GB T 20778-2006 水处理剂可生物降解性能评价方法 CO 生成量法.pdf

1、ICS 7 1. 100, 80 G 76 中华人民共和国国家标准G/T 20778-2006 水处理剂可生物降解性能评价方法CO2生成量法Evaluation of biodegradability of water treatment chemicals一Carbon dioxide evolution test (lSO 9439: 1999 , Water quality-Evaluation of ultimate aerobic biodegradability of organic compounds in aqueous medium一Carbon dioxide evolut

2、ion test, MOD) 2006-12-29发布中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局中国国家标准化管理委员会2007-06阳01实施发布. 嗣嗣. 目U自GB/T 20778-2006 本标准修改采用IS09439 ;1999(水质有机物水榕被最终好氧生物降解性评价方法CO2生成量法)(英文版)。本标准根据IS09439: 1999重新起草。在附录E中列出了本标准章条编号与IS09439: 1999章条编号的对照一览表。本标准与IS09439: 1999的主要差异为:在规范性引用文件中引用了我国的标准。、本标准的附录A、附录B、附录C、附录D和附录E均为资料性附录。本标准由中国石油和化

3、学工业协会提出。本标准由全国化学标准化技术委员会水处理剂分会归口。本标准主要负责起草单位z天津化工研究设计院。本标准主要起草人:靳晓霞、朱传俊、胡兴刚、邵宏谦、白莹、马一骏、李琳、孙继。本标准为首次制定。I 1 范围水处理剂可生物降解性能评价方法CO2生成量法GBjT 20778-2006 本标准规定了水处理剂可生物降解性能的评价方法。本标准适用于在实验条件下易榕于4例蹲幽叫实验眩度下对试验嗷生物无押制作用的水处理剂(有机物。2 规范性引用文件1982) GB/T 6682 3 术语和定义下列术语和3. 1 最终好氧生物在氧气存在的情化作用井产生新的生3.2 3.3 3.4 初级生物降解化合物

4、在微生物的作活性污泥activated sludge 在椿解氧存在下，利用细菌和悬浮圄体度concentration of suspended 文件，其随后所有协议的各方研究ISO 6353-1: 7) 的无机盐(矿。一定体积的活性商泥经过滤或离心分离，并在105.C烘干至恒重所得(活性河况的圃体质量。3.5 溶解性有机碳(DOC)dissolved 0咱aniccarbon 水样中不能通过特定相分离技术去除的有机碳。注:如在40000m/s2的速率下离心分离15min或经孔径为0.2m0.45m的膜过滤.3.6 总无机碳CTIC)total inorganic carbon 水中据自于COz

5、和碳酸盐的所有的无机碳。1 GBjT 20778-2006 3. 7 溶解性无机踹(DIC)dissolved inorganic carbon 水中无法用特定相分离技术去除的无机碳。注:如在40000m/s2的速率下离心分离15min或经孔径为0.2m-O.45m的膜过滤。3.8 3.9 Cz理论生成噩(ThCz)theoretical amount of formed carbon dioxide 化合物被彻底氧化所生成COz的理论最大值。注:ThC02可通过分子式计算，并且用每毫克或克待测物所生成CO2的量(mg)来表示，停滞期lag phase 指从实验开始到降解微生物已驯化井且化合物

6、或有机质的生物降解率已增加到最大生物降解率的10%的时|闻自注:通常以天计。3. 10 最大生物降解率maximum level of biodegradation 实验中化合物或有机质的最大生物降解程度，即实验过程中再无比该值更大的生物降解发生。注:通常以百分率计。3. 11 生物降解期biodegradation phase 从停滞期结束至达到最大生物降解率90%的时间。注:通常以天计.3. 12 平台期plateau ph副e从生物降解期结束至实验结束的时间。注3通常以天计，3. 13 预暴露(接触)pre -exposure 为了提高微生物的适应性和选择性，强化接种物对待测物的生物降解

