mL/mim~5mL/mim，所述空气经过微生物膜表面的流速优选为0.1mL/min～10.0mL/mim，更优选为1mL/mim~5mL/mim。在目标水样和空气通过所述微生物膜的过程中，所述微生物膜中的微生物在充足的空气条件下对目标水样进行降解，从而使得对降解后的目标水样的化学需氧量进行检测时，得到的化学需氧量较其初始化学需氧量降低。本发明检测通过所述微生物膜后的目标水样的化学需氧量，从而得到经微生物降解的目标水样的化学需氧量。

本发明检测未经微生物降解的目标水样的化学需氧量，即目标水样的初始化学需氧量，根据所述目标水样的初始化学需氧量和所述经微生物降解的目标水样的化学需氧量，计算得到所述目标水样的化学需氧量的差值。由于微生物中微生物对目标水样中有机物的降解，使得经微生物降解后的目标水样的化学需氧量比其初始化学需氧量降低，从而得到所述目标水样的化学需氧量的差值。本发明研究结果表明，所述化学需氧量差值与目标水样的生化需氧量之间存在线性相关性，所述差值即为计算所述目标水样生化需氧量的依据。本发明对所述化学需氧量的检测方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的化学需氧量检测的技术方案即可。可以采用国标GB11914-89水质化学需氧量的测定重铬酸钾法对标准溶液的化学需氧量进行检测；也可以采用光电化学法如申请号为200480009324.6的专利所述的方法对标准溶液的化学需氧量进行检测。本发明对所述目标水样的初始化学需氧量的检测顺序没有特殊的限制，可以在对所述经微生物降解的目标水样的化学需氧量进行检测前对所述目标水样的初始化学需氧量进行检测，也可以在对所述经微生物降解的目标水样的化学需氧量进行检测后对所述目标水样的初始化学需氧量进行检测，还可以同时对所述目标水样的初始化学需氧量和所述经微生物降解的目标水样的化学需氧量进行检测。

得到所述目标水样的化学需氧量的差值后，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，在本发明中，所述标准曲线为水样化学需氧量差值与其生化需氧量之间的关系曲线，所述标准曲线优选按照以下方法获得：

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上述技术方案得到的微生物膜，检测得到所述标准溶液经微生物降解后的化学需氧量；

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；

根据所述差值与所述标准溶液的生化需氧量浓度，得到标准曲线。

本发明首先配制一系列生化需氧量浓度的标准溶液，本发明对配制标准溶液的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的配制标准溶液的技术方案即可。在本发明中，所述配制标准溶液的溶剂优选为自来水、井水、降水或地下水中的一种或多种，优选为自来水。本发明对所述标准溶液的种类没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的用作生化需氧量检测的标准溶液即可，在本发明中，所述标准溶液优选为国际经合组织规定的标准溶液（OECD溶液）、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。更优选为葡萄糖溶液或葡萄糖和谷氨酸混合溶液，最优选为葡萄糖和谷氨酸混合溶液，即葡萄糖谷氨酸溶液；所述OECD溶液为国际经合组织的标准里推荐的生化需氧量测定过程中使用的标准溶液，所述OECD溶液包含牛肉膏、蛋白胨和尿素。本发明所述的标准溶液的生化需氧量浓度是指一定浓度下该标准溶液的生化需氧量含量，其单位为mg O₂/L。在本发明中，所述标准溶液的生化需氧量浓度优选为10.0mg O₂/L~1500.0mg O₂/L，更优选为15.0mg O₂/L~800.0mg O₂/L。

