COD及BOD的测定方法.docx

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COD及BOD的测定方法

化学需氧量（CODcr）和生化需氧量（BOD5）的测定

化学需氧量（CODcr）的测定

（重铬酸钾法）

一．实验目的

1．了解化学需氧量（CODcr）的含义。

2．掌握微波闭式CODcr消解仪的使用方法。

3．掌握重铬酸钾法测定水样中有机污染物的基本原理。

4．熟练掌握氧化-还原滴定的操作技术。

二．实验原理

在强酸性溶液中，准确加入过量的K2Cr2O7标准溶液，密封催化微波消解，将水样中还原性物质（主要是有机物）氧化，过量的K2Cr2O7以试亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液回滴，根据所消耗的K2Cr2O7标准溶液的量计算水样化学需氧量。

反应式如下：

Cr2O72-+14H++6e

2Cr3++7H2O（水样的氧化）

Cr2O72-+14H++6Fe2+

2Cr3++6Fe3++7H2O（滴定）

Fe2++试亚铁灵（指示剂）→红褐色（终点）

三．实验仪器、设备

1．WMX-IIIA型微波闭式CODCr消解仪。

2．聚四氟乙烯消解罐。

3．半微量滴定管。

4．1mL和5mL吸管。

5．250mL锥形瓶。

6．容量瓶。

7．小烧杯。

8．20mL量筒。

四．实验试剂

1．重铬酸钾标准溶液（c1/6K2Cr2O7=0.025mol/L）：

称取预先在120℃烘干2h的基准或优级纯重铬酸钾1.2258g溶于水中，移入1000mL容量瓶内，稀释至标线，摇匀。

2．硫酸亚铁铵标准溶液[c（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O≈0.01mol/L]：

称取3.952g硫酸亚铁铵溶于水中，边搅拌边缓慢加入20mL浓硫酸，冷却后移入1000mL容量瓶中，稀释至标线，摇匀。

临用前，用重铬酸钾标准溶液标定。

标定方法：

准确吸取10.00mL重铬酸钾标准溶液于500mL锥形瓶中，加水稀释至110mL左右，缓慢加入30mL浓硫酸，混匀。

冷却后，加入3滴试亚铁灵指示剂（约0.15mL），用硫酸亚铁铵溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点（标定应在做样品分析时当天进行）。

按下式计算硫酸亚铁铵溶液浓度：

式中：

C——硫酸亚铁铵标准溶液的浓度，mol/L；

V——硫酸亚铁铵标准溶液的用量，mL。

3．浓硫酸—硫酸银溶液（5g/500mL）：

于500mL浓硫酸中加入5g硫酸银，放置1～2d，不时摇动使其溶解。

4．10%硫酸—硫酸汞溶液（10g/100mL）。

5．试亚铁灵指示剂：

称取1.485g邻菲啰啉（C12H8N2·H2O）和0.695g硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）溶于水中稀释至100mL，贮于棕色瓶内。

五．实验步骤

1．准确吸取5.00mL水样置于消解罐中，加入1.00mLH2SO4—HgSO4溶液（消除Cl-的干扰），然后加入5.00mL重铬酸钾标准溶液，再慢慢加入5.00mLH2SO4—Ag2SO4溶液，摇匀后，旋紧消解罐的密封盖，将其均匀放入微波闭式CODCr消解仪玻璃盘周边上，关好消解仪的门。

2．按动消解仪停止/取消键，再按功率键1次，按照下式规定的消解时间按⑩分键或①分键设定消解时间，最后按启动键开始进行消解，时间进入倒计时，待装置发出三声嘟……提示消解完毕。

CODCr消解时间（分）=消解罐数（个）+5

3．消解完后，打开仪器门让其冷却或取出（注意：

戴手套，手抓住罐的上部）竖放入冷水盆中速冷，冷至45℃以下，小心旋开罐帽，将试样移入锥形瓶中，用20mL蒸馏水分三次冲洗帽内和罐内部，冲洗液并入锥形瓶中，控制总体积为30～40mL。

4．加入2～3滴试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点，记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。

5．测定水样的同时，取5.00mL重蒸馏水，按同样操作步骤作空白试验，记录滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量。