7、能力，在待测物或有机质存在的条件下对接种物进行的预先培养。3. 14 预处理preconditioning 为提高实验效果，在不含待测物或有机质的条件下，对接种物进行给定条件下的预先培养。4 方法提要通过静态实验，可以测定水处理剂(有机物)在好氧微生物作用下的生物降解性能。试验榕液包括无机培养榷、作为惟一醋掘和能量掘的水处理剂有机联被度10mg/L40 mg/L)、从废水处理厂或其它环境中得到的棍合接种物。该试液在实验容器中连续搅拌井通以不含COz的空气，一般需连续28d (参见附录A).微生物降解所产生的CO2用外置的吸收瓶吸收，并用适当的分析方法测定其生成量(参见附录酌，井与理论生成量(T

8、hCOz)相比，所得结果用百分率表示。对于水擦性化合物，可测定DOC去除率以在得最终生物降解的补充信息。DOC去除率可用给定的方法测得参见附录D，该方法使用较高跟度的待测物和接种物，可提高实验中潜在的生物降解性能)。如果有特定物质的测定方法，也可以得到初级生物降解的信息。2 GBjT 20778-2006 5 实验环境在避光或弱光的条件下进行培养，温度20.C.-.25.C。6 试剂和材料分析方法中，除特殊规定外，只应使用分析纯试剂。分析方法中所需标准椿液、制剂及制品，在没有在明其他规定时，均按GBjT601、GB/T603之规定制备。6. 1 水，GBjT6682三级且不含二氧化碳。6.2

9、磷酸二氢押CKHzP04)。6.3 磷酸氢二拥(KzHP04)。6.4 磷酸氢二铀CNa2HP04 2Hz O) 0 6.5 氧化镀(NH4Cl)。6.6 硫酸镜(MgS04 7H20)。6. 7 氯化钙CCaC12 2HzO)。6.8 氧化铁CFeClg 6H20)。7 仪器和设备7. 1 实验装置能通气井带搅拌的玻璃瓶(如锥形瓶)、不能世露CO2的管道系统。将系统置于恒温室或带有温度调节控制器的环境内如水恪)。7.2 不含CO2的空气发生装置能提供每个实验容器约50mL/min_lOO mL/min恒定流量气体的装置示例参见附录A)。7.3 COz分析设备能保证足够精确度的任何仪器和方法均

10、可。例如COz或DIC分析仪或用碱性港被完全吸收后的滴定装置(示例参见附录助。7.4 溶解性有机碳(DOC)分析仪(可选)7.5 离心或过滤装置用膜过滤(膜孔径在0.2mO.45m)对有机碳的吸收或损失最小。7.6 pH 计7.7 转子流量计8 试验前的准备8. 1 培养攘的制备8. 1. 1 溜擅a磷酸二氢挥CKHzP04)磷酸氢二梆CKzHP04)8.50 g 21. 75 g 磷酸氢二铀CNazHP04 2Hz 0) 33. 40 g 氯化锥CNH4Cl) o. 50 g 将上述试剂榕于水中井稀释至1000 mL，pH值约为7.408. 1. 2 溶班b称取硫酸镜CMgS04 7H20)

11、22. 5 g榕于水中，并稀释至1000mL 3 GB/T 20778-2006 8. 1.3 溶擅c称取氧化钙(CaC12 2H20)36. 4 g榕于水中，并稀释至1000mL 8. 1.4 溶擅d称取氧化快(FeC1s 6H20)0. 25 g榕于水中，并稀释至1000 mLo此榕液用前现配或加一滴盐酸(HCl)酸化以避免沉淀。lL培养液，需加水大约800mL，禧榷a10 mL，溶液bd各1mL，然后用水稀释至1000mLo 8.2 试验溶液的制备8.2. 1 待测液用培养液配制一份待测水处理剂40 mg/L之间。根据待测禧性较低的化合物可直接加8.2.2 参比擅选择一种己知生物向蜘面化

12、合物作为参比物。用培橄配制主喝与待测液相同的参比攘，其有机碳质量散度为8.2.3 抑制性栓根据需要(如战者物毒啤醋噩噩勤罐罐酣睡罐如tl-W阳时指待测物和参比物的禧攘，每种化合物8. 3. 1 概埠利用括性黯曲曲事3.2，8.3.解活性的微生脚摊罄。通过参满注2，8.3.2 取自活性污泥厂从主要处理生活活水的15泥的悬物团体浓度。如果需要，可喝过搪网撞去性措施体积最小。在曝气条件下保存样品i量被度为30mg/L 8.3.3 取自于废水的接种物。在特定情况下，是否x%，预先曝露在接种污泥样品。摇合均匀井测定活性被缩，以便使加入到试验禧鞭中的括当天使用。取适当体积使试验溶被悬津物质从主要处理生活活

