DE3921097A1

DE3921097A1 - Method for determining the biochemical oxygen demand (BOD) of wastewater

Info

Publication number: DE3921097A1
Application number: DE19893921097
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl Ing Dr Ingerle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-07-01
Filing date: 1989-06-28
Publication date: 1990-01-04
Also published as: AT392161B; ATA171388A

Abstract

The method entails adding, with exclusion of air, bacterial mass and an oxygen donor such as nitrate to a test liquid, after which the amounts of gas released by the test liquid on addition of different concentrations of wastewater are compared. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des biochemischen Sauerstoffbedarfes von Abwasser, wobei das Abwasser einer Testflüssigkeit zugesetzt wird, welche genug Bakterien enthält, um die im Abwasser enthaltenen organischen Substanzen in einer Stunde mit Sauerstoff umzusetzen.The invention relates to a method for determining the biochemical oxygen demand from wastewater, where the waste water is added to a test liquid, which contains enough bacteria to keep them in the wastewater contained organic substances in one hour Implement oxygen.

Das Ausmaß, in dem Abwasser durch Mikroorganismen von organischen Verschmutzungen gereinigt werden kann, wird durch den biochemischen Sauerstoffbedarf angezeigt. Dieser wird herkömmlicherweise als BSB5 bestimmt, indem man die verunreinigte Flüssigkeit 5 Tage stehenläßt und feststellt, wieviel Sauerstoff sie dem Gasvorrat ent nommen hat, welcher im selben Behälter wie die Flüssig keit angeordnet ist.The extent to which wastewater from microorganisms organic dirt can be cleaned indicated by the biochemical oxygen demand. This is traditionally determined as BOD5 by the contaminated liquid is left to stand for 5 days and determines how much oxygen it ent which is in the same container as the liquid speed is arranged.

Nachteilig an der Messung des BSB5 ist vor allem die lange Zeit, welche bis zum Vorliegen eines Ergebnisses vergeht. Es wurde daher bereits verschiedentlich vorge schlagen (vgl. insbesondere DD-PS 2 46 172), die Konzentration biologisch abbaubarer Stoffe im Abwasser zu bestimmen, indem eine Reaktionskammer mit aktiver Biomasse, beispielsweise Klärschlamm, gefüllt, Abwasser zugegeben und mit der Biomasse verrührt und unter wieder holtem Sauerstoffeintrag der Verbrauch an Sauerstoff gemessen wird.The main disadvantage of measuring the BOD5 is that long time until a result is available passes. It has therefore been featured on various occasions suggest (see in particular DD-PS 2 46 172), the Concentration of biodegradable substances in the wastewater to be determined by a reaction chamber with active Biomass, e.g. sewage sludge, filled, waste water added and mixed with the biomass and under again the oxygen consumption is the consumption of oxygen is measured.

Das Problem bei derartigen Verfahren besteht darin, daß der jeweils zugeführte Sauerstoff in wenigen Minuten verbraucht ist und die Messung der zugeführten bzw. verbrauchten Gasmenge recht kompliziert ist. Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß zwar in den üblichen Anlagen die Umsetzung der im Abwasser ent haltenen organischen Substanz aerob erfolgt, daß dies jedoch keine Einschränkung hinsichtlich der Messung der im Abwasser vorhandenen abbaubaren organischen Substanz bedeutet. Diese Messung kann durchaus erfolgen, indem im Unterschied zum Stand der Technik der Sauerstoff nicht der Umgebungsluft entzogen wird, sondern die Mikroorganismen gezwungen werden, den benötigten Sauer stoff durch Aufspaltung von Verbindungen zu gewinnen, welche ebenso wie die Bakterienmasse in hinreichender Menge der Testflüssigkeit zugegeben werden. Die Erfindung besteht somit darin, daß das Verfahren unter Luftabschluß abläuft, wobei der für die Umsetzung der organischen Substanzen benötigte Sauerstoff in der Testflüssigkeit vorhandenen, als Sauerstoffspender wirkenden Verbindungen entzogen wird und daß die nach der Zugabe des Abwassers entstehende Gasmenge bzw. der Verbrauch des Sauerstoffspenders gemessen wird.The problem with such methods is that the oxygen supplied in a few minutes is used up and the measurement of the supplied or the amount of gas consumed is quite complicated. The Invention is based on the consideration that in the usual plants the implementation of the ent organic matter held that this is done however no restriction on the measurement of the Degradable organic matter present in the wastewater means. This measurement can be done by in contrast to the prior art of oxygen is not extracted from the ambient air, but the Microorganisms are forced to sour the required to obtain material by splitting connections, which, like the bacterial mass, is sufficient Amount of test liquid can be added. The The invention thus consists in that the method under Air closure expires, the one for the implementation of the organic substances needed oxygen in the Test liquid available as an oxygen donor acting connections is withdrawn and that after the amount of gas produced or the addition of the waste water Consumption of the oxygen dispenser is measured.