本发明将得到的标准溶液和空气经过上述技术方案得到的微生物膜，检测得到经微生物降解后的标准溶液的化学需氧量。本发明检测所述标准溶液未经微生物降解的化学需氧量，即其初始化学需氧量，根据所述标准溶液的初始化学需氧量和所述经微生物降解的标准溶液的化学需氧量，得到所述标准溶液化学需氧量的差值。本发明检测上述技术方案得到的所有生化需氧量浓度的标准溶液，从而得到每一个生化需氧量浓度的标准溶液对应的化学需氧量的差值。本发明对所述标准溶液和空气经过所述微生物膜的方式没有特殊的限制，可以将标准溶液和空气同时经过所述微生物膜，也可以将所述标准溶液和空气交替经过所述微生物膜。本发明对所述标准溶液和空气经过所述微生物膜的时间间隔、所述标准溶液和空气经过所述微生物表面的流速等条件没有特殊的限制，能够为微生物降解标准溶液中的有机物提供足够的空气即可，在本发明中，所述标准溶液和空气经过所述微生物膜的时间间隔优选为0.1秒~5秒，更优选为0.5秒~2秒；所述标准溶液和空气经过所述微生物膜表面的流速可以相同，也可以不同，所述标准溶液经过微生物膜表面的流速优选为0.1mL/min～10.0mL/mim，更优选为1mL/mim~5mL/mim，所述空气经过微生物膜表面的流速优选为0.1mL/min~10.0mL/mim，更优选为1mL/mim~5mL/mim。在所述标准溶液经过所述微生物膜的过程中，在充足空气的条件下，所述微生物膜中的微生物降解标准溶液中的有机物，从而检测得到的经微生物降解后标准溶液的化学需氧量降低，根据所述标准溶液的初始化学需氧量和经微生物降解后标准溶液的化学需氧量，得到所述标准溶液的化学需氧量的差值。本发明对所述化学需氧量的检测方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的检测化学需氧量的技术方案即可。可以采用国标GB11914-89水质化学需氧量的测定重铬酸钾法对标准溶液的化学需氧量进行检测；也可以采用光电化学法如申请号为200480009324.6的专利所述的方法对标准溶液的化学需氧量进行检测。本发明对所述标准溶液的初始化学需氧量的检测顺序没有特殊的限制，可以在对所述经微生物降解的标准溶液的化学需氧量进行检测前对所述标准溶液的初始化学需氧量进行检测，也可以在对所述经微生物降解的标准溶液的化学需氧量进行检测后对所述标准溶液的初始化学需氧量进行检测，还可以同时对所述标准溶液的初始化学需氧量和所述经微生物降解的标准溶液的化学需氧量进行检测。

得到所述标准溶液的化学需氧量差值（Δ[COD]）后，根据所述差值与所述标准溶液的生化需氧量浓度，得到标准曲线。本发明优选以所述标准溶液的化学需氧量差值为纵坐标，以其生化需氧量浓度为横坐标，得到标准溶液的化学需氧量与其生化需氧量的关系曲线，将得到的曲线进行线性拟合后，得到标准曲线。本发明得到的标准曲线的线性范围与上述技术方案中标准溶液经过微生物膜的速率有关，实验结果表明，标准溶液的流速越高，得到的标准曲线的线性范围越窄；标准溶液的流速越低，得到的标准曲线的线性范围越高。

得到标准曲线后，本发明根据上述技术方案得到的所述目标水样的化学需氧量的差值与所述标准曲线，计算得到所述目标水样的生化需氧量。

为了满足微生物膜反应器培养及快速生化需氧量检测的需要，本发明优选采用图1所示的反应流程对目标水样的生化需氧量进行检测。

如图1所示，图1为本发明提供的生化需氧量检测方法的检测流程示意图。其中1为样品杯，2为第一进样管，3为电磁阀，优选为二位三通电磁阀，4为进空气管，5为第二进样管，6为蠕动泵，7为微生物膜反应器，8为出样管，9为样品杯，10为恒温装置，11为控制器，优选为时间继电器，12为数据线；电磁阀3通过数据线12与控制器11相连，第一进样管2、第二进样管5和进空气管4分别与电磁阀3相连；第二进样管5通过蠕动泵6与微生物膜反应器7相连，出样管8与微生物膜反应器7相连；微生物膜反应器7置于恒温装置10中。

