CN105116031A - 一种在线生化需氧量检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种在线生化需氧量的检测方法及装置。本发明采用氧电极检测待测水样的初始氧含量和经过微生物膜耗氧后的氧含量，得到的初始氧含量和耗氧后的氧含量差值，根据该差值和既定的标准曲线，得到待测水样的生化需氧量。本发明提供的方法检测过程简单，且最大程度简化了流路结构设计，降低了生化需氧量检测设备的制造及使用成本。而且，本发明提供的方法无需再提供空白溶液，简化了检测流程，还避免了磷酸盐缓冲溶液可能带来的环境污染问题，本发明提供的检测方零排放、零污染，具有重要的环保价值。

Description

一种在线生化需氧量检测方法及装置

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，尤其涉及一种在线生化需氧量检测方法及装置。

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，特别是有机污染物所消耗的溶解氧的量。BOD是分析水体有机污染物含量的重要指标，是常规水质检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。国际上测定BOD的标准方法为五日培养法(即BOD₅法)。地表水一般情况下有机物含量较低且含有足量微生物，因此测定地表水BOD₅一般无需稀释，其具体过程为：将待测水样空气饱和后，避光恒温培养5日，根据培养前后溶解氧含量的变化直接计算生化需氧量。地表水BOD₅法采用水体固有微生物，最大程度的克服了因样品有机物种类造成的分析结果差异而被普遍接受。但是BOD₅耗时长、工作量大、重复性差，且不能及时反映水质的变化，从而不能实现水质的在线检测。

为了克服BOD₅法的诸多不足之处，现有技术中公开了多种快速检测BOD的方法。这些方法均是以缩短检测时间为目的并以BOD₅法检测值为基准的。如微生物膜传感器法、微生物膜反应器法、微生物燃料电池法等，其中以微生物传感器法的技术发展较成熟，使得其应用较广泛。

微生物传感器法首先将培养好的微生物采用物理或化学包埋方法制成生物膜，并使所述生物膜紧贴于氧电极的表面；紧贴于氧电极表面的生物膜遇到含有机物的待测水样时，生物膜内的微生物呼吸作用增强，耗氧增加，从而使得透过生物膜到达氧电极的待测水样的氧含量降低，从而获得待测水样的生化需氧量。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，从而计算水样的BOD含量。这种采用包埋方法制备的生物膜，增加了溶解氧及有机物在生物膜表面的扩散阻力，延长了响应时间；同时，这种方法需要采用一种空白溶液(一般为磷酸盐缓冲溶液)提供氧含量的一个基准值。在测量样品之前需要先测量空白溶液的溶解氧，并认为此溶解氧水平与待测水样的溶解氧水平一致，当样品流过微生物膜时，便可计算出电极表面溶解氧变化的差值。根据此方法发展的快速BOD测定仪如日本Nisshin公司生产的BOD2000，中国天津赛普的BOD220等虽然在实验室内对标准溶液具有良好的信号相应，但实际应用效果欠佳。一方面，因为仪器需要较多的维护及消耗，导致用户在使用过程中人力及使用成本增加。另一方面，以磷酸盐缓冲溶液作为氧含量的基准，在实际应用中增加了待检测水体二次污染的可能。专利(CN101413915B)提出的现场培养微生物膜反应器的方法采用待测水样内的微生物作为微生物源，可以有效的提高包埋方法制备的微生物膜的环境适应力；专利(PTC/CN2012/073691)提出的采用自来水为空白溶液的方法可以有效解决可能带来的磷酸盐污染问题，但仍需要人力定期进行自来水的补给；专利(201210313038.5)提出的采用双电极检测方法在实际使用中需要对两只电极进行维护，增加了仪器的制造及使用成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在线生化需氧量的检测方法和装置，本发明提供的方法简单，能够及时反映水体中有机物的变化，且本发明提供的装置制造和使用成本低，零排放，零污染。

本发明提供了一种在线生化需氧量的检测方法，包括以下步骤：

a)将微生物源进行微生物培养，得到微生物膜；

b)将待测水样依次通过所述步骤a)的微生物膜和氧电极，所述氧电极检测得到所述待测水样经微生物膜耗氧后的氧含量；

c)将待测水样直接通过所述步骤b)中的氧电极，所述氧电极检测得到所述待测水样的初始氧含量；

d)根据所述步骤b)、c)得到的氧含量，得到所述待测水样经微生物膜耗氧后的氧含量的差值；

e)根据所述步骤d)得到的待测水样经微生物膜耗氧后的氧含量的差值和预定的标准曲线，得到所述待测水样的生化需氧量；

所述步骤b)和步骤c)没有时间顺序限制。

优选的，所述步骤b)设置于所述步骤c)之前。

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)将含标准溶液的水样依次通过所述步骤a1)得到的初级微生物膜和氧电极，氧电极检测得到标准溶液经所述初级微生物膜耗氧后的氧含量；

a3)将含标准溶液的水样直接通过所述氧电极，氧电极检测得到含标准溶液的水样的初始氧含量；

a4)重复步骤a2)和步骤a3)所述的过程，直至检测得到的含标准溶液的水样经初级微生物膜反应器耗氧后的氧含量和初始氧含量的差值稳定，完成微生物的培养，得到微生物膜。

