一种煤化工废水快速检测并推算BOD5的方法与流程

本发明涉及水质测定检测，尤其涉及一种煤化工废水快速检测并推算bod5的方法。

背景技术：

1、随着煤化工行业的快速发展，带来经济效益的同时也带来了环境问题。无论是传统煤化工产业还是新型煤化工产业，其生产过程均会产生大量的工业废水，其中包括焦化废水、煤气化和煤液化生产废水等。煤化工废水含有的污染物种类众多，成分相对复杂，浓度大，含盐量高且含有难降解的有毒有害物质，使得煤化工废水的处理难度进一步增加。煤化工废水的处理往往离不开生化处理，而在进行生化处理之前，需要对废水的可生化性进行分析，这时便需要检测煤化工废水的生化需氧量(bod)。

2、生化需氧量(bod)是表明水体被有机物污染的一个重要指标，通常是通过微生物代谢作用所消耗的溶解氧量来间接表示。而传统的五日生化法(bod5)由于操作要求高、耗时长等原因，使得其难以适应目前人们对于bod检测的快速、准确的需求。根据微生物库伦法原理所测得的生化需氧量(bodq)，因其具有检测周期短、准确度高、人工操作误差小等优点，在bod快速检测领域逐步受到人们的关注。bodq的检测原理是：在微生物电池中，有机物在阳极微生物的作用下发生降解反应并释放电子，电子通过外电路从阳极向阴极定向转移，形成电流，电流对时间的积分，即为库伦量。由库伦量计算出有机物代谢所需要的氧的质量浓度，即生化需氧量bodq。

3、然而，由于煤化工废水水质复杂，含盐量高且含有对微生物有毒害作用的物质，这些因素会抑制微生物的正常代谢活动，使得直接测得的煤化工废水bodq往往准确性不高，平行性较差。如公开号为cn112986347a的发明公开了“一种基于微生物电化学法快速检测bod的方法”，该方法构建mec反应器、该mec反应器中在所述阳极和阴极之间设有孔隙小于1μm的隔膜，之后基于构建的mec反应器依次获取标准曲线和检测废水的bod值。虽然该方法能够有效的阻挡微生物向阴极迁移的隔膜，以减少对阴极电极的污染，从而提高检测灵敏度，但其无法避免煤化工废水对微生物的抑制，导致煤化工废水的bod值不准确，在煤化工废水环境下，受限于微生物的产电效率，该方法所测bodq无法等同于bod5。

技术实现思路

1、为克服煤化工类废水的复杂水质情况所导致的现有技术下bod5测试耗时长，测试不准确的问题，本发明提供了一种煤化工废水快速检测并推算bod5的方法，该方法能稳定、准确地测得煤化工废水的bodq值，并通过bodq值准确地推算煤化工废水的bod5值。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种煤化工废水快速检测并推算bod5的方法，包括如下步骤：

4、s1、在煤化工废水环境中对微生物电池的阳极室中微生物进行驯化；

5、s2、将待测废水均质化、调节ph后再与阳极营养液混合，曝气后得到阳极待测液，分别将阴极液与阳极待测液注满微生物电池的阴极室、阳极室并密封极室，检测得到bodq；

6、s3、通过s2所述过程检测多个不同bod5且与待测废水同类型的煤化工废水的bodq，绘制煤化工废水的bod5与bodq的关系曲线；

7、s4、通过bod5与bodq的关系曲线及测得的bodq推算待测废水的bod5。

8、本发明通过在煤化工废水环境中对微生物电池阳极室的微生物进行驯化，使其适应煤化工废水，从而得到更准确的煤化工废水bodq值。本发明还建立了bod5与bodq的关系曲线，通过测得的bodq值推算得到bod5值，推算得到的bod5值与实测值相对偏差小，因此本发明可有效缩短得到bod5所需的检测时间。不同煤化工企业的废水水质差别较大，应根据实际情况，针对不同水质建立不同的bodq与bod5关系曲线，以便更准确、更方便后续的长期测试。

9、作为优选，所述s1中驯化的过程为：

10、(1)将煤化工废水与阳极营养液混合，曝气至溶解氧低于0.2mg/l后，得到阳极驯化液；

11、(2)在微生物电池阳极室接种并激活微生物后，分别将阴极液与阳极驯化液注满微生物电池的阴极室、阳极室并密封极室进行多个驯化周期的驯化并记录输出电压；

12、(3)一个驯化周期结束后更换阴极室与阳极室的溶液，第一个驯化周期的阳极驯化液中煤化工废水的体积比例为10％～90％，每个驯化周期使用的阳极驯化液中煤化工废水体积比例比前一个驯化周期提升5～20个百分点，直至阳极驯化液全部为煤化工废水且输出电压波动在0％～20％内时驯化完成。