本发明采用图1所示的流程对目标水样的生化需氧量进行检测，具体过程如下：

本发明首先进行微生物膜在反应器7中的培养，得到微生物膜反应器。本发明首先将所述恒温装置10开启，所述恒温装置10用来保证微生物膜在反应器内表面的形成是在恒温条件下完成的。本发明将含有微生物的水样置于样品杯1中，利用蠕动泵6驱动所述含微生物的水样从样品杯1经第一进样管2、电磁阀3和第二进样管5进入反应器7。接通控制器11的电源，并设定其工作模式，使控制器11控制电磁阀3通过进空气管4向反应器7中补充空气，将空气和含有微生物的水样交替通过反应器7。根据消耗，及时补充样品杯1中的含微生物水样。含微生物水样和空气流经反应器7时，水样的微生物逐步地吸附在反应器7的内壁上并利用水样中的有机物及空气中的氧气代谢并繁殖，微生物的培养工作开始；蠕动泵6控制水样流速为1.0mL/min，恒温装置10设定温度为37℃，初级微生物膜反应器的培养时间为12h。

获得的初级微生物膜反应器后，本发明在样品杯1中加入自来水，利用蠕动泵6和控制器11控制自来水和空气交替进入反应器7，连续对所述反应器7清洗4小时。清洗完成后，将样品杯1中的剩余的自来水倾倒掉。

完成对体系的清洗后，本发明采用上述吸附有微生物的反应器7对葡萄糖谷氨酸溶液进行检测。本发明将预先配制的葡萄糖谷氨酸溶液置于样品杯1中，通过蠕动泵6和控制器11控制样品杯1中的葡萄糖谷氨酸溶液和由进空气管4进入的空气交替流过反应器7，收集从反应器7末端流出的经微生物降解的葡萄糖谷氨酸溶液，采用光电化学法对经微生物降解的葡萄糖谷氨酸溶液的化学需氧量进行检测，并检测样品杯1中的葡萄糖谷氨酸溶液，得到葡萄糖谷氨酸溶液的初始化学需氧量，从而得到葡萄糖谷氨酸溶液化学需氧量的差值；

为了判断反应器7中微生物吸附是否饱和，本发明重复上述微生物初级培养、自来水清洗和葡萄糖谷氨酸溶液检测的步骤，直至对所述葡萄糖谷氨酸溶液检测得到的葡萄糖谷氨酸溶液化学需氧量的差值与前两次检测结果一致，这说明反应器7中吸附的微生物的量达到恒定，此时完成微生物的培养工作，得到稳定的微生物膜反应器，将其用于对生化需氧量的检测；

得到微生物膜反应器后，本发明对一系列生化需氧量浓度葡萄糖谷氨酸溶液的检测和目标水样进行检测，根据对葡萄糖谷氨酸溶液的化学需氧量的差值与所述葡萄糖谷氨酸溶液的生化需氧量浓度，绘制得到标准曲线；根据所述标准曲线和所述目标水样的检测结果，即所述目标水样的化学需氧量的差值计算得到目标水样的生化需氧量；

为了得到标准曲线，本发明首先配制一系列生化需氧量浓度的葡萄糖谷氨酸溶液，并将所述葡萄糖谷氨酸溶液分别置于所述样品杯1中，通过蠕动泵6控制样品杯1中的葡萄糖谷氨酸溶液和通过控制器11由进空气管4进入的空气交替经过吸附有饱和微生物的反应器7，葡萄糖谷氨酸溶液中的有机物被微生物降解，得到经过微生物降解的葡萄糖谷氨酸溶液；采用光电化学法检测得到经微生物降解的葡萄糖谷氨酸溶液的化学需氧量，并且检测样品杯1中葡萄糖谷氨酸溶液的化学需氧量，得到葡萄糖谷氨酸溶液的初始化学需氧量，从而得到每个生化需氧量浓度的葡萄糖谷氨酸溶液化学需氧量的差值，根据所述化学需氧量差值与其对应的葡萄糖谷氨酸溶液的生化需氧量浓度，绘制得到标准曲线；

得到标准曲线后，本发明对目标水样进行检测。本发明将目标水样置于样品杯1中，通过蠕动泵6和控制器11控制样品杯1中的目标水样和经进空气管4进入的空气交替通过吸附有饱和微生物的反应器7，得到经微生物降解的目标水样；采用光电化学法检测得到经微生物降解的目标水样的化学需氧量，同时检测得到目标水样的初始化学需氧量，从而得到目标水样的化学需氧量的差值，根据得到的目标水样的化学需氧量的差值和标准曲线，计算得到目标水样的生化需氧量。

