基于微生物膜反应器的在线BOD测量仪设计及应用

基于微生物膜反应器的在线BOD测量仪设计及应用

一、设计原理

基于微生物膜反应器的在线BOD测量仪的设计原理主要基于微生物对有机物的生物降解过程。该测量仪以待检测水样为微生物源及有机物源，在优化的条件下，连续流经流通式管状反应器制备得到原位培养的微生物膜反应器。以此为生物降解有机物传感器，通过测量水样流经微生物膜反应器前后溶解氧（DO）的变化量，来计算水样中的生化需氧量（BOD）。

具体来说，测量仪的工作流程如下：

水样被采集到恒温水浴中，在持续空气曝气及加热条件下达到氧饱和状态。

水样以一定流速流过溶解氧传感器，此时溶解氧含量达到平衡，记录为初始溶解氧含量。

水样继续流过微生物膜反应器，微生物膜对水样中的有机物进行生物降解，消耗溶解氧。

水样流出微生物膜反应器后再次流过溶解氧传感器，此时记录的溶解氧含量为微生物膜反应器对水样中有机物生物降解耗氧后的氧含量。

通过计算水样流经微生物膜反应器前后的溶解氧含量差值，即可得到微生物膜反应器对水样的耗氧量，从而计算出BOD值。

二、仪器结构

基于微生物膜反应器的在线BOD测量仪通常由以下几个部分组成：

采样系统：负责从待测水体中采集水样。

恒温水浴系统：提供稳定的温度环境，确保微生物膜反应器的正常工作。

微生物膜反应器：为管状结构，内壁附着有由水样中微生物吸附、繁衍而成的微生物膜。

溶解氧传感器：用于测量水样中的溶解氧含量。

控制系统：负责仪器的自动化运行，包括采样、测量、数据处理等步骤。

三、应用优势

效率性：基于微生物膜反应器的在线BOD测量仪能够实时监测水样中的BOD值，大大提高了检测效率。

准确性：通过模拟自然界中有机物的生物降解过程，该测量仪能够准确反映水样中的BOD情况。

稳定性：微生物膜反应器采用水样中的固有微生物进行培养，菌种种类及数量丰富，对水样中可生化降解有机物具有自适应的生物降解能力及良好的环境适应力，保证了检测的稳定性。

便捷性：仪器整体结构简单，拆装方便，体积小，方便携带，适用于各种现场监测场景。

四、实际应用

基于微生物膜反应器的在线BOD测量仪已广泛应用于环保监测、污水处理、工业废水处理等领域。通过实时监测水样中的BOD值，有助于及时发现水质问题，制定针对性的环境保护措施，保障水资源的可持续利用。同时，该测量仪还可为科研机构和高校提供便捷的检测手段，推动相关领域的科学研究和技术创新。

五、结论

基于微生物膜反应器的在线BOD测量仪以其准确性、稳定性和便捷性等优点，在水质监测领域发挥了重要作用。随着技术的不断发展，该测量仪的性能将进一步提升，应用领域也将更加广泛。