16. Pourquoi l'inoculation est-elle nécessaire lors de la détermination du BOD5 des eaux usées industrielles? Comment inoculer?
La détermination de BOD5 est un processus de consommation biochimique d'oxygène. Les micro-organismes dans l'échantillon d'eau se développent et se reproduisent avec de la matière organique dans l'eau comme nutrition, tout en décomposant la matière organique et en consommant de l'oxygène dissous dans l'eau. Par conséquent, l'échantillon d'eau doit contenir un certain nombre de micro-organismes qui ont la capacité de dégrader la matière organique.
Les eaux usées industrielles contient généralement des quantités variables de substances toxiques, ce qui inhibera l'activité des micro-organismes. Par conséquent, le nombre de micro-organismes dans les eaux usées industriels est très faible, voire inexistant. Si la méthode courante pour déterminer les eaux usées urbaines riches en micro-organismes est utilisée, le contenu réel de la matière organique dans les eaux usées peut ne pas être détecté, ou du moins il est faible. Par exemple, les échantillons d'eau qui ont été traités avec une température élevée et une stérilisation et ont un pH trop élevé ou trop faible, en plus de prendre des mesures de prétraitement telles que le refroidissement, la réduction des bactéricides ou l'ajustement des valeurs de pH, une inoculation efficace doit également être effectuée pour assurer la précision de la détermination du BOB5.
Lors de la détermination du BOD5 des eaux usées industrielles, si la teneur en substances toxiques est trop élevée, il est parfois nécessaire d'utiliser un agent pharmaceutique pour le retirer; Si les eaux usées sont acides ou alcalines, elle doit être neutralisée en premier; et généralement l'échantillon d'eau doit être dilué avant de pouvoir être déterminé par la méthode de dilution standard. L'ajout d'une quantité appropriée d'inoculum contenant des micro-organismes aérobies domestiqués (tels que le liquide mixte du réservoir d'aération utilisé pour traiter ces eaux usées industrielles) à l'échantillon d'eau est de faire que l'échantillon d'eau contienne un certain nombre de micro-organismes qui ont la capacité de dégrader la matière organique. Dans les conditions de respect des autres déterminations du BOD5, ces micro-organismes sont utilisés pour décomposer la matière organique dans les eaux usées industrielles, et la consommation d'oxygène de l'échantillon d'eau après 5 jours de culture peut être déterminée pour obtenir la valeur BOB5 des eaux usées industrielles.
Le liquide mixte du réservoir d'aération ou l'effluent du réservoir de sédimentation secondaire de l'usine de traitement des eaux usées est une source microbienne idéale pour déterminer le BOD5 des eaux usées entrant dans l'usine de traitement des eaux usées. L'inoculation directe avec les eaux usées domestiques est sujette à l'apparition de micro-organismes anaérobies car il y a peu ou pas d'oxygène dissous, et il faut longtemps pour cultiver et domestiquer. Par conséquent, cet inoculum domestique ne convient qu'à certaines eaux usées industrielles ayant des besoins spécifiques.
17. Quelles sont les précautions pour préparer l'eau de dilution lors de la détermination du BOD5?
La qualité de l'eau de dilution est d'une grande importance pour la précision des résultats de détermination du BOD5. Par conséquent, la consommation d'oxygène de 5 jours de l'eau de dilution vierge doit être inférieure à 0,2 mg / L, de préférence inférieure à 0,1 mg / L, et la consommation d'oxygène de 5 jours de l'eau de dilution inoculée doit être comprise entre 0,3 et 1,0 mg / L.
La clé pour assurer la qualité de l'eau de dilution est de contrôler la teneur minimale de la matière organique et la teneur minimale des substances qui inhibent la reproduction des micro-organismes. Par conséquent, il est préférable d'utiliser de l'eau distillée comme eau de dilution. Il n'est pas conseillé d'utiliser de l'eau pure fabriquée à partir de résine d'échange d'ions comme eau de dilution, car l'eau déionisée contient souvent de la matière organique séparée de la résine. Si l'eau du robinet utilisée pour préparer l'eau distillée contient certaines matières organiques volatiles, afin de l'empêcher de rester dans l'eau distillée, le prétraitement pour éliminer la matière organique doit être effectué avant la distillation. L'eau distillée fabriquée à partir d'un distillateur métallique doit être soigneusement vérifiée pour la teneur en ions métalliques pour éviter d'inhiber la reproduction et le métabolisme des micro-organismes et affectant la précision des résultats de détermination du BOD5.