本发明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化学需氧量差值与其生化需氧量之间的关系曲线。本发明提供的方法建立了水样化学需氧量与生化需氧量之间的关系，在充足的氧气供应下，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。本发明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，提高了对目标水样的生物降解率，而且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，从而使得到的检测结果更为可靠；而且本发明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，能够对有机物进行非选择性降解，因此本发明提供的方法得到的检测结果具有较高的准确度。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种生化需氧量的检测方法进行详细描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

按照图1所示的示意图，制备微生物膜反应器。将恒温装置10打开，并调节温度至37℃。向样品杯1中注入500mL的活性污泥水样。将长为220.0cm、内径为2.4mm的玻璃反应器7放置于恒温水浴中。接通控制器11的开关，并设定其对二位三通电磁阀3的控制模式为每隔1秒工作1秒。设定蠕动泵6的转速为9rpm，测得实际水样流量为1.0mL/min。此时，样品杯1中的活性污泥和空气分别通过第一进样管2和进空气管4通过蠕动泵6控制每隔1秒交替经第二进样管5到达反应器7。同时不断补充活性污泥水样到样品杯1中，进行微生物膜的初级培养。12h后，清洗样品杯1。在样品杯1中注入500mL自来水，利用蠕动泵6控制自来水-空气交替流入反应器7，连续清洗4h。完成对微生物膜的清洗后，倾倒样品杯1中的剩余的自来水，将生化需氧量浓度为400.0mg O₂/L的GGA溶液注入样品杯1中，将GGA溶液和空气交替流经反应器7。收集从反应器7末端流出的经微生物膜反应器7生物降解的GGA出液，同样品杯1中的GGA溶液，进行光电化学化学需氧量检测。计算二者化学需氧量差值。重复上述微生物膜反应器的培养、清洗及GGA测量过程。当得到的化学需氧量差值与之前步骤检测GGA得到的化学需氧量差值一致时，这说明反应器7的内壁已经吸附饱和微生物，从而判定微生物膜反应器的培养完成，得到稳定的微生物膜反应器。

实施例2

将恒温水浴20打开，并调节温度至37℃。按实施例1所述微生物膜反应器清洗步骤及参数对实施例1得到的微生物膜反应器清洗10min。将150mg葡萄糖和150mg谷氨酸溶于自来水中，并定容至100mL，得到生化需氧量浓度为1980.0mg O₂/L的GGA溶液的母液。将所述母液用自来水稀释，分别得到生化需氧量浓度为10.0mg O₂/L、20.0mg O₂/L、50.0mg O₂/L、100.0mgO₂/L、200.0mg O₂/L、400.0mg O₂/L、600.0mg O₂/L、800.0mg O₂/L和1000.0mg O₂/L的GGA溶液。本发明首先将生化需氧量浓度为10.0mg O₂/L的GGA溶液注入样品杯1中，按实施例1中所述的GGA测量步骤及具体参数完成对该GGA溶液的测量。按所述的微生物膜反应器清洗步骤及具体参数及GGA测量步骤及具体参数依次完成生化需氧量浓度由低到高的GGA溶液的测量步骤。当检测生化需氧量浓度为1000.0mg O₂/L的GGA溶液时，发现其化学需氧量差值比生化需氧量浓度为800.0mg O₂/L的GGA溶液的化学需氧量差值升高不明显，因此，1000.0mg O₂/L的GGA溶液不适用此实验条件下的标准曲线的制作。

得到上述生化需氧量浓度的GGA溶液的化学需氧量差值后，本发明以生化需氧量浓度为10.0mg O₂/L~800.0mg O₂/L的GGA溶液的生化需氧量浓度值为横坐标，以与其对应的化学需氧量差值为纵坐标，绘制得到GGA溶液的标准曲线，结果如图2所示，图2为本发明实施例2得到的标准曲线，由图2中的曲线可以看出，GGA溶液所对应的化学需氧量差值与其生化需氧量浓度值具有良好的线性关系，线性拟合后得到标准曲线方程为：Δ[COD](mg O₂/L)=1.321C(mg O₂/L)，其中Δ[COD]为GGA溶液经微生物膜反应器前后的化学需氧量差值，单位为mg O₂/L，C为标准溶液的生化需氧量浓度，单位为mgO₂/L，在所述实验条件下，其线性范围为10.0mg O₂/L~800.0mg O₂/L。