13、水的污水处理厂的现场流人被、流出液或试验室取样。如需要可通过粗撞去除杂质并被缩样品(如通过离心分离。擂台均匀，在曝气条件下保存样品，最好当天收集当天使用。使用前静置一小时，再取一定体积的上清液用于接种。8.3.4 取自地表水的接种物从适当的地表水中取样，如需要可通过粗搪纸过撞或离心分离来被缩样品。在曝气条件下保存样品，最好当天收集当天使用。取适当体积用于接种。4 GB/T 20778-2006 9 实验步骤9. 1 试验瓶的准备装有待测搜(8.2. 1)的待测瓶2个标记为FT); 一一一装有培养掖和接种物的空白瓶2个(标记为FB)，一一装有参比液(8.2. 2)的参比瓶1个标记为Fc)，用来核

14、对实验过程;一一如需要，准备盛装抑制性检测液(8.2.3)的试验瓶1个(标记为F1)，用于捡削待测物可能存在的抑制作用;9.2 如表1所示，在足实验结果的将实验容器曝气24h，彻气装置置换气9. 3 降解开根据表100 mL/min 根据试验瓶的认为试验结通常1 2星期。9.4 降解结试验最后实验体积为3L(只要能瞒一一如需要，准备盛装只含待测的试验瓶1个(标记为民)，通过高压灭菌1 mL/U以抑制微生物的活性来再加人等量的毒性物质。设定实验温度下，搅拌、的条件下通过顶端曝连接。附录B)测定每个物降解发生，则可，则需将试验期延长酸盐，清除CO2，加人+-十接种物(8.3) 一十十+ 十十+ +

15、 十十测试瓶Fs非生物消除核查| 十I + 注1.用常规方法测定吸收瓶中的COz，尤其是测定DIC时，不能排除实验过程中包含和积累的空气中少量COz，因此需减去空白的COz值，以减少对实验结果的影响。但对非生物消除控制试验(容器Fs)，上述情况可能导致降解结果明显不可信。因此，建议只在实验结束时测量Fs瓶中C岛的生成量。注2:如果为提供水溶性待测物生物降解性的补充资料需测量DOC去除率，或用特定物质的分析方法确定初始生物降解性能，可参见附录D。5 GB/T 20778-2006 10 计算10. 1 待甜物理论CO2的生成噩实验容器产生的CO2理论值ThC02(以mgi十).按式(1)计算=P

16、oV,M, ThC02 =巳古式中z. ( 1 ) pc一一实验容器中待测化合物有机碳质量浓度的数值，单位为毫克每升Cmg/L).由待测化合物储备液测得或计算出;L一一一实验容器中待测榕液体积的数值，单位为升(L); M一-C02的相对分子质量M=44. 0; M2-C的相对原子质量Mz=12.0。参比化合物和抑制梅攘的ThC02计算方法同上。10.2 生物降解率各实验容器(FT)每一测量间隔的生物降解率DmC%)按式(2)计算:mT，-m m=BS 100 ( 2 ) ThCOz 式中EmTt一一从实验开始至t时刻容器FT所产生CO2的质量的数值，单位为毫克Cmg); mBt一一从实验开始至

17、t时刻空白容器FB所产生CO2的质量的数值，单位为毫克(mg)。接种测试瓶Fc中参比化合物，抑制实验F1中含待测物及参比物的?昆合物，梢除非生物影响实验Fs中不减去空白的待测化合物，都可以用相同方法计算其生物降解程度。注:如果通过分析特定物质的实验方法来测量DOC的去除率和初级生物降解，推荐根据附录D来计算结果。10.3 结果的表达将每个测量区问及各实验容器的CO2释放量(卫mT，和mBt)及生物降解百分率CDm)汇总成表格。以时间为函数绘制生物降解曲线，并指出、滞后区间和降解区间。也可绘制COa净释放量与时间的曲线e如果重复实验FT得到了对比实验结果(误差20%)，可绘制平均值曲线。以相同方