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，所述步骤a)中微生物培养的温度为20℃～45℃；

所述步骤a)中微生物培养的时间为20小时～300小时。

优选的，所述步骤e)中的标准曲线按照以下步骤获得：

将水样依次通过所述步骤a)得到的微生物膜和氧电极，所述氧电极检测得到所述水样经微生物膜耗氧后的氧含量；

将含系列浓度标准溶液的水样依次通过所述步骤a)得到的微生物膜和氧电极，所述氧电极检测得到所述含系列浓度标准溶液的水样的经微生物膜耗氧后的氧含量；

根据所述含系列浓度标准溶液的水样经微生物膜耗氧后的氧含量和水样经微生物膜耗氧后的氧含量，得到微生物膜对所述系列浓度的标准溶液的耗氧量；

根据所述耗氧量及其对应的标准溶液的浓度，得到微生物膜的标准曲线。

本发明提供了一种在线生化需氧量的检测装置，包括第一进样装置、第二进样装置、微生物膜反应器、氧电极、氧还原电流检测装置和恒温装置；

所述第一进样装置的出口与所述氧电极的进口相连；

所述微生物膜反应器的出口与所述第二进样装置的进口相连；

所述第二进样装置的出口与所述氧电极的进口相连；

所述氧还原电流检测装置与所述氧电极相连，用于检测所述氧电极处的氧还原电流；

所述第一进样装置、第二进样装置、微生物膜反应器和氧电极设置于所述恒温装置中。

优选的，所述恒温装置为恒温水浴装置。

优选的，所述微生物膜反应器的长度为30.0cm～420.0cm；

所述微生物膜反应器的内径为1.0mm～4.0mm。

本发明提供了一种在线生化需氧量的检测方法，包括以下步骤：a)将微生物源进行微生物培养，得到微生物膜；b)将待测水样依次通过所述步骤a)的微生物膜和氧电极，所述氧电极检测得到所述待测水样经微生物膜耗氧后的氧含量；c)将待测水样直接通过所述步骤b)中的氧电极，所述氧电极检测得到所述待测水样的初始氧含量；d)根据所述步骤b)、c)得到的氧含量，得到所述待测水样经微生物膜耗氧后的氧含量的差值；e)根据所述步骤d)得到的待测水样经微生物膜耗氧后的氧含量的差值和预定的标准曲线，得到所述待测水样的生化需氧量；所述步骤b)和步骤c)没有时间顺序限制。本发明采用一只氧电极检测待测水样的初始氧含量和经过微生物膜耗氧后的氧含量，根据得到的初始氧含量和耗氧后的氧含量差值，根据该差值和预定的标准曲线，得到待测水样的生化需氧量。本发明提供的方法只需一只氧电极即可完成对待测水样生化需氧量的检测，使得检测过程简单，也减少了生化需氧量检测设备的制备和使用成本。

而且，本发明提供的方法无需再提供空白溶液，简化了检测流程，还避免了磷酸盐缓冲溶液带来的可能的环境污染，本发明提供的检测方零排放、零污染，具有重要的环保价值。

附图说明

图1为本发明实施例提供的生活需氧量检测装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种在线生化需氧量的检测方法，包括以下步骤：

a)将微生物源进行微生物培养，得到微生物膜；

b)将待测水样依次通过所述步骤a)的微生物膜和氧电极，氧电极检测得到所述待测水样经微生物膜后的氧含量；

c)将待测水样直接通过所述步骤b)中的氧电极，所述氧电极检测得到所述待测水样的初始氧含量；

d)根据所述步骤b)、c)得到的氧含量，得到所述待测水样经微生物膜耗氧后的氧含量的差值；

e)根据所述步骤d)得到的待测水样经微生物膜耗氧后的氧含量的差值和预定的标准曲线，得到所述待测水样的生化需氧量；

所述步骤b)和步骤c)没有时间顺序限制。

本发明提供的方法采用一只氧电极完成了对待测水样初始氧含量和经微生物膜耗氧后的氧含量，得到待测水样初始氧含量和耗氧后氧含量的差值，根据该差值和微生物膜预定的标准曲线，得到待测水样的生化需氧量。本发明提供的方法流程简单，且降低了设备的制备和使用成本。

本发明将微生物源进行微生物培养，得到微生物膜。本发明对所述微生物源的来源和种类没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知微生物源进行微生物培养即可。在本发明中，所述微生物源优选为含有微生物的水样，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。本发明优选采用来自自然界中的含有微生物的水样作为微生物源进行微生物培养，从而使得到的微生物膜保留了其中微生物固有的性质，得到的微生物膜更为稳定，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。

在本发明中，所述微生物培养的温度优选为20℃～45℃，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进行空气饱和，将得到的含有饱和空气的含微生物水样依次流过微生物载体和氧电极的表面，所述含微生物水样中的微生物在所述微生物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，氧电极检测得到所述含有饱和空气的含微生物水样经微生物膜耗氧后的氧含量。本发明优选将所述含有饱和空气的含微生物水样通过所述氧电极，所述氧电极检测得到所述含有饱和空气的含微生物水样的初始氧含量。本发明根据所述含有饱和空气的含微生物水样经微生物膜耗氧后的氧含量与初始氧含量，得到所述含有饱和空气的含微生物水样的氧含量差值，本发明根据所述氧含量差值的变化能够得到稳定的微生物膜。本发明对所述含有饱和空气的含微生物水样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，所述饱和空气的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，微生物在反应器的内壁上生长和繁殖，从而在反应器的内壁上形成微生物膜，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和繁殖，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，当含有有机物的待测水样或标准溶液流经吸附了一定数量微生物的载体时，这些微生物可以降解所述待测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待测水样或标准溶液的溶解氧含量降低。但经过一次微生物膜培养得到的微生物膜的稳定性较差，因为当所述的待测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)将含标准溶液的水样依次通过所述步骤a1)得到的初级微生物膜和氧电极，氧电极检测得到所述含标准溶液的水样经所述初级微生物膜耗氧后的氧含量；

a3)将含标准溶液的水样直接通过所述氧电极，氧电极检测得到含标准溶液的水样的初始氧含量；

a4)重复步骤a2)和步骤a3)所述的过程，直至检测得到的含标准溶液的水样经初级微生物膜反应器耗氧后的氧含量和初始氧含量的差值稳定，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进行空气饱和，将得到含有饱和空气的含微生物水样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。本发明对所述空气饱和的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的进行空气饱和的技术方案即可；本发明对所述含有饱和空气的含微生物水样流经微生物载体表面的流速没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的检测水体生化需氧量过程中采用的水样的流速即可，在本发明中，所述含饱和空气的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/min，更优选为1mL/min～5mL/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，本发明优选将含有饱和空气的水样高速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。在本发明中，所述水样高速流经所述初级微生物膜的流速优选为10mL/min～100mL/min，更优选为50.0mL/min～80.0mL/min。

