[发明专利]一种生化需氧量BOD与毒性一体化的检测方法

权利要求书

1.一种生化需氧量BOD与毒性一体化的检测方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1、通过配置模拟废水，采用闷曝排泥24h、连续进水培养的方式对陶粒生物膜进行培养；

其中，所述闷曝排泥所使用的污泥取自经培养驯化后的污水处理厂的回流污泥；

所述连续进水培养的条件具体为：

陶粒填充率设为40％；室温下进水pH值保持在7.0±0.5；曝气量为3.0mg/L～5.0mg/L；进水速率为2.0mL/min～2.5mL/min；曝气量与进水速率随着培养时间的增加而增加；

步骤2、利用培养成熟并具有大量菌胶团、丝状菌以及原生动物的陶粒生物膜分别对无毒条件下的有机物溶液与含有重金属离子条件下的有机物溶液进行降解反应；

其中，所述陶粒生物膜培养成熟的条件具体为：

通过连续进水培养6天～8天；生物膜通过显微镜镜检能观察到大量的菌胶团、丝状菌以及原生动物；且陶粒触感光滑有胶膜感即为培养成熟；

所述降解反应的条件具体包括：

待测有机物溶液的量为25mL，陶粒生物膜的生物量为18.59g/L，降解时间为120min，进水pH＝7.0±0.3，反应温度保持在30℃；其中，所述有机物溶液采用葡萄糖-谷氨酸标准溶液；重金属离子选用铜离子或镉离子；

步骤3、然后制备经α-PbO₂改性的钛基二氧化铅电极，将制备完成并具有优异电性能的钛基二氧化铅电极作为电化学检测COD系统的工作电极；

步骤4、利用所述电化学检测COD系统对步骤2降解反应前后水样的COD值进行测定，并计算得到生化需氧量BOD的半数抑制浓度EC₅₀，以此来表征重金属溶液的生物毒性强度。

2.根据权利要求1所述生化需氧量BOD与毒性一体化的检测方法，其特征在于，在步骤1中，所配置的模拟废水包括葡萄糖、氯化铵、磷酸二氢钾混合液、微量元素溶液与磷酸盐缓冲液；

其中，所述微量元素溶液中包含铁、铜、锌、钾、钙、锰。

3.根据权利要求1所述生化需氧量BOD与毒性一体化的检测方法，其特征在于，在步骤3中，对所制备的钛基二氧化铅电极进行电化学性能测试，具体包括线性伏安曲线LSV、循环伏安曲线CV以及交流阻抗测试，其中：

所述循环伏安曲线CV的测试参数包括：电位范围-0.2V～1.8V，扫描速率100mV/s～10mV/s，单次扫描圈数2圈；

所述线性伏安曲线LSV的测试参数包括：电位范围为开路电位，扫描速率50mV/s；

所述交流阻抗测试的测试参数包括：初始电位为开路电位，频率范围0.01Hz～100kHz，交流振幅10mV。

4.根据权利要求1所述生化需氧量BOD与毒性一体化的检测方法，其特征在于，在步骤3中，所述优异电性能的钛基二氧化铅电极判断条件为：当析氧电位超过1.6V时，则判断钛基二氧化铅电极的电性能优异；

对所述钛基二氧化铅电极进行COD检测条件的优化，优化后的检测条件包括：

氧化电位为1.3V、氧化时间150s、电解质溶液为0.03mol/L的NaNO₃溶液。

5.根据权利要求1所述生化需氧量BOD与毒性一体化的检测方法，其特征在于，在步骤4中，水样COD值的测定过程具体为：

首先在恒定电位下测量电解质溶液的背景电流值I_background，然后向电解质溶液中加入待测溶液，在相同条件下测定响应电流值I_respond；

通过计算得到净响应电流ΔI＝I_respond-I_background；

然后根据ΔI与COD标准溶液浓度值之间的线性关系，求出待测溶液的COD值。

6.根据权利要求1所述生化需氧量BOD与毒性一体化的检测方法，其特征在于，在步骤4中，计算得到生化需氧量BOD的半数抑制浓度EC₅₀的过程具体为：

将降解前原水COD_原水值视为总有机物含量，降解后废水的COD₀值视为难降解有机物量，则COD_原水与COD₀之间的差值在理论上能表征可生化降解有机物BOD的值；

分别测量降解反应前原水COD_原水值、降解后废水的COD₀值以及降解后含有重金属离子的标准废水的COD值，则BOD抑制率的计算公式如下：

BOD抑制率＝(COD-COD₀)/(COD_原水-COD₀)×100％；

计算不同浓度的重金属离子的BOD抑制率，得到重金属离子浓度-BOD抑制率标准曲线，根据所得曲线的线性方程，计算得到所述重金属离子的半数抑制浓度EC₅₀，以此来表征重金属溶液的生物毒性强度。