18、式绘制参比化合物Fc、消除非生物影响测试瓶Fs、抑制实验F1的生物降解曲线(参见附录C)。在高台区或最大值处确定生物降解率的平均值。如，当曲线在高台区后降低则表明该生物降解的最大程度即为本实验报告中待测物的生物降解程度。待测物的毒性资料对解释生物降解率结果偏低非常有用。如果容器F1的生物降解率小于25%, 并且待测物降解不充分，则可以假定待测物对菌有抑制作用。这种情况下，应降低实验陆度或采用其他接种物重做。如果容器凡的CO2释放量较大大于10%)，则有可能发生非生物降解过程。1 1 实验结果的有效性11. 1 有效性标准a) 到第14天，Fc容器中(接种物检测)的生物降解率大于60%; b)

19、在实验结束时.3L空白实验所释放CO2质量放度约为40mg/L.不超过70mg/L; c) 在实验刚开始时，DIC的值应小于待测物有机碳值的5%。注:如果a)和b)不能满足，则应重新选择接种物。如果。条件不能满足，检测容器曝气用空气是否真正不含CO2，11. 2 抑制作用当实验包括FL(用于抑制作用检测容器时，如果实验结束时FL容器中参比物的生物降解百分率低于40%，则可认为待测物对菌有押制作用。在这种情况下，建议降低待测物被度，重新试验。GB/T 20778-2006 11.3 pH值在实验结束时，如果pH值超出68.5，并且待测物的生物降解率60%，则建议降低待测物被度重新试验或采用附录D

20、所述方法校正。12 实验报告实验报告中应至少包括以下几方面的内容:a) 待测物鉴定的所有必要信息;b) 所有测得数据(可采用表格形式)以及降解曲线;c) 所用待测物浓度，ThC02值，在待测物可水榕的情况下，给出该放度的DOC值;d) 所用参比化合物的名称及所测得的该化合物的生物降解性;e) 实验中采用的接种物的来掘、特性、被度或体积以及预处理中的所有信息;f) 所用CO2分析系统的主要特征;g) 实验中的培养温度;h) 如果有DOC去除百分率或初级生物降解率，也应记录在报告中;i) 如果包括容器FsC非生物去除)，则应记录该降解率;j) 如果包括容器F1C生物作用的抑制性检测)，则应记录该降

21、解率并说明诙待测化合物的毒性;k) 实验失败的原因;1) 标准步骤的任何改变或其他任何有可能对结果产生影响的情况。7 GB/T 20778-2006 附录A(资料性附录)二氧化碳测定系统的原理如图A.1装配容器并用气密性良好的管子连接。实验体系通以不含CO2的空气，流量50mL/min 100 mL/min，维持恒定低压，通过数气泡或选用合适的气体流量计监测气体流量。使用人工合成的不含CO2的空气或压缩空气需将气体通过一个装有干苏打石灰的容器或至少两个装有500mL NaOH 7j(潜液Cc=10 mol/L)的洗气瓶以除去C_Q酬d轩酷嘶碍UOOmLBa(OH)2榕液Cc=O.012 5 m

22、ol/L)的实验瓶用来通过浊度显示空气中是最带有CO2，显示瓶和测百蛐之间可再连接一空瓶以防止吸收被残留。在测试瓶中如果有生物脚解发生，产电酶品陆通接将被后面回撒收瓶所吸收，该过程详见附录B。8 一一-11一一压缩2一一流量计p3一一二4一一二5一一-测试瓶56-一一搅拌器;7一一二氧化碳吸收瓶5 GB/T 20778-2006 附录B(资料性附录二靠化酣释融量测定实例B.l DIC法jlj定CO2B. 1. 1 方法提要用NaOH榕被吸收所释放的B. 1.2 试剂和材料分析方法中，除特殊分析方法中所需标的DOC分析仪测定榕解性无机碳(DIC)0 B. 1.3 仪器和世一般实B. 1. 3.1