Si l'eau de dilution utilisée ne répond pas aux exigences d'utilisation car elle contient de la matière organique, l'effet peut être éliminé en ajoutant une quantité appropriée de liquide d'inoculation du réservoir d'aération et en le stockant à température ambiante ou 20OC pendant une certaine période de temps. La quantité d'inoculation est basée sur le principe de la consommation d'oxygène d'environ 0,1 mg / L en 5 jours. Pour éviter la reproduction des algues, le stockage doit être effectué dans une pièce sombre. S'il y a des sédiments dans l'eau de dilution après le stockage, seul le surnageant peut être utilisé et les sédiments peuvent être filtrés pour le retirer. Pour s'assurer que l'oxygène dissous dans l'eau de dilution est proche de la saturation, si nécessaire, l'air purifié peut être inhalé par une pompe à vide ou un éjecteur d'eau, l'air purifié peut être injecté par un compresseur de micro d'air et l'oxygène pur peut être introduit par un cylindre d'oxygène. Ensuite, l'eau de dilution oxygénée est placée dans un incubateur de 20oc pendant une certaine période pour équilibrer l'oxygène dissous. L'eau de dilution placée à une température ambiante inférieure en hiver peut contenir trop d'oxygène dissous, tandis que l'inverse est vrai pendant la saison à haute température en été. Par conséquent, en cas de différence significative entre la température ambiante et le 20OC, il doit être placé dans l'incubateur pendant une période de temps pour le stabiliser et l'équilibrer avec la pression partielle d'oxygène de l'environnement de culture.
18. Comment déterminer la dilution multiple lors de la mesure du BOD5?
Un facteur de dilution trop grand ou trop petit peut entraîner une consommation trop peu ou trop d'oxygène en 5 jours, ce qui dépassera la plage normale de consommation d'oxygène et fera échouer l'expérience. Cependant, comme le cycle de détermination de BOD5 est très long, une fois qu'une telle situation se produit, il est impossible de re-tester avec l'échantillon d'origine. Par conséquent, il est nécessaire d'attacher une grande importance à la détermination du facteur de dilution.
Bien que les composantes des eaux usées industrielles soient complexes, le rapport de sa valeur BOD5 par rapport à la valeur CODCR est généralement comprise entre 0,2 et 0,8. Le rapport entre les eaux usées de la fabrication de papier, de l'impression et de la teinture et de l'industrie chimique est plus faible, tandis que celui des eaux usées de l'industrie alimentaire est plus élevée. Certains eaux usées contenant des matières organiques particulaires, telles que les eaux usées de Wine Lees, auront un rapport significativement inférieur lors de la détermination de leur Bod5 car les particules sont précipitées au bas de la bouteille de culture et ne peuvent pas participer à la réaction biochimique.
La détermination du facteur de dilution est basée sur les deux conditions selon lesquelles lors de la détermination du BOD5, la consommation d'oxygène de 5 jours doit être supérieure à 2 mg / L et l'oxygène dissous résiduel doit être supérieur à 1 mg / L. Après dilution, la bouteille de culture dans la journée est de 7 à 8,5 mg / l. En supposant que la consommation d'oxygène en 5 jours est de 4 mg / L, le multiple de dilution est le produit de la valeur CODCR et les trois coefficients de 0,05, 0,1125 et 0,175. Par exemple, lorsque le BOD5 d'un échantillon d'eau avec un CODCR de 200 mg / L est mesuré dans une bouteille de culture de 250 ml, les trois multiples de dilution sont: ①200 × 0.005=10 fois, ②200 × 0.1125=22.5 fois, ③200 × 0.175=35 fois. Si la méthode de dilution directe est utilisée, le volume de l'échantillon d'eau est: ①250 ÷ 10=25 ml, ②250 ÷ 22,5≈11 ml, ③250 ÷ 35≈7 ml.
Selon cette échantillonnage et cette culture, il y aura 1 à 2 résultats d'oxygène dissous mesurés qui répondent aux deux principes ci-dessus. S'il existe deux ratios de dilution qui répondent aux principes ci-dessus, la valeur moyenne doit être prise lors du calcul des résultats. Si l'oxygène dissous restant est inférieur à 1 mg / L ou même zéro, le rapport de dilution doit être augmenté. Si la consommation d'oxygène dissoute pendant la période de culture est inférieure à 2 mg / L, une possibilité est que le facteur de dilution est trop important; Une autre possibilité est que la déformation microbienne n'est pas adaptée, l'activité est mauvaise ou que la concentration de substances toxiques est trop élevée. À l'heure actuelle, la bouteille de culture avec un grand facteur de dilution peut consommer plus d'oxygène dissous.
