[发明专利]一种检测生化需氧量的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，尤其涉及一种检测生化需氧量的方法及装置。

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），其具体过程为：将待测水样采用广谱微生物接种，按一定比例稀释，避光恒温培养5日，根据培养前后溶解氧含量的变化计算生化耗氧量。BOD₅法采用广谱微生物，实现了有机物的高效降解，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。但是为了获得准确的分析结果，BOD₅法往往需要多梯度稀释，而且耗时长、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。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。因此，在测量之前，需要将样品及空白溶液进行恒温处理，并将二者进行有效的空气饱和，以使二者溶解氧含量尽可能一致，使得水样的BOD含量不能实时给出，不能及时的反应水体中有机物的变化情况，不能够在水体污染的紧急预警中起重要作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检测生化需氧量的方法及装置，本发明提供的方法能够实现对水体生化需氧量的实时在线监测，能够及时反映水体中有机物的变化，对水体污染起到紧急预警的作用。

本发明提供了一种检测生化需氧量的方法，包括以下步骤：

a）将含有微生物的水样进行微生物培养，得到微生物膜；

b）将待测水样依次通过第一氧电极、所述步骤a）得到的微生物膜和第二氧电极，氧电极检测所述待测水样，得到第一氧电流和第二氧电流；

c）根据所述第一氧电流与预定的第一氧电极的校准曲线、所述第二氧电流与预定的第二氧电极的校准曲线，得到所述待测水样的第一氧含量和第二氧含量；

d）根据所述步骤c）得到的待测水样的第一氧含量和第二氧含量，得到所述待测水样氧含量的差值；

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微生物膜的标准曲线，得到所述待测水样的生化需氧量。

优选的，所述步骤c）中第一氧电极的校准曲线按照下述步骤获得：

将系列氧含量的水分别通过第一氧电极，分别得到系列氧含量的水的第一氧电流值；

根据得到的系列氧含量的水的第一氧电流值及其对应的水的氧含量，得到第一氧电极的校准曲线；

所述步骤c）中第二氧电极的校准曲线按照下述步骤获得：

将系列氧含量的水分别通过第二氧电极，分别得到系列氧含量的水的第二氧电流值；

根据得到的系列氧含量的水的第二氧电流值及其对应的水的氧含量，得到第二氧电极的校准曲线。

优选的，所述步骤e）中的微生物膜的标准曲线按照下述步骤获得：

将系列浓度的标准溶液依次通过第一氧电极、所述步骤a）得到的微生物膜和第二氧电极，氧电极检测所述标准溶液，得到所述系列浓度的标准溶液的第一氧电流和第二氧电流；

根据所述第一氧电流和所述第一氧电极的校准曲线，得到所述第一氧电流对应的第一氧含量，所述第一氧电极的校准曲线为所述第一氧电极测定的水样的氧含量与氧电流值的关系曲线；