Способ определения полного биохи-мического потребления кислорода

 

ОVtn(:AnHF.

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (u>817585 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2507.79 (21) 2804722/29-26 с присоединением заявки Но «Ф (51)М. Кл.з

0 01 и 31/16

С 02 F 1/72

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано щ0381 Ьюллетеиь 11й 12 (53) УДК 628,35 (088.8) Дата опубликованию описания 300381 (72) Авторы изобретения

Г.И. Папков и Е.П. Дацковская (71) Заявитель украинский научно-исследовательский углех институт (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛНОГО БИОХИМИЧЕСКОГО

ПОТРЕБЛЕНИЯ КИСЛОРОДА

Изобретение относится к способам определения полного биохимического потребления кислорода сточными водами и может быть использовано в коксохимнческой н смежных отраслях промышленности, а также при анализе бытовых сточных вод.

Известен способ определения полного биохимического потребления кислорода (БПК) по методикам Варбурга и Зирпа, сущность которого состоит в манометрическом или волюметрическом замере количества кислорода, ушедшего на окисление органических веществ в пробе воды, помещенной в 15 закрытый сосуд, который соединен с манометром или измерительной газовой бюреткой j1j .

Недостаток данного способа состоит в том, что он не может быть приме- 20 нен при анализе сточных- вод коксохимического производства иэ-эа присутствия в Нем свободного аммиака и его солей, наличие которых не позволяет получить достоверные результаты.

Наиболее близким к предлагаемому является стандартный метод определения БПК, по которому исследуемую воду разбавляют чистой водой, содержа-, щей адаптированную микрофлору, взя- 30 той в таком количестве, чтобы растворенйого в ней кислорода с йзбытком хватало для окисления всех органических веществ, содержащихся в сточной воде. Определив содержание растворенного кислорода в полученной смеси, ее оставляют в закрытой склянке на 5 или 20 сут, после чего вновь определяют содержанке растворенного кислорода, Количество израсходованного кислорода, отнесенное к 1 л во- >и ды, и является биохимическим потреблением кислорода за данный промежуток времени. Проведение анализа при стандартных условиях (при 20 С) о вполне оправдано для определения пятиауточного БПК, так как дает возможность сопоставления результатов, полученных для различных вод (2).

Однако использование стандартной температуры при определении полного> биохимического потребления кислорода связано с большой продолжительностью анализа, неполным окислением всех загрязнений, содержащихся в сточной воде в течение 20 сут прн

20оС, а также сложкостью термостатирования в течение длительного времени.

817585

Цель изобретения — сокращение времени определения БПК поля и получения результата, действительно соответствующего полному биохимическому потреблению кислорода фенольными сточными Яодами коксохимического про" изводства.

Поставленная цель достигается тем, что инкубацию пробы производят при ,33-35 С °

Укаэанные отличия позволяют существенным образом сократить продолжительность анализа (с 20-ти до 8-

9-ти сут) и получить при этом достоверное значение показателя БПК.

Сущность предлагаемого способа определения полного биохимического 15 потребления кислорода состоит в следующем. пробу анализируемой воды разбавля ют дистиллированной водой, н которой содержатся. микроорганизмы, адаптиро- 20 ванные к данной сточной воде и ее загрязнениям. Чтобы растворенного вдистиллированной воде кислорода с избытком хватило на окисление всех оргаиических загрязнений, объем раз-. бавляющей воды (Чр, ) рассчитывают

ПО фОРМУле

ХПК раЗЬ = npobb> где ХПЕ - бихроматная окисляемость 0 пробы, мг 0 /л.

Приготовив около.1 л разбавленной пробы, ее разливают в две-три стандартные колбы для определения БПК ипи растворенного кислорода по Вннк- З5 леру. Параллельно н две-три такие же колбы наливают разбанляющую воду.

Взяв по одной иэ колб с разбавленной пробой и разбавляющей водой, определяют в них содержание растворен- 40 ного кислорода. Остальные колбы помещают в термостат с температурой 3335 С. На 8-ые сут определяют концентрацию растворенного кислорода в одной из колб с разбавленной пробой и разбанляющей водой. При необходимос- 45 ти повторяют это же определение на

9-ые сут и убеждаются в постоянстве определяемой величины.

Расчет величины биохимического потребления кислорода в разбавляющей 50 воде (БПК . воды) произвсдят по формуле

А Ь ПК Разь, Воду - 80, мГ 02) л ч,-а ч -2

55 где A — объем раствора тиосульфата натрия, использующийся для ! титронания в день, когда станится опыт, мл

В - то же, использующййся для титронания в день определе- 40 ния мл

V<-.объем колбы, в которой определяется растворенный кислород в день, когда ставится опыт, мл, Vy .Объем (колбы,. В к ОТОрой проводится анализ в день определения, мл, 2 — объем добавляемых в колбы реактивов, мл .