23、 DOC B. 1.4 测定将两个封最后一试瓶最近的一个装有新测定氢氧化用一个小虹吸管密测定当天，拆下离iru该吸收瓶，再加个眼收瓶的DIC.同时、，14 B /t、式中zPB-一-tM1一一-coz叫一一C的V一一所取B.2 氢氧化翻痛定法B. 2. 1 方法提要反应产生的COz与氢氧化锢BE脑网悔眼if生成BaCOa沉擅自COz生成量通过用盐酸标准滴定潜掖滴定剩余的Ba(OH)2而得。反应方程式如下:CO2十Ba(OH)z一BaCOa十H20Ba(OH)2十2HCl一BaClz十2H20B.2.2 试剂和材料分析方法中，除特殊规定外，只应使用分析纯试剂。分析方法中所需标准瞎液、制剂及制品，

24、在没有世明其他规定时，均按GB/T601、G可T603之规定制备。B. 2. 2. 1 水，GB/T6682三级且不含二氧化碳。9 GB/T 20778-2006 B. 2. 2. 2 氢氧化钢标准榕液:cBa(OH)2J约O.025 mol/La 将8.0g Ba(OH)2 .8H20溶于1000mL 水中配置成被度为0.025mol/L的榕液。建议一次性配足实验所需用量(如5L)。过滤除去搭液中的杂质并用盐酸标准滴定潜液标定其浓度。密封贮存，防止吸收空气中的CO2，保持溶被澄清。B. 2. 2. 3 盐酸标准滴定溶液:c(HCl)约0.05mol/La B.2.2.4 酣歌指示液:10 g

25、/L乙醇榕液。B. 2. 3 分析步骤分别移取100.00mL Ba(OH)2标准榕液于三个吸收瓶中。根据待测水处理剂或有机物的性质和数量的不同调整吸收液的体积。在试验过程中，当第一个吸收瓶由于吸收了CO2而产生BaC03沉淀使搭液变浑浊，而第二个吸收瓶尚未挥油时，定期地在测定当天拆下离试验瓶最近的吸收瓶，用盐酸标准摘定榕被滴定。服收瓶拆下后，立即用塞子密封以避免吸收空气中的CO2)1困次前移剩余两个吸收瓶，并在最后再新连接一个装有Ba(OH)2标准榕液的吸收瓶。可以根据需要进行上述步骤。通常在实验刚开始时，需要每隔一天滴定一次，当实验到达平台区时则只需每五天滴定一次。以完全相同的方法处理装有

26、待测物、参比物、空白、抑制作用核查以及接种物核查的试验瓶。吸收瓶拆下后，立即用盐酸标准滴定榕液滴定全部(100mL)或其1/2或1/3体积的Ba(OH)2标准溶攘，井记录中和所需的盐酸标准滴定溶液的体积。B.2.4 计算10 服收瓶所吸收的CO2的质量m，(mg)按式(B.2)计算:m, = (V1。一Vt)CM/2 .,. ,( B. 2 ) 式中:Vo -实验开始时Ba(OH)2标准溶液所耗盐酸标准滴定洛液的体积的数值，单位为毫升(mL); V，一-t时刻Ba(OH)z标准搭液所耗盐酸标准滴定榕攘的体积的数值，单位为毫升(mL); C一一盐酸标准滴定溶液的实际浓度的数值，单位为摩尔每升(m

27、ol/L); M-C02摩尔质量的数值，单位为克每摩尔(g/mol)(M=44. 0)。80 70 . 60 F、回8自50、N 8 40 V 精留期10 。1 3 / 5 6 附录C(资料性附景)生物降解曲钱示例生物降解曲线示例最大降解程度降解期10 14 16 测试时间/d19 21 圄巳1苯肢的CO2评价法生物降解曲线GB/T 20778-2006 平台期25 28 29 11 GB/T 20778-2006 D. 1 酬定范围和原理D.2 培养液如果如附录中所此时可采用下列优化事的士曾养液zD.2.1酬a，的潜解j的磷酸二氧梆(Kf且制磷酸氢二铀的哺跑fl.2H20) 氯化镀(m4Cl