实施例3

将恒温水浴20打开，并调节温度至37℃。按实施例2所述微生物膜反应器清洗和GGA测量步骤及参数对污水处理厂样品、饮料厂水样品，牛奶厂水样品，玉米深加工厂水样品，医疗废水样品，蛋糕厂水样品和厨房废水样品进行生化需氧量检测。同时采用国标BOD₅方法对上述样品测定BOD₅。

本发明将得到的化学需氧量差值按实施例2所述的GGA标准曲线计算对应样品的快速生化需氧量值。以计算得到的样品的快速生化需氧量浓度值为纵坐标，以国标法生化需氧量法检测得到的BOD₅的值为横坐标，绘制得到两种方法的相关性曲线，结果如图3所示，图3为本发明实施例3得到的本发明提供的方法和国标生化需氧量法检测结果的相关性曲线，由图3可以看出，本发明提供的方法得到的生化需氧量与BOD₅的值的线性曲线方程为y=0.960x，线性相关系数r²=0.952，其中y为本发明提供的方法检测多种水样的快速的生化需氧量，x为国标法检测对应水样得到的BOD₅，这表明本发明提供的方法对生化需氧量的检测结果具有较高的准确度。

实施例4

将恒温装置10打开，并调节温度至37℃。接通控制器11的开关，并设定其对二位三通电磁阀3的控制模式为每隔1秒工作1秒。设定蠕动泵6的转速为4.5rpm，测得GGA溶液的流量为0.5mL/min。在样品杯1中注入500mL自来水，利用蠕动泵6控制自来水和空气交替流入反应器7，对反应器7进行清洗。完成对所述反应器7的清洗后，倾倒样品杯1中的剩余的自来水。将配制好的一系列生化需氧量浓度的GGA溶液依次注入样品杯1中，并按实施例2中所述的GGA测量步骤依次进行检测，得到GGA溶液对应的化学需氧量差值。设定蠕动泵6的转速为13.5rpm，GGA溶液的流量为1.5mL/min，按上述程序重复测量一系列的GGA溶液。设定蠕动泵6的转速为18rpm，测得GGA溶液的流量为2.0mL/min，按上述程序重复测量一系列的GGA溶液。

本发明将在不同流速条件下得到的GGA溶液的化学需氧量差值为纵坐标，对应的GGA溶液的生化需氧量浓度为横坐标作图，结果如图4所示，图4为本发明实施例4得到的不同流速下生化需氧量与化学需氧量差值的相关曲线，其中曲线1为流速为0.5mL/min下得到的标准曲线，线性方程为y₁=1.384x，线性相关系数为0.996；曲线2为流速为1.0mL/min下得到的标准曲线，线性方程为y₂=1.300x，线性相关系数为0.983；曲线3为流速为1.5mL/min下得到的标准曲线，线性方程为y₃=1.290x，线性相关系数为0.994；曲线4为流速为2.0mL/min下得到的标准曲线，线性方程为y₄=1.274x，线性相关系数为0.996，（上述线性方程中y₁、y₂、y₃和y₄代表流速为0.5mL/min、1.0mL/min、1.5mL/min和2.0mL/min时得到的化学需氧量差值，x代表BOD₅浓度）；由图4中可以看出，水样的流速越高，得到的标准曲线的线性范围越窄；水样的流速越低，得到的标准曲线的线性范围越高。