完成对所述初级微生物膜的清洗后，本发明将含标准溶液的水样依次流过所述初级微生物膜和氧电极，所述氧电极检测得到所述含标准溶液的水样经初级微生物膜耗氧后的氧含量。在含标准溶液的水样通过微生物膜的过程中，初级微生物膜内的微生物降解含标准溶液的水样中的有机物，消耗其中的溶解氧，从而使得检测得到含标准溶液的水样经初级微生物膜耗氧后的氧含量低于所述含标准溶液的水样直接经过氧电极得到的初始含氧量。

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mgO₂/L。本发明所选用的标准溶液的生化需氧量浓度优选为1.0mgO₂/L～50mgO₂/L。在本发明中，所述含标准溶液的水样流过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。

本发明将上述含标准溶液的水样直接通过所述氧电极，所述氧电极检测得到所述含标准溶液的水样的初始含氧量。

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含标准溶液的水样检测的步骤，直至检测得到的含标准溶液的水样经耗氧后的氧含量和初始氧含量与之前步骤中测得的同一含标准溶液的水样的经耗氧后的氧含量和初始的氧含量基本一致，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，本发明将待测水样依次通过上述技术方案得到的微生物膜和氧电极，所述氧电极检测所述待测水样经微生物膜耗氧后的氧含量。本发明将待测水样通过上述技术方案得到的微生物膜，其中的微生物对待测水样中的有机物进行降解，从而消耗掉部分待测水样中的溶解氧，然后将经过降解的待测水样通过氧电极，检测得到所述待测水样经微生物膜耗氧后的氧还原电流，即得到所述待测水样经微生物膜耗氧后的氧含量。本发明对氧含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氧电极检测氧的还原电流的技术方案即可。本发明优选采用电化学工作站与氧电极相连，检测得到待测水样的氧还原电流。

本发明为了能够得到待测水样的初始氧含量，将待测水样直接通过上述技术方案所述氧电极，所述氧电极检测得到所述待测水样的初始氧还原电流。将待测水样经过所述微生物膜后再经过上述技术方案所述氧电极，所述氧电极检测得到所述经微生物膜耗氧后的待测水样的氧还原电流。得到所述经微生物膜耗氧后的待测水样的氧还原电流和初始氧还原电流后，本发明根据所述耗氧后的待测水样的氧还原电流与预定的氧电极的校准曲线、所述待测水样的初始氧还原电流与预定的氧电极的校准曲线，得到耗氧后的待测水样的氧含量和初始氧含量。

在本发明中，所述氧电极的校准曲线优选按照以下方法获得：

将空气饱和的水样通过氧电极，得到所述含有空气饱和的水样的氧还原电流值；

根据所述氧还原电流值和所述含有空气饱和水样的溶解氧含量，得到所述氧电极的校准曲线。

本发明对所述水样的种类没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的校正氧电极的水样即可，如所述水样可以为含有微生物的自然水源，具体如本发明中采用的太湖水水样。

本发明将所述含有空气饱和的水样通过氧电极，检测得到所述含有空气饱和水样的氧还原电流值；本发明优选记录氧电极检测得到的稳定的电流值，该稳定的电流值为含有空气饱和水样的氧还原电流值；

得到所述含有空气饱和水样的氧还原电流值后，本发明根据所述氧还原电流值和所述含有空气饱和水样的溶解氧含量，得到所述氧电极的校准曲线。本发明对所述含有空气饱和水样的溶解氧含量的获得没有特殊的限制，本领域技术人员可以采用溶氧仪对所述含有空气饱和的水样进行检测，得到所述含有空气饱和水样的溶解氧含量；也可以根据所述含有空气饱和的水样处于的温度和大气压力，由工具书或文献检索到上述温度和大气压力条件下的空气饱和水样的溶解氧含量。本发明对所述溶氧仪的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的溶氧仪即可，如可以采用型号为YSImodle5B的溶氧仪；

得到含有空气饱和水样的氧还原电流值和溶解氧含量值后，本发明根据所述氧还原电流值和溶解氧含量值，得到氧电极的校准曲线，即氧电极检测得到的氧还原电流与氧含量的关系曲线。

得到待测水样的耗氧后的氧含量和初始氧含量后，由于经过微生物降解后的待测水样，其中的溶解氧被消耗掉一部分，使得到的所述耗氧后的氧含量比初始氧含量低，本发明计算得到的所述待测水样的氧含量差。

得到所述待测水样的氧含量后，本发明根据所述待测水样的氧含量、和预定的微生物膜的标准曲线，得到所述待测水样的生化需氧量。在本发明中，所述微生物膜的标准曲线优选按照以下方法获得：

将水样依次通过所述步骤a)得到的微生物膜和氧电极，所述氧电极检测得到所述水样经微生物膜耗氧后的氧含量；

将含系列浓度标准溶液的水样依次通过所述步骤a)得到的微生物膜和氧电极，所述氧电极检测得到所述含系列浓度标准溶液的水样的经微生物膜耗氧后的氧含量；

根据所述含系列浓度标准溶液的水样经微生物膜耗氧后的氧含量和水样经微生物膜耗氧后的氧含量，得到微生物膜对所述系列浓度的标准溶液的耗氧量；

根据所述耗氧量及其对应的标准溶液的浓度，得到微生物膜的标准曲线。

本发明将水样依次通过所述步骤a)得到的微生物膜和氧电极，所述氧电极检测得到所述水样经微生物膜耗氧后的氧含量。本发明将水样通过上述技术方案制备得到的微生物膜，其中的微生物对水样中的有机物进行降解，使得其中的溶解氧的含量下降；然后再将得到的经过降解的水样通过氧电极，检测得到的所述经微生物膜耗氧后的水样的氧含量。

