环境工程监测课件.ppt

水中的含氮化合物（十二） 氨氮(Ammonia Nitrogen) 指以NH3和NH4+形式存在的氮，是有機氮氧化分解的第一步產物 存在形式取決於pH * 環境工程監測 * 水中的含氮化合物（十三） 納氏試劑光度法(Nessler reagent) 納氏試劑：碘化鉀與碘化汞的強鹼溶液 原理：納氏試劑與氨作用生成淡紅棕色膠態化合物，該化合物在410－425nm內有強的吸收，用目視比色、或比色計或分光光度計測定 適用範圍：0.025-2mg/L 注意脂肪胺、芳香胺、醛、酮、醇以及鐵錳、鎂的干擾（產生並色或渾濁），用絮凝過濾、蒸餾去除。 水楊酸－次氯酸鹽光度法 原理：在亞硝基鐵氰化鈉存在下，銨與水楊酸鹽和次氯酸鹽反應生成藍色化合物，在697nm下有最大吸收。 適於0.01-1mg/L * 環境工程監測 * 生化需氧量（九） 一般生活污水的BOD5約為OC的2～4倍，或根據下表考慮稀釋倍數 * 環境工程監測 * 生化需氧量（十） 稀釋技術 1％以上－－直接在BOD瓶中 充滿水不留氣泡，虹吸、勿攪拌 加水封，5天中每天檢查 1％以下－－在1升量筒中，然後轉移到BOD瓶中 * 環境工程監測 * 生化需氧量（十一） BOD5計算 D＝AP1＋CP2 BOD5＝(D－B)/P2 P1——稀釋水用量的百分數（小數表示） P2——原水樣用量的百分數（小數表示） D ——稀釋水樣中的有效溶解氧（mg/LO2） A ——稀釋水培養5天後的溶解氧（mg/LO2） B ——稀釋水樣培養5天後的溶解氧（mg/LO2） C ——原水樣的溶解氧（mg/LO2） BOD5測定的允許誤差一般為±5％ * 環境工程監測 * 生化需氧量（十二） （4）、儀器測定法 利用的原理： 壓差計法：測量密閉系統中由於氧量的減少而引起的氣壓變化，由此來測定BOD電解法：在密封系統中氧氣量的減少用電解來補給，從電解所需要的電量來求得氧的消耗量 用薄膜式溶解氧電極來求得生化過程中氧的消耗量 * 環境工程監測 * 生化需氧量（十三） 3、生化需氧量反應動力學 （1）、有機物質好氧分解的兩個階段 第一階段： CHO有機物 → CO2 ＋ H2O ＋ 能量 CHONPS有機物 → CO2＋ H2O ＋ NH3 ＋ H2S ＋ 能量 主要是C → CO2 因此又稱碳化過程 這時消耗的氧量叫碳化生化需氧量 總的碳化生化需氧量叫第一階段生化需氧量，或完全生化需氧量 * 環境工程監測 * 生化需氧量（十四） 第二階段 亞硝化細菌 硝化細菌 NH3 －－－－→ NO2- －－－－→ NO3- H2S －→ SO42- …… 我們通常所說的生化需氧量是指“碳化生化需氧量”，即第一階段生化需氧量，不包括硝化過程所消耗的氧量。WHY? 有機物質的無機化，使碳變成二氧化碳、氮變成氨已經無機化 廢水處理的要求是無機化，並不要求硝化 * 環境工程監測 * 生化需氧量（十五） 測定BOD時要儘量避免硝化作用的發生 硝化作用一般在第七天時才開始 硝化細菌多時導致硝化提前，可用硫脲、亞甲基蘭等抑制劑 總之，BOD5不包括： 不可分解的有機物 用於合成細胞質的那部分有機物 硝化過程所消耗的氧 * 環境工程監測 * 生化需氧量（十六） （2）、生物氧化動力學公式 有機物的生物氧化過程接近於單分子一級化學反應 O2 有機物 －－→ CO2 ＋ H2O ＋ 能量 微生物 反應速度與暫態的有機物濃度成正比 d(La-L)/dt=K’dt La——有機物初始濃度 L——t時有機物的剩餘濃度 K’——耗氧速率常數 （1/日） 積分可得： Xt＝La(1-10-kt) （公式1） * 環境工程監測 * 生化需氧量（十七） （3）、耗氧速度常數 耗氧速度是廢水生物處理、河流水體自淨過程中的一個重要參數 k值隨溫度而變化。由Arrhenius公式可推出： k(T)＝k(20)θT-20 (公式2) θ＝e(E/RT1T2) 可見θ是一個溫度係數，在10～30℃時可用1.047 p311圖18－7和圖18－8說明k對BOD的影響 * 環境工程監測 * 生化需氧量（十八） 不同的污水水質有不同的k (k')值，一般在0.1～0.3/日 * 環境工程監測 * 生化需氧量（十九） （4）、完全生化需氧量，即第一階段生化需氧量，La(BODu) 不同的水質有不同的La La也隨溫度而變化 La(T)＝La(20)(0.02T+0.6) (公式3) 根據公式1－3可以計算在不同溫度下不同天數的BOD * 環境工程監測 * 生化需氧量（二十） （5）、k值和La值的確定 可以通過最小二乘法、矩陣法、日差法、快速法、Thomas圖解法等確