6．计算

式中：

C——硫酸亚铁铵标准溶液的标定浓度，mol/L；

V0——滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量，mL；

V1——滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液的用量，mL；

V——水样的体积，mL；

8——氧（1/2O）摩尔质量，g/mol。

六．实验报告要求

1．写出实验名称、实验方法、采样时间和地点。

2．写出实验目的、实验原理、实验仪器设备、实验试剂、实验步骤。

3．认真做好课后思考题。

七．注意事项

1．对于化学需氧量大于50mg/L的水样，应改用0.050mol/L重铬酸钾标准溶液。

2．水样加热回流后，溶液中重铬酸钾剩余量应为加入量的1/5～4/5为宜。

3．用邻苯二甲酸氢钾标准溶液检查试剂的质量和操作技术时，由于每克邻苯二甲酸氢钾的理论CODCr值为1.176g，所以溶解0.4251g邻苯二甲酸氢钾（HOOCC6H4COOK）于重蒸馏水中，转入1000mL容量瓶中，稀释至标线，使之成为500mg/L的CODCr标准溶液。

用时新配。

4．CODCr的测定结果应保留三位有效数字。

5．每次实验时，应对硫酸亚铁铵滴定液进行标定，室温较高时尤其应注意其浓度的变化。

6．对于化学需氧量高的废水样，判断是否要稀释，方法是取5mL原废水样于15mm×150mm硬质玻璃试管中，加入5mL重铬酸钾标准溶液，再慢慢加入5mLH2SO4—Ag2SO4溶液，摇匀，观察是否成绿色，如溶液显绿色，要进行水样稀释，直至溶液不变绿色为止。

稀释时，所取废水样量不得少于5mL。

生化需氧量（BOD5）的测定

（五日培养法）

一．实验目的

1．了解生化需氧量（BOD5）的含义。

2．掌握五日培养法测定生化需氧量的基本原理。

3．熟练掌握碘量法测定DO的操作技术。

4．明确化学需氧量和生化需氧量的相关性。

二．实验原理

五日培养法也称标准稀释法或稀释接种法。

其测定原理是：

水样经稀释后，在20℃±1℃条件下培养5天，求出培养前后水样中溶解氧含量，二者的差值为BOD5。

如果水样五日生化需氧量未超过7mg/L，则不必进行稀释，可直接测定。

很多较清洁的河水就属于这一类水。

溶解氧测定方法一般用碘量法。

三．实验仪器、设备

1．20℃±1℃恒温培养箱。

2．5～20L细口玻璃瓶。

3．250mL溶解氧瓶：

带有磨口玻璃塞，并具有供水封用的钟形口。

4．1000mL量筒。

5．玻璃搅拌棒：

棒长应比所用量筒高度长20cm，棒的底端固定一个直径比量筒直径略小，并有几个小孔的硬橡胶板。

6．虹吸管：

供分取水样和添加稀释水用。

四．实验试剂

1．磷酸盐缓冲溶液：

将0.85g磷酸二氢钾（KH2PO4）、2.175g磷酸氢二钾（K2HPO4）、3.34g磷酸氢二钠（Na2HPO4·7H2O）和0.17g氯化铵（NH4Cl）溶于水中，稀释至100mL。

此溶液的pH应为7.2。

2．硫酸镁溶液：

将2.25g硫酸镁（MgSO4·7H2O）溶于水中，稀释至100mL。

3．氯化钙溶液：

将2.75g无水氯化钙溶于水中，稀释至100mL。

4．氯化铁溶液：

将0.025g氯化铁（FeCl3·6H2O）溶于水中，稀释至100mL。

5．盐酸溶液（0.5mol/L）：

将4mL（ρ=1.18g/mL）盐酸溶于水，稀释至100mL。

6．氢氧化钠溶液（0.5mol/L）：

将2g氢氧化钠溶于水，稀释至100mL。

7．亚硫酸钠溶液（c1/2Na2SO3=0.025mol/L）：

将0.1575g亚硫酸钠溶于水，稀释至100mL。

此溶液不稳定，需当天配制。

8．葡萄糖-谷氨酸标准溶液：

将葡萄糖（C6H12O6）和谷氨酸（HOOC-CH2-CH2-CHNH2-COOH）在103℃干燥1h后，各称取15mg溶于水中，移入100mL容量瓶内并稀释至标线，混合均匀。