本发明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mgO₂/L。在本发明中，所述标准溶液的生化需氧量浓度优选为0.5mgO₂/L～100.0mgO₂/L，更优选为1.0mgO₂/L～50.0mgO₂/L。

本发明将标准溶液母液按一定比例加入到水样中，得到含系列浓度标准溶液的水样，本发明将所述含系列浓度标准溶液的水样依次通过所述步骤a)得到的微生物膜和氧电极，所述氧电极检测得到所述含系列浓度标准溶液的水样的经微生物膜耗氧后的氧含量。本发明将含系列浓度标准溶液的水样通过上述技术方案制备得到的微生物膜，其中的微生物对含系列浓度标准溶液的水样中的有机物进行降解，使得其中的溶解氧的含量下降；然后再将得到的经过降解的含系列浓度标准溶液的水样通过氧电极，检测得到的所述含系列浓度标准溶液的水样经微生物膜耗氧后的氧含量；

本发明将所述含系列浓度标准溶液的水样直接通过所述氧电极，所述氧电极检测得到所述含系列浓度标准溶液的水样的初始氧含量。

本发明依据得到的所述含系列浓度标准溶液的水样经微生物膜耗氧后的氧含量和初始氧含量，计算微生物膜对所述系列浓度标准溶液的耗氧量；

得到所述系列浓度标准溶液的耗氧量后，本发明优选以所述耗氧量为纵坐标，以对应的标准溶液的BOD浓度为横坐标，得到微生物膜的标准曲线。

得到微生物膜的标准曲线，本发明根据上述技术方案得到的待测溶液的初始氧含量和经微生物膜耗氧后的氧含量的差值，以及所述微生物膜的标准曲线，计算得到待测水样的生化需氧量。

本发明提供了一种在线生化需氧量的检测装置，包括第一进样装置、第二进样装置、微生物膜反应器、氧电极、氧还原电流检测装置和恒温装置；

所述第一进样装置的出口与所述氧电极的进口相连；

所述微生物膜反应器的出口与所述第二进样装置的进口相连；

所述第二进样装置的出口与所述氧电极的进口相连；

所述氧还原电流检测装置与所述氧电极相连，用于检测所述氧电极处的氧还原电流；

所述第一进样装置、第二进样装置、微生物膜反应器和氧电极设置于所述恒温装置中。

参见图1，图1为本发明实施例提供的生化需氧量检测装置的结构示意图，其中，1为水样容器、2为加热装置、3为进水口、4为溢流口、5为排废口、6为液位传感器、7为温度传感器、8为曝气口、9为电磁阀、10为第一支架、11为第二支架、12为氧电极、13为氧电极电线、14为氧电极进水口、15为氧电极出水口、16为氧电极进水管、17为出水管、18为第一进样装置，19为第二进样装置、20为微生物膜反应器、21为三通阀、22为蠕动泵。

在本发明的实施例中，本发明提供的生化需氧量的检测装置包括水样容器，所述第一进样装置、第二进样装置、微生物膜反应器、氧电极和恒温装置设置于所述水样容器中，所述水样容器中盛放有水样。本发明对所述水样容器的形状和大小没有特殊的限制，本领域技术人员可以根据测定水样的不同、第一进样装置、第二进样装置、微生物膜反应器、氧电极和恒温装置的不同，选择合适的水样容器，在本发明中，所述水样容器可以为水样杯。在本发明中，所述水样容器的侧壁设置有进水口3，在实施例中，所述进水口设置于所述水样容器侧壁的上部，本发明对所述进水口距离水样容器顶端的距离没有特殊的限制，本领域技术人员可根据需要自行设置。

本发明提供的生化需氧量检测装置包括第一进样装置，所述第一进样装置出口与所述氧电极的进口相连，水样通过第一进样水样的进口进入，所述第一进样装置将水样输送至氧电极进行氧还原电流的检测。本发明对所述第一进样装置的形状没有特殊的限制，在本发明的实施例中，所述第一进样装置可以为管状，为第一进样管；在本发明的实施例中所述第一进样装置18可以直接与所述氧电极的进水口相连，也可以通过氧电极进水管16与所述氧电极相连。在本发明中，所述第一进样装置18可以直接与氧电极进水管16相连，也可以通过三通阀18与所述氧电极进水管16相连。具体的，在本发明的实施例中，所述第一进样装置的出口与所述三通阀18的第一进口相连；所述三通阀18的出口与所述氧电极进水管16的进口相连，所述氧电极进水管16的出口与所述氧电极12的氧电极进水口14相连。水样通过第一进样装置的进口进入，所述第一进样装置将水样通过三通阀输送至氧电极进水管，所述氧电极进水管将水样输送至氧电极进行氧还原电流的检测，得到水样的初始氧含量。