实施例5

按照图1所示的示意图，制备微生物膜反应器。将恒温装置10打开，并调节温度至30℃。向样品杯1中注入300mL的活性污泥水样，并以1.0L/min的速率对所述活性污泥水样进行空气饱和。将长为75.0cm、内径为2.0mm的玻璃反应器7放置于恒温水浴中。接通控制器11的开关，并设定其对二位三通电磁阀3的控制模式为每隔1秒工作1秒。设定蠕动泵6的转速为9rpm，测得实际水样流量为1.0mL/min。此时，样品杯1中的活性污泥和空气分别通过第一进样管2和进空气管4每隔1秒交替经第二进样管5到达反应器7。同时不断补充活性污泥水样到样品杯1中。16h后，清洗样品杯1。在样品杯1中注入300mL自来水，利用蠕动泵6控制自来水和空气交替流入反应器7，连续清洗2h。倾倒样品杯1中的剩余的自来水，将生化需氧量浓度为100.0mgO₂/L的GGA溶液注入样品杯1中，此时GGA溶液和空气交替流经反应器7。收集从反应器7末端流出的经微生物膜反应器7生物降解的GGA出液，同样品杯1中的GGA溶液，采用国标GB11914-89水质化学需氧量的测定重铬酸钾法对其进行检测，得到GGA溶液的初始化学需氧量和经生物降解后的化学需氧量，计算得到GGA溶液的化学需氧量差值。重复上述微生物膜反应器的培养、清洗及GGA测量过程。当进行GGA测量过程时，得到的化学需氧量差值与之前步骤中GGA测量过程中得到的化学需氧量差值一致时，这说明反应器7的内壁已经吸附饱和微生物，从而判定微生物膜反应器的培养完成，得到稳定的微生物膜反应器。

实施例6

将恒温水浴20打开，并调节温度至37℃。配制一系列生化需氧量浓度的琥珀酸，蔗糖，异丙醇，甘油，葡萄糖，OECD，GGA，及他们的混合液。按实施例1所述微生物膜反应器清洗步骤及参数，GGA测量步骤及参数对上述一系列生化需氧量浓度的样品进行检测。

本发明将得到的化学需氧量差值为纵坐标，样品的BOD₅为横坐标作图，结果如图5所示，图5为本发明实施例6得到的检测结果，由图5中可以看出，微生物膜反应器对生化需氧量含量相同的不同种类的有机物具有相似的生物降解能力，因此，本发明提供的检测方法不依赖于有机物的种类，能够对有机物进行非选择性降解，提高了降解效率，从而提高了检测结果的准确度。

由以上实施例可知，本发明提供一种生化需氧量的检测方法，本发明将含微生物的水样进行微生物培养，得到微生物膜，将目标水样和空气通过所述微生物膜，所述微生物膜中的微生物在充足的氧气的条件下，对所述目标水样中的有机物进行降解，因为氧气充足，所以微生物的降解效率得到提高，从而提高了生化需氧量检测结果的准确度，由于微生物对有机物的降解，使得检测得到的目标水样的化学需氧量值降低，得到目标水样化学需氧量的差值；本发明研究表明，所述化学需氧量的差值与生化需氧量之间存在良好的线性关系，因此根据得到的目标水样的化学需氧量的差值与化学需氧量的差值和生化需氧量之间的线性关系，得到目标水样的生化需氧量。化学需氧量的获得不依赖于有机物的种类，从而进一步地提高了对生化需氧量检测结果的准确度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一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。

2.根据权利要求1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℃~45℃。

3.根据权利要求1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1所述的检测方法，其特征在于，所述步骤a）具体为：

a1）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a1）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a1）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1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；

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。

6.根据权利要求4~5任意一项所述的检测方法，其特征在于，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一种或多种。

7.根据权利要求4~5任意一项所述的检测方法，其特征在于，所述标准溶液的生化需氧量浓度为10.0mg O₂/L~1500.0mg O₂/L。

8.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，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0.1秒~5秒；

所述目标水样经过步骤a）得到的微生物膜的流速为0.1mL/min~10.0mL/mim；

所述空气经过步骤a）得到的微生物膜的流速为0.1mL/min~10.0mL/mim。

9.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述步骤a）中进行微生物培养为在反应器中进行微生物培养。

10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，所述反应器为管状；

所述反应器的材质为玻璃、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、塑料、尼龙、石英或硅胶；

所述反应器的长度为30.0cm~420.0cm；

所述反应器的内径为1.0mm~4.0mm。

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