28、)，o.用水定容到D.2.2 溶液b硫酸镜(MgS04D.2.3 溶灌c氯化钙CCaCb 2H2 D.2.4 溜溜d附录D(资料性附录)CO2与DOC联合测定法氧化铁叫.6H20峙鳞p于水，并定容至1川L加D.2.5 溶班e(微量元素溶班;中营养勒含量都需要增加。在10mL盐酸(HCD水溶液胁，7.l/L)中榕解下驯服:70耻ZnC12，100mg MnC12 4H20 , 6 mgH3BOs 190 mgCoC12我哇H20，24可贯俨啊iCl2 6H2O吨6mg Na2Mo04 2H20 , D.3 接种物使用与8.3中相同的接种物。活性商泥的悬浮固体质量浓度可增加至150mg/Lo此时使

29、用优化后的培养液。D.4 实验步骤实验环境同第5章。12 GB/T 20778-2006 实验容器同第9章。所有测试瓶如7.1所述配有磁力搅拌棒。每个测试瓶的顶部留一个带间门的果样口用于取样测定DOC或分析特定物质。取样时无需振荡。参照附录B连接测试瓶与吸收瓶。加入标准的或优化过的培养液和接种物。通常情况下加人的待测物(8.2. 1)或参比物(8.2.2)的有机碳质量放度为40mg/L，最终实验体积为1500 mL，曝气，搅拌。不含CO2的空气流量150mL/h 300 mL/以参见附录A)，接种物悬津固体质量撒皮150mg/L。如第9章所述，在一定时间间隔内取足够量的样品(如15mL)平行测

30、定DOCo如第9章和附录B所述测定CO2生成量。取样测定DOC或分析特定物质后，同时取样监测测试瓶中ThCOz的变化。此时10.1公式(1)中的VL为新的体积数。如果实验社程中不能跟踪测定DOC去呗酣睡轴嗖和结束(酸化前)时取样恻定DOC的值。此时无需特殊的测试瓶。如果有合适的特定物质分析方罢了，则应测每拥唤舵F脚脖解电z即测定腰咄样品中待测物的含量。D.5 以CO2生成量为依据计按10.1中给定的方D.6 DOC去除率的计式中:衔。一一O时刻PCBIJ-一-0时刻PCTt-t时刻PCBt一-t时刻对于吸附型物质i参比物Fc、非生D.7 初始生物降解率当使用待测物分析式中tPT一-t时刻FT容

31、器中待测ps一-t时刻Fs容器中待测物D.8 实验结果的表达汇总并处理实验数据，如10.3，绘制去除率曲线。D.9 可信度标准 ( D. 1 ) 见11.1。如果使用了较高浓度的接种物(150mg/L，参见D.3)，则实验结束时空白瓶中CO2的质量放度应大约为150mg/L。13 GB/T 20778-2006 附录E(资料性附录)本标准的章条编号与ISO9439: 1999章条编号对照表E.1给出了本标准章条编号与IS09439: 1999章条编号对照一览表。表E.1 本标准章条编号与ISO9439: 1999章条编号对照本标准章条编号对应的国际标准章条编号1 1 2 3 2 3.1-3.1

32、4 2.1-2.14 4 3 5 4 6 5 6. 1 5. 1 6.2-6.8 7 6 7.1-7.6 6.1-6.6 7.7 8 8. 1 5. 2 8. 1. 1-8. 1. 4 5.2.1-5.2.2 8.2 7.1 8.2.1-8.2.3 7. 1. 1-7. 1. 3 8.3 7.2 8.3.1-8.3.4 7.2.1-7.2.4 9 7.3 10 8 10.1-10.3 8.1-8.3 11 9 11. 1-11. 3 9.1-9.3 12 10 附录A附录A附录B附录B附录C附录C附录D附录D附录E14 DON-hhONH筒。华人民共和国家标准水处理荆可生物降解性能评价方法CO2生成量法GB/T 20778-2006 国出，铃中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销争e印张1.25 字数27千字2007年5月第一次印刷开本880X 1230 1/16 2007年5月第一版定价18.00元* 书号:155066 1-29416 如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533