本发明提供的生化需氧量检测装置包括第二进样装置，所述第二进样装置的进口与所述微生物膜反应器的出口相连；所述第二进样装置的出口与所述氧电极的进口相连，水样通过微生物膜反应器的进口进入，在微生物膜反应器中进行降解，然后输送至第二进样装置，通过所述第二进样装置输送至氧电极进行氧还原电流的检测。本发明对所述第二进样装置的形状没有特殊的限制，在本发明的实施例中，所述第二进样装置可以为管状，即为第二进样管。在本发明的实施例中，所述第二进样装置包括第二进样装置19可以直接与氧电极的进水口相连；也可以通过氧电极进水管与所述氧电极相连；还可以与上述技术方案所述的第一进样装置共用一个氧电极进水管16，通过所述氧电极进水管16相连。在本发明中，所述第二进样装置可以直接与氧电极进水管直接相连，也可以通过三通阀与所述氧电极进水管相连。具体的，在本发明的实施例中，所述第二进样装置19的进口与所述微生物膜反应器的出口相连，所述第二进样装置19的出口与所述三通阀18的第二进口相连；所述三通阀18的出口与所述氧电极进水管16的进口相连；所述氧电极进水管16的出口与所述氧电极12的氧电极进水口14相连。在本发明中，所述微生物膜反应器为上述技术方案所述的微生物膜反应器，在此对所述微生物膜反应器的制备、形状、尺寸等参数不再赘述。水样通过微生物膜反应器的入口流入微生物膜反应器，进行降解，降解后的水样通过第二进样装置的进口进入所述第二进样装置中，然后水样通过三通阀进入氧电极进水管中，所述氧电极进水管将水样输送至氧电极中进行氧还原电流的检测，得到水样经微生物膜反应器耗氧后的氧含量。

在本发明实施例中，水样流过氧电极后，由出水管17流出生化需氧量检测装置。本发明为了能够为水样的流动提供动力，在实施例中，所述生化需氧量检测装置还包括蠕动泵22，所述蠕动泵设置于所述出水管17上，所述蠕动泵为水样提供动力，使水样容器中的水样进入第一进样装置或第二进样装置，实现对水样生化需氧量的检测。

本发明提供的生化需氧量的检测装置包括氧电极，所述氧电极用于对水样中的氧含量进行检测，本发明对所述氧电极的种类没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的氧电极即可。在本发明的实施例中，为了能够实现对水样中氧含量的检测，所述氧电极一端连接有氧电极电线，所述氧电极电线与氧还原电流检测装置(图中未标出)相连接，所述氧还原电流检测装置用于检测氧电极处的氧还原电流。本发明对所述氧还原电流检测装置的种类没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的氧还原电流检测装置。在本发明的实施例中，为了能够固定第一进样装置、第二进样装置和氧电极，所述生化需氧量检测装置还包括第一支架10和第二支架11，所述第一支架用于支撑所述氧电极，在所述水样容器中竖直设置，所述第一支架的一端与氧电极相连，另一端设置于所述水样容器的底部；在本发明的实施例中，所述氧电极与水平面呈角度设置，因此，所述第一支架可以采用y型支架；所述第二支架用于支撑所述三通阀21，在所述水样容器中竖直放置，所述第二支架的一端与三通阀相连，另一端设置于所述水样容器的底部，从而实现了对第一进样装置和第二进样装置的支撑和固定。

本发明提供的生化需氧量的检测装置包括恒温装置，所述第一进样装置、第二进样装置、微生物膜反应器和氧电极设置于所述恒温装置中，使得生化需氧量的检测在恒定的温度下进行，提高了得到结果的准确度。在本发明的实施例中，所述恒温装置包括加热装置2和温度传感器7，所述加热装置用于对水样进行加热，所述温度传感器用于控制水样的温度。本发明对所述加热装置的种类没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的加热装置即可，如本发明可以采用加热棒作为加热装置。在本发明的实施例中，所述加热装置设置与所述水样容器的侧壁的底端，本发明对所述加热装置距离水样容器底部的距离没有特殊的限制，本领域技术人员可根据需要自行设置；所述温度传感器设置于所述加热装置的对侧，优选呈对称设置。

本发明为了能够控制水样容器中水样的水位，在实施例中，所述生化需氧量检测装置还包括液位传感器6和溢流口4，所述溢流口设置于所述水样容器侧壁的上部，所述溢流口的位置能够保证第一进样装置、第二进样装置、微生物膜反应器和氧电极浸入水样中即可；所述液位传感器设置于所述溢流口的对侧，高度与所述溢流口的高度一致。

本发明为了能够对水样进行空气饱和，在实施例中，所述生物需氧量检测装置还包括曝气口8，所述曝气口设置于所述水样容器侧壁的下端，与所述加热装置紧邻，设置于所述加热装置的下部。

为了方便剩余水样的排废，在实施例中，所述生物需氧量检测装置还包括电磁阀9，所述电磁阀设置于排废口5处。在本发明中，所述排废口用于将检测完成的水样排出水样容器，所述电磁阀用来控制所述水样容器1的排废开关，所述排废口设置于所述水样容器的底端，本领域技术人员可根据需要将所述排废口设置于所述水样容器底端的任意位置，本发明将所述排废口设置于所述水样容器底端的中心位置。

为了更清楚地说明本发明提供的生化需氧量的检测方法和装置，下面结合本发明提供的生化需氧量检测装置对生化需氧量的检测方法进行进一步的说明：

本发明首先进行氧电极的校准，具体过程如下：

将去离子水注入水样容器1中，并对其进行空气饱和，记录去离子水的温度及大气压强等；根据温度和大气压强的条件，得到该去离子水的理论含氧量；得到的空气饱和的去离子水在蠕动泵22的作用下以一定流速通过氧电极12后从出水管17排出。氧电极12稳定时的氧含量被校准为该理论值；

为了实现对地表水生化需氧量的检测，本发明在微生物膜反应器20中进行微生物膜的培养。

微生物膜的培养主要分为以下几个步骤：

本发明将含有微生物的水样置于水样容器1中，通过曝气口8对水样容器1中的含有微生物的水样进行曝气。将所述水样容器1的加热棒2开启，所述恒温的水样容器1用来保证微生物膜反应器内表面微生物膜的形成是在恒温条件下完成的。在蠕动泵22的驱动下，所述含微生物的水样从水样容器1经微生物膜反应器20、第二进样装置19，三通阀21、氧电极进水管16和氧电极进水口14到达氧电极12，并由氧电极出水口15和出水管17排出；含有饱和空气的含微生物的水样经过微生物膜反应器20时，水样中的微生物逐步地吸附在微生物膜反应器20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；此过程为初级微生物膜的培养，一般时间为12-24h。