13、该驯化过程的驯化效率高，且驯化效果好。

14、作为优选，所述(3)中每个驯化周期为2～12h。

15、作为优选，所述煤化工废水包括焦化废水、煤气化废水和煤液化废水。

16、作为优选，所述s1中微生物电池阳极室中微生物来源包括如下途径：

17、(1)煤化工企业污水处理系统中的活性污泥；

18、(2)被煤化工废水污染过的土壤；

19、(3)市面上购买的具有耐盐性能的厌氧/兼性厌氧的微生物菌群。

20、作为优选，所述阳极营养液为bod5在100～500mg/l范围的葡萄糖-谷氨酸标准溶液。

21、作为优选，所述阴极液的ph值为6～8的磷酸盐缓冲溶液。

22、作为优选，所述s3中在15～35℃范围内的恒温环境下检测bodq。

23、作为优选，所述s2为将待测废水均质化后使用0.1mol/l～5mol/l的酸溶液或0.1mol/l～5mol/l碱溶液将ph调节为4～10，再将待测废水稀释至bod5期望值不超过500mg/l。

24、bod5期望值可参照《水质五日生化需氧量(bod5)的测定稀释与接种法》(hj 505-2009)进行检测。

25、作为优选，所述均质化还包括将待测废水静置10～40min，取不含沉降性固体的水样进行实验。

26、作为优选，所述酸溶液为盐酸或硫酸，碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。

27、因此，本发明具有如下有益效果：

28、1、本发明通过在煤化工废水环境中对微生物电池阳极室的微生物进行驯化，使其逐步适应煤化工废水的成分复杂、含盐量高且含有对微生物有毒害作用的物质的环境，有利于更稳定、更准确地测得煤化工废水的bodq值；

29、2、本发明通过对预处理后的煤化工废水与阳极营养液进行配比，保证了在煤化工废水环境下，微生物能进行一定程度的代谢活动，避免出现煤化工废水中可生化有机物含量过低使得测试失败的情况；

30、3、本发明通过对煤化工废水bodq与bod5的测试，建立bodq与bod5关系曲线，得到一种煤化工废水快速检测并推算bod5的方法，后续通过该方法能快速有效、操作简单、误差较小、准确地检测并推算煤化工废水的bod5。

技术特征：

1.一种煤化工废水快速检测并推算bod5的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种煤化工废水快速检测并推算bod5的方法，其特征在于，所述s1中驯化的过程为：

3.根据权利要求2所述的一种煤化工废水快速检测并推算bod5的方法，其特征在于，所述（3）中每个驯化周期为2~12h。

4.根据权利要求1所述的一种煤化工废水快速检测并推算bod5的方法，其特征在于，所述煤化工废水包括焦化废水、煤气化废水和煤液化废水。

5.根据权利要求1所述的一种煤化工废水快速检测并推算bod5的方法，其特征在于，所述s1中微生物电池阳极室中微生物来源包括如下途径：

6.根据权利要求1或2所述的一种煤化工废水快速检测并推算bod5的方法，其特征在于，所述阳极营养液为bod5在100~500mg/l范围的葡萄糖-谷氨酸标准溶液。

7.根据权利要求1或2所述的一种煤化工废水快速检测并推算bod5的方法，其特征在于，所述阴极液的ph值为6~8的磷酸盐缓冲溶液。

8.根据权利要求1所述的一种煤化工废水快速检测并推算bod5的方法，其特征在于，所述s3中在15~35℃范围内的恒温环境下检测bodq。

9.根据权利要求1或2所述的一种煤化工废水快速检测并推算bod5的方法，其特征在于，所述s2为将待测废水均质化后使用0.1mol/l~5mol/l的酸溶液或0.1mol/l~5mol/l碱溶液将ph调节为4~10，再将待测废水稀释至bod5期望值不超过500 mg/l。

10.根据权利要求9所述的一种煤化工废水快速检测并推算bod5的方法，其特征在于，所述酸溶液为盐酸或硫酸，碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。

技术总结
本发明涉及水质测定检测技术领域，为解决现有技术下煤化工类废水的复杂水质情况所导致的BOD<subgt;5</subgt;测试耗时长，测试不准确的问题，提供一种煤化工废水快速检测并推算BOD<subgt;5</subgt;的方法，包括对微生物电池的阳极室中微生物进行驯化用于检测待测废水的BOD<subgt;Q</subgt;，通过检测多个不同BOD<subgt;5</subgt;且与待测废水同类型的煤化工废水的BOD<subgt;Q</subgt;，绘制煤化工废水的BOD<subgt;5</subgt;与BOD<subgt;Q</subgt;的关系曲线，利用BOD<subgt;5</subgt;与BOD<subgt;Q</subgt;的关系曲线及测得的BOD<subgt;Q</subgt;推算待测废水的BOD<subgt;5</subgt;。该方法能稳定、准确地测得煤化工废水的BOD<subgt;Q</subgt;值，并通过BOD<subgt;Q</subgt;值准确地推算煤化工废水的BOD<subgt;5</subgt;值，该方法快速有效、操作简单、误差较小。

技术研发人员：金建新,刘春红,方亮,李宇航,王亮,董莹,刘羽,徐颜军,雪小峰
受保护的技术使用者：浙江省白马湖实验室有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12