CN1118705C - 在线监测废水的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在线监测废水BOD的方法与装置,利用废水中筛选出的微生物,构成测定废水BOD的微生物传感器,在经标准GGA溶液标定后,可以定量测定持续流经的废水BOD值,通过使用本发明的方法和装置,就可得到所测废水的BOD变化曲线,进而获知废水的性质变化。该发明测定方便、快速、响应稳定可靠,适用于水质的快速检测与评估。
Description
技术领域
本发明涉及在线监测废水BOD的方法以及实现该方法的装置,本发明的方法和装置特别适于测定石化废水BOD的值。
背景技术
BOD(Biochemical Oxygen Demand),即生物化学需氧量,是水体有机污染综合指标,在水质评价、废水可生化性评估等方面具有重要的价值,其概念和方法已经被沿用了近百年。然而,经典的BOD测定法(即BOD5标准稀释法)采用微生物5日培养法,操作繁琐、耗时、劳动量大、5天以后才能得到测定结果,难以直接用于指导污水生物处理,是一极大缺憾。
日本学者Karube发明了BOD微生物传感器方法,能够在数十分钟测得污水BOD值,而且重复性较好,是一种具有挑战性的方法学革新,受到学者和环境保护部门青睐,有关研究报道延续不断。BOD微生物传感器的原理也是基于微生物对有机物的耗氧代谢,与传统方法的差别在于,传统方法通过培养5天的绝对耗氧量计算BOD值,而微生物传感器法测定BOD只涉及到初始氧化速率。将固定化微生物与氧电极构成传感器,水体中含有可生化有机物时,微生物膜可利用有机底物进行外源呼吸,从而消耗水体中的溶解氧,使氧电极的输出电流下降,下降的电流值与BOD浓度有一定的线性关系。这种方法的响应时间约10分钟,测得测定周期在30分钟左右,与传统方法相比,不仅快速,而且操作简便,易于自动化。如果这种微生物传感器法能直接与废水处理装置相连,在线(on line)测定BOD,能更加适时地进行废水处理的监控,提高废水处理效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种在线监测废水的方法,利用微生物传感器在线监测石化废水BOD值,该方法简便易行,响应稳定,能够及时反映被测废水的水质特性。
发明的另一目的是提供该废水在线监测的装置。
为达到上述目的,本发明采用以下技术措施:利用申请人已经构建的BOD微生物传感器组成流通式测定系统;标定工作系统的参数,进行在线测定。其步骤是:
A、采用已经报道的微生物传感器(环境科学学报,1986,6:184-192),以0.75OD/ml的生物量、夹心法制作微生物菌膜,驯化微生物菌膜采用33mg/L的标准GGA溶液、约30mg/L的石化废水先后各驯化12小时的方法。
B、以流通式BOD测定装置(见图1),进行响应范围、测定周期、变异系数、相关性等性能检测。
C、以空白磷酸盐缓冲液流经工作系统使之达到稳定状态后,以16.5mg/L的标准GGA溶液标定工作系统,输出信号经测氧仪记录在记录纸上,或经主机打印下来。再用各种类型的废水48小时不间断地连续流动注射分析,通过响应电流的变化情况直接反映了废水的水质变化,即为在线测定,在线监测实验中,传感器测出的BOD值与传统方法很相近(见表1),响应电流的变化情况直接反映了不同废水的性质(见图2)。
用于实现本发明的方法的装置包括:
一个废水处理器,具有废水进样口、废水出样口和一个磁力搅拌器;
一个蠕动泵,进口连接废水出样口和空白缓冲液储存罐,出口连接微生物传感器;
一个微生物传感器,由微生物菌膜和氧电极组成,具有排水口连接废液池,氧电极连通测量仪主机。
本发明与现有监测废水的技术相比,具有以下优点和效果:简化了原操作步骤,大大缩短了废水BOD值测定的周期,测定方便、快速,响应稳定可靠,基本实现了废水的在线监测,能够反映出被测废水的水质特性,适用于水质的快速检测与评估。
附图说明
图1为一种流通式BOD测定装置结构示意图。
图2为在线监测BOD值变化曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述:
根据图1可知,废水处理器1具有一废水进样口2和一废水出样口3,下置磁力搅拌器8,废水出样口3与蠕动泵4相连;蠕动泵4连通空白缓冲液储存罐10和微生物传感器5;微生物传感器5由微生物菌膜6和氧电极7组成,氧电极7连通主机11,传感器5具有一排水口连通废液池9。
该测定装置由微生物传感器、蠕动泵和主机三部分组成。主机包括稳压电源供电系统、模拟电路放大系统、I/F转换系统、单片计算机控制系统及其软件、LD数字显示单元,微型打印机和外壳等部分。该装置具有如下基本功能:测定方式选择:动态法和稳态法;自动平衡提示,提示加样,自动打印和显示测定结果,样品号和BOD浓度值。
在线测定的方法是:待测废水首先经过废水进样口2进入废水处理器1,在磁力搅拌器8的搅拌下进行饱和溶氧过程;其次氧饱和后的废水经出样口3与一定量的空白缓冲液10混合进入蠕动泵4,由蠕动泵4来控制系统流速约为1mL/min;流出的废水样进入微生物传感器5, 其中的微生物菌膜6对于废水中的可生化物质进行耗氧代谢,消耗溶液中的氧,与生物膜紧密接触的氧电极7对此作出响应,将氧的减少量转化为电流值的变化,传输入主机11,废液排至废液池9。响应电流的变化被主机11显示并打印出来。
根据图2可知,在线监测实验中,我们利用测氧仪连接记录仪的方式,绘制了流经的废水对响应电流的影响曲线图。图中可见,A阶段为16.5mg/L的标准GGA溶液流经BOD微生物传感器1小时,标定系统参数;B阶段为1#浮选池水流经约9小时,响应值变化始终在2.4%以内,为293mg/L;C阶段为总排水口出水流6小时,响应值变化始终在4.4%以内,为53.8mg/L;D阶段为隔油池出水流经12小时,响应值变化在1.9%以内,为232.2mg/L;E阶段为1#浮选池出水流经8小时,响应值变化在1.7%以内,为207.8mg/L;F阶段为隔油池出水流经12小时,响应变化值在3.5%之间,为414.8mg/L。各阶段的测定值与传统方法测出值比较一致。总之,对于所测的五种类型的废水响应稳定,干扰很小,变化值不超过5%,证明了在线工作的可靠性。
表1为在线测定实验数据。
在线测定中,首先以16.5mg/L的标准GGA溶液标定工作系统, 然后用各种类型的废水48小时不间断地连续流动注射分析,通过响应电流的变化情况直接反映了废水的水质变化。表中可见,BOD传感器连续工作48小时,对于各种浓度废水的响应稳定,较长时间内变化很小,且与传统方法测定结果接近。说明可用此种方法进行废水的连续监测。
样品 | 稀释倍数 | 变化值 | BODs | BOD5 |
GGA | 1 | 2.7% | 16.5 | 16.5 |
1#浮选池出水 | 20 | 2.4% | 293.3 | 205 |
总排水口出水 | 2 | 4.4% | 53.8 | 95 |
隔油池出水 | 20 | 1.9% | 232.2 | 180 |
1#浮选池出水 | 20 | 1.7% | 207.8 | 175 |
隔油池出水 | 20 | 3.5% | 414.8 | 306 |
Claims (2)
1、一种在线监测废水的方法,包括下列步骤:
A、用0.75OD/ml的生物量制作微生物菌膜,菌膜以33mg/L的标准GGA溶液、30mg/L的石化废水各驯化12小时;
B、以流通式BOD测定装置进行响应范围、测定周期、变异系数等性能检测;
C、以16.5mg/L的标准GGA溶液标定微生物传感器,输出信号经测氧仪记录,在线测定不同废水的性质,用各种类型的废水48小时不间断的连续注射分析,通过响应电流的变化情况直接反映了废水的水质变化。
2、一种用于实现权利要求1的方法的装置,该装置包括:
一个废水处理器(1),废水进样口(2)、废水出样口(3)和一个磁力搅拌器(8);
一个蠕动泵(4),进口连接废水出样口(3)和空白缓冲液储存罐(10),出口连接微生物传感器(5);
一个微生物传感器(5),微生物传感器(5)由微生物菌膜(6)和氧电极(7)组成,排水口连接废液池(9),氧电极(7)连通主机(11)。
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