Биохимическое потребление кислорода в анализируемой воде находят по формуле

Д Ь

apoBb> y 2 у 2 8 Разб Àbt

1 ,(мгО /л

Пример. Искусственный растsop роданида аммония с концентрацией иона роданида 400 мг/л имеет КПК =

488 мг 02/л, Разбавление приня498 то = — — — . = 97,6. т.е. на 1 л сме5 си берется 10,25 мл искусственного растнора и 989,75 мл разбавляющей воды. В день .приготовления разбавленной пробы концентрация растворенного кислорода н разбавленной пробе составляет 8,32 мг О /и, а н разбанляющей воде — 8,19 мг 0 /л.

После выдержки н термостате при температуре 34 + 1 С в течение

8 сут содержание растворенного кислорода н раэбавляющей воде составляет

5,88 мг 0 /л, а в разбавленной пробе - 2,40 мг OZ/л, откуда БПК ; ; =

1, 04 мг 0 /л, а БПК р н,,— 428 мг

0 /л. Ha 1 -ые сут содержание кислорода соответственно составляет

5,00 мг 02/л и 2,44 мг О /л, откуда

БПКnposb = 438,2 мг OP./л.

Для подтверждения оптимальности выбранных условий проведения анализа выполняются эксперименты по определению БПК искусственной смеси, содержащей основные компоненты фенольных сточных нод коксохимического производства (фенолы и роданоиды), а также саму фенольную сточную воду коксохимпроизводства.

Полученные результаты экспериментов приведены ниже и табл. 1.

Иэ приведенных данных нидно, что определение BIIK при 20 С даже иа

25-ые сут не дает величины полного биохимического потребления кислорода в растворах индивидуальных веществ. Соответственно не получают

БПКд „ и искусственная смесь, и натуральная сточная вода, так как после 20 сут величина БПК продолжает увеличиваться и не выходит на постоянный уровень. Проведение определения при 30-38вС позволяет получить действительное значение полного биохимического потребления кислорода.

Об этом свидетельствует как сопоставление экспериментальных и теоретических значений БПК, так и тот факт, что величина БПК во всех исследуемых пробах доходит до постоянного уровня, т.е. действительно является полной, так как дальнейшего потребления кислорода не происходит.

81758,5

an I

I СЧ 1

1 I

1 1

13

1 1

I 1

l O 3

1 (Ч!

t 00 (Ч (с

О 1 1. м

aD ! ( ф

1 I

1 l 1

1 1 I

1 I

I »0»

I

1

I Л

1 (с.

1 an ь м м н

О м м

\ (о ф

0О М (Ч «0

1 1

I I 1 о

СЧ м 1 н о м м н

Ф- щ м (ч

° 3» (с а 0»

aI м

° 3»

C) 1 00 1 ф

1 (I н I

1 1

1 1

3 — -4

I 1

I 1 ! 3

I a«a

Н(н !

I 1

I 1 I

I о

1 i ф ф ь (Ч 1 t 1

ОЪ Ю н н (Ч 60»

CO м 1

Ф(»

I O

:»1 I

O 1 —

t I с 1

0) 1 I

Э I 1

A, i («I I

Ф lн! н м

0О (Ъ

«(» а CO

°

1 ° (» о C) (с ф CO

1 an

1 иЪ

1

1! 1

1 с 3( (: !

N 1 I (а

О(!

I (3«

4 1 1

I !

I о о о (ч н о м н н м о о н

»О (м н са», I м afi

° 0» м (Ю (»Ъ»»(»

1 ("

I I Oa ф (» а

I

- — 1

О «3 an Н ° ф ф

I 1 f t aO М i 1 A (Ч,(Ч I ф CO ф ф ° (» «3» 0»

О 3»(3 н (ч н м (»ъ м 1 I и н(н ((3 1 ф

I

I

1 «-1

I I 3 I

1 (.

CI! (Ч I м

»О

CO 1 1

C(»

1 !

«(CO (Ч л а о о (Ч О и ( со и и и е (Ч В М аО

М Н (((«3

М (Ч ° (Ч (Ч (Ч ((» о (Ч (Ч . ( ф ф 3

3 — 3

I I

1 1 1

1 I (ч

1 1 I

1 1

О I 3 м а

1 I I о Ф ((о («1 0» an м м

t о о I »ч м м Ф an ф м м

О М Ф м м м

I

А

1 О

3 03 е(3

I.