Si l'eau de dilution est de l'eau de dilution inoculée, puisque la consommation d'oxygène de l'échantillon d'eau vierge est de 0,3 à 1,0 mg / L, les facteurs de dilution sont respectivement de 0,05, 0,125 et 0,2.
Si la valeur spécifique ou la plage approximative du CODCR de l'échantillon d'eau est connue, sa valeur BOD5 peut être facilement analysée en fonction du facteur de dilution ci-dessus. Lorsque la plage CODCR de l'échantillon d'eau est inconnue, afin de raccourcir le temps d'analyse, il peut être estimé pendant le processus de détermination de CODCR. La méthode spécifique est: Préparez d'abord une solution standard contenant 0,4251 g de phtalate d'hydrogène de potassium par litre (la valeur CODCR de cette solution est de 500 mg / L), puis la diluer proportionnellement aux solutions diluées avec des valeurs CODCR de 400 mg / L, 300 mg / L, 200 mg / L avec des valeurs CODCR de 400 mg / L. Prenez 20,0 ml de solution standard avec des valeurs CODCR de 100 mg / L à 500 mg / L respectivement, ajoutez des réactifs en fonction de la méthode habituelle et déterminez la valeur CODCR. Après chauffage et bouillir et reflux pendant 30 minutes, refroidissez naturellement à température ambiante et couvrez-le pour le stockage pour faire une série colorimétrique standard. Dans le processus de détermination de la valeur CODCR de l'échantillon d'eau en fonction de la méthode habituelle, lorsque l'ébullition et le reflux sont effectués pendant 30 minutes, comparez-le avec la colonne de couleur de valeur CODCR standard préchrontée pour estimer la valeur CODCR de l'échantillon d'eau et déterminer le multiple de dilution lors du test de BOD5 en conséquence. Pour les eaux usées industrielles telles que l'impression et la teinture, la fabrication du papier et l'industrie chimique contenant des matières organiques difficiles à digestion, une estimation colorimétrique peut être effectuée lors de l'ébullition et du reflux pendant 60 minutes si nécessaire.
19. Combien de méthodes de dilution de l'échantillon d'eau existe-t-il pour déterminer le BOD5? Quelles sont les précautions de l'opération?
Il existe deux méthodes de dilution de l'échantillon d'eau pour déterminer le BOB5: méthode de dilution générale et méthode de dilution directe. La méthode de dilution générale nécessite une grande quantité d'eau de dilution ou de l'eau de dilution de l'inoculation.
La méthode de dilution générale consiste à ajouter environ 500 ml d'eau de dilution ou d'eau de dilution d'inoculation à un cylindre de mesure de 1 L ou 2L, puis d'ajouter un certain volume d'échantillon d'eau calculé, puis d'ajouter de l'eau de dilution ou d'inoculation de l'eau de dilution à la pleine échelle, et d'utiliser une tige de verre avec un disque en caoutchouc à l'extrémité pour soulever lentement ou couler l'eau sous la surface de l'eau. Enfin, utilisez un siphon pour introduire la solution d'échantillon d'eau uniformément mélangée dans la bouteille de culture, et remplissez-la et débordez un peu, couvrez soigneusement le bouchon de la bouteille et scellez la bouche de la bouteille avec de l'eau. Pour l'échantillon d'eau avec le deuxième ou la troisième dilution multiple, le liquide mélangé restant peut être utilisé, et après calcul, une certaine quantité d'eau de dilution ou de dilution d'inoculation peut être ajoutée, mélangée et introduite dans la bouteille de culture de la même manière.
La méthode directe de dilution consiste à introduire d'abord environ la moitié du volume d'eau de dilution ou de l'inoculation de l'eau de dilution dans la bouteille de culture du volume connu par la méthode Siphon, puis d'injecter le volume d'échantillon d'eau à ajouter à chaque bouteille de culture calculée en fonction du multiple de dilution le long de la paroi de la bouteille, puis d'introduire l'eau de dilution ou de l'inoculation de l'eau de dilution avec l'eau.