获得初级微生物膜后，本发明将含有微生物的水样置于水样容器1中，加入一定体积的标准溶液母液，通过曝气口8对水样容器1中的含有微生物及标准溶液的水样进行曝气，并将所述水样容器1的加热棒2开启。

在蠕动泵22的驱动下，所述含微生物及标准溶液的水样从水样容器1经微生物膜反应器20、第二进样装置19，三通阀21、氧电极进水管16和氧电极进水口14到达氧电极12，并由氧电极出水口15和出水管17排出，一段时间后，氧电极12得到稳定的含氧量，记录为含氧量1；

切换三通阀21的流路，将含微生物及标准溶液的水样从水样容器1经第一进样装置19，三通阀21、氧电极进水管16和氧电极进水口14到达氧电极12，并由氧电极出水口15和出水管17排出，一段时间后，氧电极12得到另一稳定的含氧量，记录为含氧量2；

排废口5开启，将含微生物及标准溶液的水样进行排废。重复所述步骤3和4；直至含氧量1和含氧量2的差值稳定时，认为微生物膜培养完毕。

蠕动泵22控制水样流速为3.0mL/min，水样容器1设定温度为37℃。培养时为在24～48h。

获得微生物膜反应器后将水样通过进水口3注入水样容器1中，加热棒2开始加热，并采用曝气口8对水样进行空气饱和，利用液位传感器6和溢流口4控制水样在水样容器1中的液面高度。利用蠕动泵22控制含有饱和空气的水样高速经过微生物膜反应器20、第二进样装置19、三通阀21、氧电极进水管16和氧电极进水口14到达氧电极12，连续对微生物膜反应器20清洗。清洗完成后，开启电磁阀9，水样容器1中剩余的水样从排废口5排出。蠕动泵流速设定为50mlmin^-1，清洗时间为20min。

完成对微生物膜反应器20的清洗后，本发明对含葡萄糖谷氨酸溶液的水样进行检测，即微生物膜反应器的标准曲线制定。水样通过进水口3进入水样容器1中，利用液位传感器6和溢流口4控制水样容器1中的液面高度，加热棒2开始加热，并采用曝气口8对其进行空气饱和。利用蠕动泵22将空气饱和的含葡萄糖谷氨酸标准溶液的水样依次经过微生物膜反应器20、第二进样装置19、三通阀21、氧电极进水管16和氧电极进水口14到达氧电极12，并由氧电极出水口15和出水管17排废。当氧电极12信号稳定时，记录此时水样经微生物膜反应器22耗氧后的含氧量；在容器1中加入一定体积的葡萄糖谷氨酸标准溶液母液，然后利用蠕动泵22将空气饱和的含葡萄糖谷氨酸标样的水样依次经过微生物膜反应器20、第二进样装置19、三通阀21、氧电极进水管16和氧电极进水口14到达氧电极12，并由氧电极出水口15和出水管17排废。当氧电极12信号再次稳定时，记录此时含葡萄糖谷氨酸标样的水样的含氧量。检测完成后，开启电磁阀9，水样容器1中剩余的含葡萄糖谷氨酸标样的水样从排废口5排出。

计算水样经微生物膜反应器耗氧后的含氧量和含葡萄糖谷氨酸标样的水样经微生物膜反应器耗氧后的含氧量的差值，此含氧量差值为微生物膜反应器对该浓度葡萄糖谷氨酸标样的耗氧量；按如上所述方法对其他多个浓度葡萄糖谷氨酸标样进行检测，从而得到每个生化需氧量浓度的葡萄糖谷氨酸溶液对应的含氧量差值，根据所述氧含量的差值与其对应的葡萄糖谷氨酸溶液的生化需氧量浓度，绘制得到微生物膜反应器的标准曲线；

得到标准曲线后，本发明对待测水样进行检测。待测水样通过进水口3进入水样容器1中，加热棒2开始加热，并采用曝气口8对其进行空气饱和，利用液位传感器6和溢流口4控制待测水样在水样容器1中的液面高度。利用蠕动泵22控制含有饱和空气的待测水样依次经过微生物膜反应器20、第二进样装置19、三通阀21、进水管16和电极进水口14到达氧电极12，并由样电极出水口15和出水管17排废。当氧电极12稳定时，记录此时待测水样经微生物膜反应器22耗氧后的氧含量；然后利用蠕动泵22控制含有饱和空气的待测水样依次经过第一进样装置18、三通阀21、氧电极进水管16和氧电极进水口14到达氧电极12，并由氧电极出水口15和出水管17排废。当氧电极12稳定时，记录此时待测水样的初始氧含量。检测完成后，开启电磁阀9，水样容器1中剩余的水样从排废口5排出。计算待测水样经微生物膜反应器耗氧后的氧含量和初始氧含量的差值；从而得到所述待测水样的氧含量差值，根据得到的待测水样的氧含量的差值和微生物膜反应器标准曲线，计算得到待测水样的生化需氧量。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的地表水生化需氧量在线检测方法及装置进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

氧电极12的校准：

将太湖水水样通过进水口3注入水样容器1中，并打开加热棒2对太湖水水样进行加热，同时采用曝气口8对太湖水水样进行空气饱和，直至温度平衡至仪器设置的37℃。开启蠕动泵22并设定流速为4mL/min，将太湖水依次经过第一进样装置18，三通阀21，氧电极进水管16，到达氧电极12表面，并从出水管17排出。当氧电极检测的电流达到稳定时，记录此电流值为682nA。采用YSImodle5B溶氧仪测得其溶解氧含量为6.76mg/L，据此得到该氧电极的校准曲线为y(nA)＝100.88x(mg/L)，其中y为氧还原电流值，x为氧含量。