此标准溶液临用前配制。

9．稀释水：

在5～20L玻璃瓶内装入一定量的水，控制水温在20℃左右。

然后用无油空气压缩机或薄膜泵将此水曝气2～8h，使水中的溶解氧接近于饱和，也可以鼓入适量纯氧。

瓶口盖以两层经洗涤晾干的纱布，置于20℃培养箱中放置数小时，使水中溶解氧含量达8mg/L左右。

临用前于每升水中加入氯化钙溶液、氯化铁溶液、硫酸镁溶液、磷酸盐缓冲溶液各1mL，并混合均匀。

稀释水pH应为7.2，其BOD5应小于0.2mg/L。

10．接种液：

可选用以下任一方法获得适用的接种液。

①城市污水，一般采用生活污水，在室温下放置一昼夜，取上层清液供用。

②表层土壤浸出液，取100g花园土壤或植物生长土壤，加入1L水，混合并静置10min，取上清溶液供用。

③用含城市污水的河水或湖水、污水处理厂的出水。

④当分析含有难于降解物质的废水时，在排污口下游3～8km处取水样作为废水的驯化接种液。

如无此种水源，可取中和或经适当稀释后的废水进行连续曝气，每天加入少量该种废水，同时加入适量表层土壤或生活污水，使能适应该种废水的微生物大量繁殖。

当水中出现大量絮状物，或检查其化学需氧量的降低值出现突变时，表明适用的微生物已进行繁殖，可用做接种液。

一般驯化过程需要3～8天。

11．接种稀释水：

取适量接种液，加于稀释水中，混匀。

每升稀释水中接种液加入量为：

生活污水1～10mL；表层土壤浸出液20～30mL；河水或湖水10～100mL。

接种稀释水pH应为7.2，其BOD5在0.3～1.0mg/L之间为宜。

接种稀释水配制后应立即使用。

五．实验步骤

1．水样的预处理：

①水样的pH值若超出6.5～7.5范围时，可用盐酸或氢氧化钠稀溶液调pH值近于7，但用量不要超过水样体积的0.5%。

若水样的酸度或碱度很高，可改用高浓度的碱或酸液进行中和。

②水样中含有铜、锌、铅、镉、铬、砷、氰等有毒物质时，可使用经驯化的微生物接种液的稀释水进行稀释，或提高稀释倍数，降低毒物的浓度。

③含有少量游离氯的水样，一般放置1～2h，游离氯即可消失。

对于游离氯在短时间不能消散的水样，可加入亚硫酸钠溶液，以除去之。

其加入量的计算方法是：

取中和好的水样100mL，加入1+1乙酸10mL，10%（m/V）碘化钾溶液1mL，混匀。

以淀粉溶液为指示剂，用亚硫酸钠标准溶液滴定游离碘。

根据亚硫酸钠标准溶液消耗的体积及其浓度，计算水样中所需亚硫酸钠溶液的量。

④从水温较低的水域或富营养化的湖泊采集的水样，可遇到含有过饱和溶解氧，此时应将水样迅速升温至20℃左右，充分振摇，以赶出过饱和的溶解氧。

从水温较高的水域或废水排放口取得的水样，则应迅速使其冷却至20℃左右，并充分振摇，使与空气中氧分压接近平衡。

2．水样的测定：

①不经稀释水样的测定：

对于溶解氧含量较高、有机物含量较少的清洁地表水，可不经稀释，而直接以虹吸法将约20℃的混匀水样转移至两个溶解氧瓶内，转移过程中应注意不使其产生气泡。

以同样的操作使两个溶解氧瓶充满水样后溢出少许，加塞水封（瓶内不应有气泡）。

立即测定其中一瓶溶解氧，将另一瓶放入培养箱中，在20±1℃培养5d后，测其溶解氧。

②需经稀释水样的测定：

对于污染的地表水和大多数工业废水，需要稀释后再培养测定。

根据实践经验，稀释倍数（指稀释后体积与原水样体积之比）用下述方法计算。

地表水由测得的高锰酸盐指数（CODMn）乘以适当的系数求得（见下表）

高锰酸盐指数（CODMn）/（mg·L-1）系数

＜5—

5～100.2、0.3

10～200.4、0.6

＞200.5、0.7、1.0

工业废水可由重铬酸钾法测得的CODcr值确定。

通常需作三个稀释比，使用稀释水时，由CODcr值分别乘以系数0.075、0.15、0.225，即获得三个稀释倍数；使用接种稀释水时，则CODcr值分别乘以系数0.075、0.15、0.25，获得三个稀释倍数。