Lorsque vous utilisez la méthode de dilution directe, une attention particulière doit être accordée à la dernière introduction de l'eau de dilution ou de l'eau de dilution de l'inoculation. Il ne doit pas être trop rapide. Dans le même temps, les règles de fonctionnement du volume optimal doivent être touchées pour éviter les erreurs causées par un débordement excessif.
Quelle que soit la méthode utilisée, lors de l'introduction de l'échantillon d'eau dans la bouteille de culture, l'action doit être douce pour éviter les bulles pour empêcher l'air de se dissoudre dans l'eau ou l'oxygène de l'eau du débordement. Dans le même temps, il faut veiller à ce que vous deviez être prudent lorsque vous fermez le bouchon de la bouteille pour éviter les bulles dans la bouteille qui affectent les résultats de mesure. Lorsque la bouteille de culture est cultivée dans l'incubateur, son joint d'eau doit être vérifié tous les jours et l'eau doit être remplie de temps pour empêcher l'évaporation de l'eau du sceau et de l'air d'entrer dans la bouteille. De plus, le volume des deux bouteilles de culture utilisés avant et après 5 jours doit être le même pour réduire les erreurs.
20. Quels sont les problèmes possibles lors de la mesure de Bod5?
Lorsque l'effluent du système de traitement des eaux usées avec nitrification est mesuré pour BOD5, car il contient de nombreuses bactéries nitrifiantes, les résultats de mesure incluent la demande d'oxygène de substances contenant de l'azote telles que l'azote d'ammoniac. Lorsqu'il est nécessaire de distinguer la demande d'oxygène des substances contenant du carbone et des substances contenant de l'azote dans l'échantillon d'eau, la méthode d'ajouter des inhibiteurs de nitrification à l'eau de dilution peut être utilisée pour éliminer la nitrification pendant le processus de mesure du BOD5, telles que l'ajout de 10 mg de 2-Chloro-6- (trichlorométhyle) pyridine ou 10 mg de propulseur de proportion de la dilution.
Bod5 / CODCR est proche de 1 ou même supérieur à 1, ce qui indique souvent qu'il y a une erreur dans le processus de détection. Chaque lien de la détection doit être examiné, en particulier si l'échantillon d'eau est prélevé uniformément. Cependant, il peut être normal que Bod5 / CODMN soit proche de 1 ou même supérieur à 1, car le permanganate de potassium a un degré d'oxydation beaucoup plus faible des composants organiques dans les échantillons d'eau que le dichromate de potassium, et la valeur du CODMN du même échantillon d'eau est parfois beaucoup plus faible que la valeur CODCR.
Lorsque le phénomène régulier de plus le multiple de dilution est élevé et plus la valeur BOD5 apparaît est élevée, la raison en est généralement que l'échantillon d'eau contient des substances qui inhibent la croissance et la reproduction des micro-organismes. Lorsque le multiple de dilution est faible, la proportion de substances inhibitrices contenues dans l'échantillon d'eau est plus grande, ce qui rend impossible pour les bactéries de procéder à une biodégradation efficace, entraînant un faible résultat de mesure BOD5. À l'heure actuelle, les composants ou les causes spécifiques des substances antibactériennes doivent être trouvés, et un prétraitement efficace doit être effectué avant la mesure pour les éliminer ou les masquer.
When BOD5/CODCr is low, for example, below 0.2 or even below 0.1, if the measured water is industrial wastewater, it may be because the organic matter in the water sample is poorly biodegradable, but if the measured water sample is urban sewage or industrial wastewater mixed with a certain proportion of domestic sewage, in addition to the presence of chemical toxic substances or antibiotics in the water sample, the more common reasons are non-neutral pH value and the presence of Désinfectants résiduels du chlore. Pour éviter les erreurs, lors de la détermination de BOB5, les valeurs de pH des échantillons d'eau et de l'eau de dilution doivent être ajustées respectivement à 7 et 7.2. Pour les échantillons d'eau qui peuvent contenir des oxydants tels que le chlore résiduel, des inspections de routine doivent être effectuées.