Als Sauerstoffquelle für die Bakterien kann beispiels weise Nitrat zugegeben werden, und zwar in einer Menge, die im Gegensatz zu der bei aeroben Verfahren zuge gebenen Luftmenge für den ganzen Versuch ausreicht.As an oxygen source for the bacteria, for example wise nitrate is added, in an amount which in contrast to that of aerobic processes given air volume is sufficient for the entire experiment.

Bei der Umsetzung des NO₃ mit der in der zu prüfenden Flüssigkeit enthaltenen organischen Substanz entsteht aus der Zerlegung des Nitrats einerseits N₂ und durch die Umsetzung des gewonnenen Sauerstoffs mit der organischen Substanz CO₂. Diese Gase werden in einem Testrohr gesammelt, ihre Menge dient als Maß für den BSB. Aber auch die direkte Messung des verbrauchten Nitrates ist möglich.When the NO _{3 is} reacted with the organic substance contained in the liquid to be tested, the decomposition of the nitrate produces N ₂ on the one hand and CO ₂ through the reaction of the oxygen obtained with the organic substance. These gases are collected in a test tube and their quantity serves as a measure of the BOD. However, direct measurement of the nitrate used is also possible.

Ein gewisses Problem entsteht für das vorgeschlagene Verfahren dadurch, daß eine Lösung, welche Bakterien masse und einen Sauerstoffspender enthält, auch ohne Zugabe weiterer organischer Substanzen Sauerstoff ver atmet, da ja die Bakterienmasse selbst organische Substanz darstellt, die sich in der sogenannten Grund atmung allmählich zu anorganischer Substanz umsetzt. Das vorgeschlagene Verfahren ist nicht an dieser Grundatmung interessiert, sondern daran, wie weit die vorhandene Bakterienmasse die in Abwasser enthaltene organische Substanz unter erhöhtem Sauerstoffverbrauch in Bakterienmasse umwandelt. Um diese sogenannte Substratatmung von der Grundatmung unterscheiden zu können, wird vorzugsweise vorgesehen, daß die Gasmengen bzw. der Verbrauch an O₂-Verbindungen verglichen werden, welche bei verschieden starkem Zusatz von Abwasser ent stehen. Dabei kann der Vergleich zwischen einer Test lösung erfolgen, welche Bakterienmasse, Sauerstoff spender und eine bestimmte Menge organisch belastetes Abwasser enthält und einer Nullösung, welcher statt des organisch belasteten Abwassers der Testlösung reines Wasser zugesetzt ist. Noch besser können jedoch Stör effekte ausgeschlossen werden, wenn die Testlösung mit einer weiteren Lösung verglichen wird, welche sich von der Testlösung durch eine bestimmte Verdünnung des Abwassers unterscheidet.A certain problem arises for the proposed method in that a solution which contains bacteria mass and an oxygen donor breathes oxygen without the addition of further organic substances, since the bacterial mass itself is an organic substance which gradually increases in the so-called basic breathing converts inorganic substance. The proposed method is not interested in this basic breathing, but in how far the existing bacterial mass converts the organic substance contained in wastewater into bacterial mass with increased oxygen consumption. In order to be able to distinguish this so-called substrate respiration from basic respiration, it is preferably provided that the gas quantities or the consumption of O ₂ compounds are compared, which arise with different amounts of wastewater added. The comparison can be made between a test solution which contains bacterial mass, oxygen donor and a certain amount of organically contaminated wastewater and a zero solution which contains pure water instead of the organically contaminated wastewater. However, disruptive effects can be ruled out even better if the test solution is compared with a further solution which differs from the test solution by a certain dilution of the waste water.

Anschließend wird die Erfindung anhand der Zeichnung weiter erläutert.Then the invention with reference to the drawing explained further.

Fig. 1 stellt schematisch ein einfaches Gerät zur Durchführung des Verfahrens dar, Fig. 1 schematically illustrates a simple device for performing the method,

Fig. 2 beschreibt den zeitlichen Verlauf der Gasent wicklung in Abhängigkeit vom Verschmutzungsgrad des Abwassers. Fig. 2 describes the time course of the gas development depending on the degree of pollution of the waste water.

Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung besteht aus einem Behälter 1, in welchem eine Testflüssigkeit 5, welche erfindungsgemäß mit Abwasser versetzt wird, angeordnet ist. Die Flüssigkeit kann dauernd durch einen Magnetrührer 2 in Bewegung gehalten werden. Entwickelt die Flüssigkeit 5 Gase, so dehnt sich das Gasvolumen 6 aus und drückt Flüssigkeit in das Meß rohr 4. Ein Prallblech 3 verhindert dabei das Eindringen aufsteigender Gasblasen in das Meßrohr 4. Die Gasent wicklung im Laufe des Versuches läßt sich unmittelbar am Anstieg der Flüssigkeitssäule von der unteren Marke 7 zum Endstand 8 ablesen.The device shown in Fig. 1 consists of a container 1 , in which a test liquid 5 , which is mixed with waste water according to the invention, is arranged. The liquid can be kept in motion by a magnetic stirrer 2 . If the liquid develops 5 gases, the gas volume 6 expands and presses liquid into the measuring tube 4 . A baffle 3 prevents rising gas bubbles from entering the measuring tube 4 . The gas development in the course of the experiment can be seen directly on the rise in the liquid column from the lower mark 7 to the final level 8 .

Der Versuch wird bei vorgegebener Temperatur (z. B. 20°C), Dunkelheit und ständigem Rühren durchgeführt.The test is carried out at a specified temperature (e.g. 20 ° C), darkness and constant stirring.

Eine Schwierigkeit kann entstehen, wenn in dem zu untersuchenden Abwasser bereits eine größere Menge Biomasse vorhanden ist. In diesem Fall ist es zweck mäßig, die Biomasse durch kurzzeitiges Erhitzen auf ca. 90°C in unbelebte organische Substanz überzuführen und erst dann den BSB-Test durchzuführen.A difficulty can arise if in the too investigating wastewater already a larger amount Biomass is available. In this case it is useful moderate, the biomass by briefly heating up convert approx. 90 ° C into inanimate organic matter and only then carry out the BSB test.

Gibt man der Testflüssigkeit in Fig. 1 Abwasser zu, so wird die Gasentwicklung von der Qualität dieses Abwassers beeinflußt. Dies geht aus Fig. 2 hervor, in welcher sich die Kurve A auf jenen Fall bezieht, in welchem der Testflüssigkeit reines Wasser zugegeben wird. Die entstehende Gasmenge ist in diesem Fall durch Grund atmung der Bakterienmasse bedingt. Die Kurve B bezieht sich auf ein mit reinem Wasser auf die Hälfte ver dünntes Abwasser, die Kurve C auf unverändertes Abwasser. Die Differenz zwischen den einzelnen Kurven ist jeweils auf Substratatmung zurückzuführen. Wie man dem Diagramm leicht entnimmt, ist die zugeführte organische Substanz bereits nach etwa einer Stunde völlig verbraucht, der biochemische Sauerstoffbedarf des Ab wassers steht also bereits nach so kurzer Zeit fest.If wastewater is added to the test liquid in FIG. 1, the gas development is influenced by the quality of this wastewater. This can be seen from Fig. 2, in which curve A relates to the case in which pure water is added to the test liquid. The amount of gas generated in this case is due to basic breathing of the bacterial mass. Curve B relates to wastewater diluted by half with pure water, curve C to unchanged wastewater. The difference between the individual curves is due to substrate breathing. As one can easily see from the diagram, the added organic substance is completely used up after about an hour, so the biochemical oxygen demand of the waste water is already clear after such a short time.

Claims

1. A method for determining the biochemical oxygen demand (BOD) of wastewater, the wastewater being added to a test liquid which contains enough bacteria to react with the organic substances contained in the wastewater with oxygen in one hour, characterized in that the method is carried out in air conclusion expires, the oxygen required for the conversion of the organic substances in the test liquid present, acting as oxygen donor compounds is withdrawn and that the amount of gas arising after the addition of the waste water or the consumption of the oxygen donor is measured.

2. The method according to claim 1, characterized in that the amounts of gas are compared, which by the test liquid when wastewater is added at different levels be delivered.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a nitrate serves as an oxygen donor.

4. The method according to any one of claims 1-3, characterized records that the waste water to be examined before BOD test briefly heated to 90 ° C and then is cooled down again to the examination temperature.

5. The method according to any one of claims 1-4, characterized records that the BOD test with a temperature of 30 ° -50 ° C is carried out.