稀释倍数确定后，按下法之一测定水样。

a．一般稀释法：

按照选定的稀释比例，用虹吸法沿筒壁先引入部分稀释水（或接种稀释水）于1000mL量筒中，加入需要量的均匀水样，再引入稀释水（或接种稀释水）至800mL，用带胶板的玻璃棒小心上下搅匀。

搅拌时勿使搅棒的胶板露出水面，防止产生气泡。

按不经稀释水样的测定步骤，进行装瓶，测定当天溶解氧和培养5天后的溶解氧含量。

另取两个溶解氧瓶，用虹吸法装满稀释水（或接种稀释水）作为空白，分别测定5天前、后的溶解氧含量。

ｂ．直接稀释法：

在溶解氧瓶内直接稀释。

在已知两个容积相同（其差小于1mL）的溶解氧瓶内，用虹吸法加入部分稀释水（或接种稀释水），再加入根据瓶容积和稀释比例计算出的水样量，然后引入稀释水（或接种稀释水）至刚好充满，加塞，勿留气泡于瓶内。

其余操作与上述一般稀释法相同。

在BOD5测定中，一般采用碘量法测定溶解氧。

如遇干扰物质，应根据具体情况采用其他测定法。

溶解氧的测定方法附后。

3．BOD5计算：

①不经稀释直接培养的水样：

BOD5（mg/L）=C1－C2

式中：

C1——水样在培养前的溶解氧浓度，mg/L；

C2——水样经5天培养后，剩余的溶解氧浓度，mg/L。

②经稀释后培养的水样：

BOD5（mg/L）=

式中：

C1——稀释后的水样在培养前的溶解氧浓度，mg/L；

C2——稀释后的水样经5天培养后，剩余的溶解氧浓度，mg/L；

B1——稀释水（或接种稀释水）在培养前的溶解氧浓度，mg/L；

B2——稀释水（或接种稀释水）经5天培养后，剩余的溶解氧浓度，mg/L；

f1——稀释水（或接种稀释水）在培养液中所占比例；

f2——原水样在培养液中所占比例。

六．实验报告要求

1．写出实验名称、实验方法、采样时间和地点。

2．写出实验目的、实验原理、实验仪器设备、实验试剂、实验步骤。

3．认真做好课后思考题。

七．注意事项

1．水中有机物的生物氧化过程分为碳化阶段和硝化阶段，测定一般水样的BOD5时，硝化阶段不明显或根本不发生，但对于生物处理池的出水，因其中含有大量硝化细菌，因此，在测定BOD5时也包括了部分含氮化合物的需氧量。

对于这种水样，如只需测定有机物的需氧量，应加入硝化抑制剂，如丙烯基硫脲（ATU、C4H8N2S）等。

2．在两个或三个稀释比的样品中，凡消耗溶解氧大于2mg/L和剩余溶解氧大于1mg/L都有效，计算结果时，应取平均值。

3．为检查稀释水和接种液的质量，以及化验人员的操作技术，可将20mL葡萄糖-谷氨酸标准溶液用接种稀释水稀释至1000mL，按测定BOD5的步骤操作，测其BOD5，其结果应在180～230mg/L之间。

否则，应检查接种液、稀释水或操作技术是否存在问题。

附：

碘量法测定水中溶解氧（DO）

一．实验原理

在水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾溶液，水中的溶解氧将二价锰氧化成四价锰的氢氧化物棕色沉淀。