实施例2

氧电极12的校准：

将娃哈哈饮用纯净水水样通过进水口3注入水样容器1中，并打开加热棒2对水样进行加热，同时采用曝气口8对娃哈哈饮用纯净水水样进行空气饱和，直至温度平衡至仪器设置的30℃。开启蠕动泵22并设定流速为2mL/min，将太湖水依次经过第一进样装置18，三通阀21，氧电极进水管16，到达氧电极12表面，并从出水管17排出。当氧电极检测的电流达到稳定时，记录此电流值为544nA。记录此时大气压强为100.98mmHg。查询溶解氧标准手册，得此条件下溶解氧含量为7.52mg/L，据此得到该氧电极的校准曲线为y(nA)＝72.34x(mg/L)，其中y为氧还原电流值，x为氧含量。

实施例3

按照图1所示的示意图，制备微生物膜反应器。

将无锡市尚贤河河水水样通过进水口3注入水样杯1中，并打开加热棒2对水样进行加热，同时采用曝气口8对水样进行空气饱和，直至温度平衡至仪器设置的30℃。开启蠕动泵22并设定流速为4mL/min，将水样依次经过微生物膜反应器20、第二进样装置19、三通阀21和氧电极进水管16，到达氧电极12表面，并从出水管17排出。15分钟后，氧电极输出信号达到稳定，得到经校准后的氧含量为7.50mgL^-1。24h后，氧电极得到的氧含量为7.18mgL^-1。初级微生物膜培养完毕。此时，尚贤河河水水样排废，并重新加入新的河水水样。将5mLBOD浓度为2100mgL^-1的葡萄糖谷氨酸标准溶液母液加入到体积为2100mL的水样杯1中，使葡萄糖谷氨酸的BOD终浓度为5mgL^-1。此溶液依次经过微生物膜反应器20、第二进样装置19、三通阀21和氧电极进水管16，到达氧电极12表面，并从出水管17排出。15分钟后，氧电极输出信号达到稳定，得到的氧含量为6.59mgL^-1，此氧含量为含5mgL^-1葡萄糖谷氨酸标样的水样经微生物膜耗氧后的氧含量。切换三通阀21的流路，使含有5mgL^-1葡萄糖谷氨酸标样的尚贤河水样依次经过第一进样装置18、三通阀21和氧电极进水管16，到达氧电极12表面，并从出水管17排出。5分钟后，氧电极输出信号达到稳定，得到的氧含量为7.51mgL^-1，此氧含量为含5mgL^-1葡萄糖谷氨酸标样的水样的初始氧含量。

重复进行上述微生物膜反应器的培养步骤，28h后，含5mgL^-1葡萄糖谷氨酸标样的水样经微生物膜耗氧后的氧含量和其初始氧含量差值为1.48mgL^-1。34h后，含5mgL^-1葡萄糖谷氨酸标样的水样经微生物膜耗氧后的氧含量和其初始氧含量差值为1.49mgL^-1，与之前30h、32h得到的差值比较，基本稳定，微生物膜反应器培养工作完成。关闭空气饱和装置，加热棒2，蠕动泵22。开启电磁阀9，将此含有葡萄糖谷氨酸标准溶液的河水水样排废。

将无锡市尚贤河河水水样通过进水口3注入水样杯1中，并打开加热棒2对水样进行加热，同时采用曝气口8对水样进行空气饱和，直至温度平衡至仪器设置的30℃。开启蠕动泵22并设定流速为50mL/min，将水样依次经过微生物膜反应器20、第二进样装置19、三通阀21和氧电极进水管16，到达氧电极12表面，并从出水管17排出。10分钟后，关闭空气饱和装置，加热棒2，蠕动泵22。开启电磁阀9，将河水水样排废。微生物膜反应器的清洗工作完成。

实施例4

按图1所示的示意图得到的用于生化需氧量的检测装置，对系列浓度的葡萄糖谷氨酸溶液进行测定，得到微生物膜反应器的标准曲线。

将无锡市尚贤河河水水样通过进水口3注入水样杯1中，并打开加热棒2对水样进行加热，同时采用曝气口8对水样进行空气饱和，直至温度平衡至仪器设置的37℃。开启蠕动泵22并设定流速为4mL/min，将河水水样依次经过微生物膜反应器20、第二进样装置19、三通阀21和氧电极进水管16，到达氧电极12表面，并从出水管17排出。12分钟后，记录氧电极12平衡后的氧浓度，标记为氧含量a1，为5.83mgO₂/L。将10mlBOD浓度为2100mgL^-1的葡萄糖谷氨酸母液注入体积为2100ml的水样杯1中，使水样杯1中的葡萄糖谷氨酸标准溶液的BOD终浓度10.0mgO₂/L。6分钟后，记录氧电极12平衡后的氧浓度，标记为氧含量a2，为3.72mgO₂/L。氧电极检测水样及含BOD浓度为10.0mgL^-1的葡萄糖谷氨酸标样的水样得到的氧含量a1，a2的溶解氧含量差值2.11mgL^-1，此差值代表了微生物膜反应器20中的微生物膜对BOD终浓度为10.0mgmgL^-1的葡萄糖谷氨酸标准溶液的耗氧量；

重复上述步骤，对于一系列BOD浓度的葡萄糖谷氨酸标样，将得到一系列的氧含量差值。以得到的氧含量差值为纵坐标，以对应的葡萄糖谷氨酸溶液的BOD含量为横坐标，作图得到的关系曲线即为此微生物膜反应器的标准曲线，将其线性回归后得到的线性方程为：Y(mgL^-1)＝0.2080X(mgL^-1)，其中，X为水样的BOD含量，Y为氧电极检测到的氧含量差值。