21. Quels sont les indicateurs des nutriments végétaux dans les eaux usées?
Les nutriments végétaux comprennent l'azote, le phosphore et certaines autres substances, qui sont des nutriments nécessaires à la croissance et au développement des plantes. Les nutriments appropriés peuvent favoriser la croissance des organismes et des micro-organismes. Les nutriments de plantes excessifs entrant dans le plan d'eau feront la multiplication des algues dans le plan d'eau, entraînant le soi-disant phénomène de "l'eutrophisation", qui détériorera la qualité de l'eau, affectera la production de pêche et mettra en danger la santé humaine. L'eutrophisation sévère des lacs peu profonds peut entraîner un marécage des lacs et même provoquer la mort du lac.
Dans le même temps, les nutriments végétaux sont des composants nécessaires à la croissance et à la reproduction des micro-organismes dans les boues activées, et sont des facteurs clés liés au fonctionnement normal des processus de traitement biologique. Par conséquent, l'indice des nutriments végétaux dans l'eau est utilisé comme indicateur de contrôle important dans les opérations de traitement des eaux usées conventionnelles.
Les indicateurs de qualité de l'eau qui représentent les nutriments végétaux dans les eaux usées sont principalement des composés d'azote (tels que l'azote organique, l'azote d'ammoniac, le nitrite et le nitrate, etc.) et les composés de phosphore (comme le phosphore total, le phosphate, etc.). Dans les opérations de traitement des eaux usées conventionnelles, l'azote d'ammoniac et le phosphate dans l'eau d'entrée et de sortie sont généralement surveillés. D'une part, il s'agit de maintenir le fonctionnement normal du traitement biologique, et d'autre part, il s'agit de détecter si l'effluent répond aux normes d'émission nationales.
22. Quels sont les indicateurs de qualité de l'eau des composés d'azote couramment utilisés? Quelle est la relation entre eux?
Les indicateurs de qualité de l'eau couramment utilisés représentant des composés azotés dans l'eau comprennent l'azote total, l'azote de kjeldahl, l'azote d'ammoniac, le nitrite et le nitrate.
L'azote de l'ammoniac est l'azote sous la forme de NH3 et NH 4+ dans l'eau. Il s'agit du premier produit de l'oxydation et de la décomposition des composés d'azote organique et un signe de pollution de l'eau. L'azote d'ammoniac peut être oxydé en nitrite (exprimé en NO2-) sous l'action des bactéries nitrite, et le nitrite peut être oxydé en nitrate (exprimé en NO3-) sous l'action des bactéries nitrates. Le nitrate peut également être réduit en nitrite sous l'action des micro-organismes dans un environnement anaérobie. Lorsque l'azote dans l'eau est principalement sous forme de nitrate, il peut être démontré que la teneur en matière organique contenant de l'azote dans l'eau est très faible et que le plan d'eau a atteint l'auto-purification.
La somme de l'azote organique et de l'azote d'ammoniac peut être déterminée par la méthode de Kjeldahl (GB 11891--89). La teneur en azote de l'échantillon d'eau mesuré par la méthode Kjeldahl est également appelée azote de Kjeldahl, donc l'azote de Kjeldahl communément mentionné est la somme de l'azote d'ammoniac et de l'azote organique. Après avoir éliminé l'azote de l'ammoniac de l'échantillon d'eau, il est mesuré par la méthode de Kjeldahl et la valeur mesurée est l'azote organique. Si l'azote de kjeldahl et l'azote d'ammoniac sont mesurés séparément pour l'échantillon d'eau, la différence est également l'azote organique. L'azote de Kjeldahl peut être utilisé comme indicateur de contrôle pour la teneur en azote de l'influent du dispositif de traitement des eaux usées, et peut également être utilisé comme indicateur de référence pour contrôler l'eutrophisation des plans d'eau naturels tels que les rivières, les lacs et les mers.
L'azote total est la somme de l'azote organique, de l'azote d'ammoniac, de l'azote nitrite et de l'azote nitrate dans l'eau, c'est-à-dire la somme de l'azote de Kjeldahl et des oxydes totaux d'azote. L'azote total, l'azote nitrite et l'azote nitrate peuvent tous être déterminés par spectrophotométrie. La méthode d'analyse pour l'azote en nitrite peut être trouvée dans GB7493-87, la méthode d'analyse pour l'azote nitrate peut être trouvée dans GB7480-87, et la méthode d'analyse pour l'azote total peut être trouvée dans GB 11894--89. L'azote total représente la somme des composés d'azote dans l'eau et est un indicateur important pour le contrôle naturel de la pollution de l'eau et un paramètre de contrôle important dans le traitement des eaux usées.