[发明专利]实验室自动生化耗氧量BOD5测定仪及自动测定方法

说明书

技术领域                                 

本发明涉及生化耗氧量BOD5的测量的领域，尤其是用于实验室的BOD5自动测量领域。

背景技术

生物化学需氧量简称生化耗氧量，常记为BOD, 是指在一定期间内，微生物分解一定体积水中的某些可被氧化物质，特别是有机物质所消耗的游离溶解氧的数量。它是反映水中有机污染物含量的一个综合指标。如果进行生物氧化的时间为五天就称为五日生化需氧量（BOD5）。BOD5是指待测水样在有氧条件下，样品于培养箱中恒温培养五天时，好氧微生物氧化分解单位体积水有机物或无机物所消耗的游离溶解氧的数量，以mg/L表示，记为BOD5。

水样BOD5的测定原理是：将待测水样按预先估计的测量量程量好一定体积倒入培养瓶中，培养温度控制在20±1℃，并保持有充足的溶解氧供水样中的微生物进行生化反应。样品中的有机物经过生物氧化作用，转变成氮，碳，硫的氧化物。在这一过程中，唯一可以从水样中溢出的二氧化碳气体被置于培养瓶中的纯碱吸收，而此微生物生化反应是在一个密闭的环境中进行的，因此，培养瓶中的空气压力就会降低，减小的量就对应于微生物所消耗的溶解氧的量。经理论和实验证实：水样的BOD5值与瓶中的空气压力减小的程度成正比。通过测量培养瓶中空气压力的减小值，我们就可以得到水样BOD5值。

通常在市场上见到的实验室BOD5测定仪，均为手工操作为主的实验仪器。仪器的取样依然是人工量筒量取，仪器的软件部分还是以DOS操作系统下编写的程序。实验人员操作起来很是不便，并且实验数据的准确性和处理能力远远不能满足日日增长的水样的环境监测要求。

发明内容

本发明提供了一种实验室自动BOD5测定仪,其主要由硬件和软件两大部分构成。硬件主要由电脑，电脑通信接口，多路电磁阀泵，信号采集处理单元，培养瓶，管路等组成；软件是在windows的平台下原创的应用软件，实验的各种参数分为由系统默识和用户自由输入两种形式。该测定仪可实现试验水样的自动进样、自动泄放、自动清洗，实验结果的数据和曲线的自动保存和打印，由此大大减轻了实验人员的繁琐工作，且操作更方便简捷，实验数据更准确可靠。

附图说明

图1是实验室自动BOD5测定仪硬件框图；其中，图1仅标出对测定样1测定时的选定的管路通路作为一个示例。 

硬件结构主要由下列部件构成：

1、接种水试剂瓶 ，2、标液试剂瓶，3、水样培养瓶，4、多路电磁阀泵 ，5、电脑数据处理，显示打印，6、水样放置烧杯，7、信号处理单元，8、微差压传感器，9、碱吸收杯， 10、泄液阀。

图2是标准液配置框图；

图3是仪器程序执行框图；

图4是仪器终端显示界面示意图。

具体实施方式

为了检查仪器的准确性，通常需要首先进行标准液(简称标液)的测试，也称之为对仪器进行化学标定的过程。本发明中采用的标液是采用生活污水上清液作为接种水接种后的葡-谷标液，其配制请参见图2。

将预先配制好的标液和接种水分别置于试剂瓶中，并把所有的测试水样和培养瓶放置在规定位置并接好溶液连通管路（参见图1）。其中：

（1）培养瓶内上部的碱吸收杯既是存放纯碱(或液体)的器皿，又作为培养瓶的密封垫片使用。碱吸收杯有数处与培养瓶中空气相通的孔，当水样中的微生物进行生化反应时，放出的二氧化碳通过此孔进入碱吸收杯而被吸收，从而形成培养瓶中的微负压。

（2）培养瓶与外界相通的管接口位于培养瓶的最底端，保证了泄放的水样废液可排空排净。泄放阀与培养瓶的连结管路尽可能短。管路材料为不能透氧的材料，例如聚氯乙烯塑料管道等，不可使用硅橡胶等大分子的透氧管道。

（3）通过微压差传感器测定出的压力减小值通过信号处理单元发送给电脑。

启动应用BOD程序软件，将一定体积的标液和接种水通过多路电磁阀泵打入到预先设计好的培养瓶中进行标准样品的测试。根据本领域的公知常识，如果测出该标液的BOD5数值在180-230mg/L范围间，那么该测定仪是准确可信的。

接下来，就可以进行实际水样的测试。同样，多路电磁阀泵将各个测试样在程序的控制下分别打入不同的培养瓶中进行测试，直至整个实结束并打印实验数据。控制过程详见图3。

对于实际水样的测试过程，需要说明的是:

(1)设定BOD5量程后，根据该量程和实际样品选择是否稀释样品。如果选择的样品中的有机污染物浓度很高，则适当稀释一定倍数后测量，以避免超出设定量程。