加酸后，沉淀溶解，四价锰又可氧化碘离子而释放出与溶解氧量相当的游离碘。

以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定释放出的碘，可计算出溶解氧含量。

反应式如下：

MnSO4+2NaOH=Na2SO4+Mn（OH）2↓

2Mn（OH）2+O2=2MnO（OH）2↓（棕色沉淀）

MnO（OH）2+2H2SO4=Mn（SO4）2+3H2O

Mn（SO4）2+2KI=MnSO4+K2SO4+I2

2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI

二．实验仪器、设备

1．250mL溶解氧瓶。

2．250mL锥形瓶。

3．25mL酸式滴定管。

4．1mL、2mL吸管。

5．50mL移液管。

三．实验试剂

1．硫酸锰溶液：

称取36.4g硫酸锰（MnSO4·H2O）或48g（MnSO4·4H2O）溶于水中，稀释至100mL。

此溶液加至酸化过的碘化钾溶液中，遇淀粉不得产生蓝色。

2．碱性碘化钾溶液：

称取50g氢氧化钠，溶解于30～40mL水中，另称取15g碘化钾溶于20mL水中，待氢氧化钠溶液冷却后，将两溶液混合，加水稀释至100mL。

如有沉淀则放置过夜，倾出上清液，贮于棕色瓶中，用橡胶塞塞紧，避光保存。

此溶液酸化后，遇淀粉应不呈蓝色。

3．（1+5）硫酸溶液（标定硫代硫酸钠溶液用）。

4．1%（m/V）淀粉溶液：

称取1g可溶性淀粉，用少量水调成糊状，再用刚煮沸的水稀释至100mL。

冷却后，加入0.1g水杨酸或0.4g氯化锌防腐。

5．重铬酸钾标准溶液（c1/6K2Cr2O7=0.025mol/L）：

称取在105～110℃烘干2h，并冷却的优级纯重铬酸钾1.2258g溶于水中，移入1000mL容量瓶内，稀释至标线，摇匀。

6．硫代硫酸钠溶液[cNa2S2O3·5H2O≈0.0125mol/L]：

称取3.1g硫代硫酸钠溶于煮沸放冷的水中，加入0.2g碳酸钠，用水稀释至1000mL，贮于棕色瓶中。

使用前，用0.025mol/L重铬酸钾标准溶液标定。

标定方法：

于250mL碘量瓶中，加入100mL水和1g碘化钾，加入10.00mL0.025mol/L重铬酸钾标准溶液，5mL（1+5）硫酸溶液，密塞，摇匀。

于暗处静置5min后，用待标定的硫代硫酸钠溶液滴定至溶液呈淡黄色，加入1mL淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好褪去为止，记录用量。

式中：

C——硫代硫酸钠溶液的浓度，mol/L；

V——滴定时消耗硫代硫酸钠溶液的体积，mL。

7．浓硫酸：

ρ=1.84。

四．实验步骤

1．溶解氧的固定：

用吸管插入溶解氧瓶的液面下加入1mL硫酸锰溶液、2mL碱性碘化钾溶液，盖好瓶塞，颠倒混合数次，静置。

待棕色沉淀物降至瓶内一半时，再颠倒混合一次，待沉淀物下降到瓶底（一般在取样现场固定）。

2．溶解：

打开瓶塞，立即用吸管插入液面下加入2.0mL浓硫酸。

小心盖好瓶塞，颠倒混合摇匀，至沉淀物全部溶解，放于暗处静置5min。

3．滴定：

吸取100.00mL上述溶液于250mL锥形瓶中，用硫代硫酸钠溶液滴定至溶液呈淡黄色，加入1mL淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好褪去，记录硫代硫酸钠溶液用量。

用下式计算水样中溶解氧浓度：

溶解氧（O2，mg/L）=

式中：

C——硫代硫酸钠溶液的浓度，mol/L；

V——滴定时消耗硫代硫酸钠溶液的体积，mL。

五．注意事项

1．水样中含有亚硝酸盐会干扰碘量法测定溶解氧，可采用叠氮化钠修正法（除了将碱性碘化钾改为碱性碘化钾-叠氮化钠以外，其他与普通碘量法相同）。

此法适用于多数污水及生化处理出水。

2．当水样中三价铁离子含量较高时，干扰测定，可加入氟化钾或用磷酸代替硫酸酸化来消除。