1

I !

l 3(й ! О 03((3

3 МЮ! 3

1

1 1

I (I

1 I

Г 3

I

I 1

1 » ! IIVI ! 0(О

f4 Ы с

I QLg i

I L g g I, 5ee I

1 Е«0О(lI

I

I

1

0(1

Ю I о

3:3»

В3 .!

I 0» Ч» 1О о

I (Ч (ф

l

1

1 (Ч

1 3 м

1»0»

I

О, ! o

0I(4

t а и

9о

1 )ой мо

i.e н

I 03 ! н (Ц03 О . i k5d

Ц

3 g жо и «»»е ((3. Ф Ц (3 нy охи (« с

Д 0»(О О

3 4

V 0I (05 .о

03 Vnt

З 03 (Ъ и (н

0(03 34 $.0

ОЯО r !

CodÌ

О о ((3

Хем 1

817585

1 °

I an 1 (Ч

I I

А. 1.

Ю 1

4Ч 1

1 — 4,1

I а й)

I

1

1

1

1 1

I т"4 I

I 1

ܻ — 11

1 4

1 °

I м.!

1 !

Н!

1 т.4 1

1 i!

1 Ц1

I N 1

4ч I (Ч

Ю 1 ч"4

1

1

m 1

0Ъ 1 сй I г4 1

1

1

1

1 ь m щ ь м

<ч м ч3 е4 -4 с-4 ь

an ct с3

%4 % м

4 с (Ч 1 4 ч I !

1

I

ОЪ I

1 с

1с

an I

I — -I

1О

CO Ю

Ю Ю

CO с"4

I

1 аО 1 м 1

I

I

1

)

I

1

Ю Ю

4Ч М М

I 1,1

Я М

IO O

4 мо о

u5m

I

)

63 о а

O I ОЪ

I I с

A 1 и I cO

Ш !

J ! сч 1

I

I

1 1

u I ! 1О

aO> 1 ах

Эжа1 МИ

9 !II 9 I

Е4ФО1

1 I ь м О

Ю

1О 1 1 I

1 1 I I

Ю Ю

00 Ф аА 1 Ю I ч 4 -!

Ю ° Ф м ч9 °

an ao 1 О

%.4 Н н м! C) I

%-4

Ю ь

Ю an а 1 Ю

%.4

1

1

1 о 1 м 1 О 1 г4 1

I

4 1

Ф I

iО I ч-4 1

I

1

I е 1

1 I

I

1

° Ф I

Ю!

1О 1

;4 1

I

I

I сб 1

4Ч

Л I

1

817585

Таблица 2

Показатели

Способ

Известный Предлагаемый

Температура инкубации, С

33-35

Продолжительность определения, сут

8-9

58-65 99-101

Формула изобретения

Составитель A.:жаворонкова

Редактор М. Митровка Техред Н.Келушак Корректор М. Шароши

Заказ 1336/58 Тираж 907.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал IIIIII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Среди исследуемых условий проведения ,определения оптимальной является температура 33-35оС, так как при ней получение величины полного биохимического потребления кислорода обеспечивается за 8-9 сут, в то время

Доля полученной величины от теоретического значения БПК полн. Ъ

««»

° °

Таким образом, предлагаемый метод 20

1 определения полной биохимической потребности кислорода (БПКп ) позволяет более чем вдвое сократить продолжительность определения этой величины, получить достоверные ее значения, 25 соответствукияие теоретическим данным. Проведение определения при

33-35 C облегчает поддержание постоянного температурного режима в термостате, особенно в летнее время. 30

Способ определения полного биохимического потребления кислорода сточными водами путем разбавления воды как при 30-38 С для этого требуется

13-17 сут.

В табл. 2 приведено определение полного биохимического потребления кислорода (БПКдc,ÄÄ) известным и пред,лагаемым способами.

« с применением адаптированной микро.флоры и инкубацгч пробы в термостабильных условиях, о т л и ч а ю — . шийся тем, что, с целью ускорения проведения анализа и получения действующих значений полного биохимического потребления кислорода фенольными сточными водами коксохимического производства, инкубацию пробы производят при 33-35 С.

Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе

1. Burchavd С.Н, uGas-und

Wasserfachn 1966, 9 2, с. 42-45.

2. Лурье Ю. Ю. и Рыбникова A. И.

Химический анализ производственных сточных вод. М., "Химия", 1974, с. 55 (прототип).