实施例5

采用图1所示的装置，实施例4制定的微生物膜反应器标准曲线进行无锡市尚贤河河水水样BOD的测定。

将无锡市尚贤河河水水样通过进水口3注入水样杯1中，并打开加热棒2对水样进行加热，同时采用曝气口8对水样进行空气饱和，直至温度平衡至仪器设置的37℃。开启蠕动泵22并设定流速为4mL/min，将水样依次经过微生物膜反应器20、第二进样装置19、三通阀21和氧电极进水管16，到达氧电极12表面，并从出水管17排出。记录氧电极12的氧含量为5.88mgL^-1。转换三通阀21的开关，将水样依次经过第一进样装置18、三通阀21和进水管16，到达氧电极12表面，并从出水管17排出。记录氧电极12的氧含量为6.37mgL^-1。

计算得到微生物膜反应器20对无锡市尚贤河河水水样的耗氧量为0.59mgL^-1。根据实施例4得到的微生物膜反应器的标准曲线及上述氧含量差值，计算得到无锡市尚贤河河水水样的BOD含量为2.8mgO₂L^-1。

比较例1

采用BOD₅方法测试实施例5中无锡市尚贤河河水水样的生化需氧量值，结果为2.5mgL^-1，实施例5得到的检测结果与本比较例得到的结果较为接近，这说明本发明提供的方法得到的检测结果较为准确。

由以上实施例可知，本发明提供了一种生化需氧量的检测方法，包括以下步骤：a)将微生物源进行微生物培养，得到微生物膜；b)将待测水样依次通过所述步骤a)的微生物膜和氧电极，所述氧电极检测得到所述待测水样经微生物膜耗氧后的氧含量；c)将待测水样直接通过所述步骤b)中的氧电极，所述氧电极检测得到所述待测水样的初始氧含量；d)根据所述步骤b)、c)得到的氧含量，得到所述待测水样经微生物膜耗氧后的氧含量的差值；e)根据所述步骤d)得到的待测水样氧含量的差值和预定的标准曲线，得到所述待测水样的生化需氧量；所述步骤b)和步骤c)没有时间顺序限制。本发明采用一只氧电极检测待测水样的初始氧含量和经过微生物膜耗氧后的氧含量，根据得到的初始氧含量和耗氧后的氧含量差值，根据该差值和预定的标准曲线，得到待测水样的生化需氧量。本发明提供的方法只需一只氧电极即可完成对待测水样生化需氧量的检测，使得检测过程简单，也减少了生化需氧量检测设备的制备和使用成本。

而且，本发明提供的方法无需再提供空白溶液，简化了检测流程，还避免了磷酸盐缓冲溶液带来的可能的环境污染，本发明提供的检测方零排放、零污染，具有重要的环保价值。

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 (9)

1.一种生化需氧量的检测方法，包括以下步骤：

a)将微生物源进行微生物培养，得到微生物膜；

b)将待测水样依次通过所述步骤a)的微生物膜和氧电极，所述氧电极检测得到所述待测水样经微生物膜耗氧后的氧含量；

c)将待测水样直接通过所述步骤b)中的氧电极，所述氧电极检测得到所述待测水样的初始氧含量；

d)根据所述步骤b)、c)得到的氧含量，得到所述待测水样经微生物膜耗氧后的氧含量的差值；

e)根据所述步骤d)得到的待测水样经微生物膜耗氧后的氧含量的差值和预定的标准曲线，得到所述待测水样的生化需氧量；

所述步骤b)和步骤c)没有时间顺序限制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b)设置于所述步骤c)之前。

3.根据权利要求1所述的方法，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)将含标准溶液的水样依次通过所述步骤a1)得到的初级微生物膜和氧电极，氧电极检测得到含标准溶液的水样经所述初级微生物膜耗氧后的氧含量；

a3)将含标准溶液的水样直接通过所述氧电极，氧电极检测得到含标准溶液的水样的初始氧含量；

a4)重复步骤a2)和步骤a3)所述的过程，直至检测得到的含标准溶液的水样经初级微生物膜反应器耗氧后的氧含量和初始氧含量的差值稳定，完成微生物的培养，得到微生物膜。

4.根据权利要求3所述的方法，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。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a)中微生物培养的温度为20℃～45℃；

所述步骤a)中微生物培养的时间为7小时～300小时。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤e)中的标准曲线按照以下步骤获得：

将水样依次通过所述步骤a)得到的微生物膜和氧电极，所述氧电极检测得到所述水样经微生物膜耗氧后的氧含量；

将含系列浓度标准溶液的水样依次通过所述步骤a)得到的微生物膜和氧电极，所述氧电极检测得到所述含系列浓度标准溶液的水样的经微生物膜耗氧后的氧含量；

根据所述含系列浓度标准溶液的水样经微生物膜耗氧后的氧含量和水样经微生物膜耗氧后的氧含量，得到微生物膜对所述系列浓度的标准溶液的耗氧量；

根据所述耗氧量及其对应的标准溶液的浓度，得到微生物膜的标准曲线。

7.一种在线生化需氧量的检测装置，包括第一进样装置、第二进样装置、微生物膜反应器、氧电极、氧还原电流检测装置和恒温装置；

所述第一进样装置的出口与所述氧电极的进口相连；

所述微生物膜反应器的出口与所述第二进样装置的进口相连；

所述第二进样装置的出口与所述氧电极的进口相连；

所述氧还原电流检测装置与所述氧电极相连，用于检测所述氧电极处的氧还原电流；

所述第一进样装置、第二进样装置、微生物膜反应器和氧电极设置于所述恒温装置中。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述恒温装置为恒温水浴装置。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述微生物膜反应器的长度为30.0cm～420.0cm；

所述微生物膜反应器的内径为1.0mm～4.0mm。