提起生化需氧量(BOD),人们首先想到的是“BOD”。这个下标“5”并非随意写就,而是凝结了一百多年实验、管理与工程的反复权衡。为何偏偏是“五天”而不是三天、七天或更短的一天?答案隐藏在微生物学、统计学、行政管理以及全球贸易的交叉路口。 19世纪中叶,伦敦污水直排泰晤士河,1858年的“Great Stink”迫使议会迁址?;始椅鬯砦被峒毙枰恢种副昀春饬俊坝谢廴径院恿餮跗耐淌伤俣取薄1耸?,化学家Frankland提出“氧化度”,但化学氧化无法模拟生物过程。直到1912年,英国皇家污水处理委员会成员、化学家William Adeney和微生物学家William Temple进一步发现:河水在20 ℃下耗氧曲线呈现“前快后慢”的指数形态,前五天约占总耗氧量的70 %~80 %,既足够灵敏,又能显着减少培养时间。于是“五日”被写进了1913年英国污水标准,成为BOD的滥觞。 微生物学:碳氧化与硝化“错峰” 微生物分解有机物分为两个阶段:第一阶段(碳氧化)由异养菌主导,5天内基本完成;第二阶段(硝化)由亚硝化菌、硝化菌接力,通常在第7~10天后才显着启动。若培养时间过短(如1~3天),碳氧化尚未充分,结果偏低;过长(如7~10天)则硝化干扰陡增,数据偏高且重现性差。20 ℃±1 ℃、5天恰好让碳氧化“唱主角”,硝化“尚未登场”,从而得到稳定可比的数据。 美国公共卫生署(USPHS)1936年的一项大规模比对研究表明:在同一条河流连续采样365天,BOD的标准偏差与BOD、BOD相比最小,而与BOD相比又显着降低误判率?;谎灾?天是在“数据可靠性”与“等待成本”之间找到的最佳拐点。再延长两天,误差仅降低6 %,却增加40 %的时间成本;缩短至3天,误差陡升18 %,得不偿失。 1913年英国标准、1936年美国标准、1951年ISO 5815、1971年欧盟指令,再到1989年我国GB 7488,均将BOD列为强制项目。一旦写入法规,任何改动都需重新修订成千上万份排放许可证、环评报告与贸易合同。正如ISO技术报告所言:“五日并非科学最优,却是全球法规体系的最小公约数?!?/p> 污水厂设计与运行的节拍器 活性污泥法的设计参数——污泥龄、曝气时间、回流比——均以BOD?为基准。若改为BOD?,需重新标定动力学常数;改为BOD,则曝气池容积需增加15 %,投资随之飙升。5天恰好与污水厂最常见的“水力停留时间”形成默契:今天进水,五天后流出,实验室培养与工程周期天然同步。 在线BOD自动分析仪、在线紫外光谱法、OUR呼吸仪可在数分钟至数小时内给出结果,但全球监测网络、历史数据库、法律条文仍以BOD为锚点。国际标准化组织(ISO)在2021年的技术展望中坦言:“除非出现全球同步的法规迁移,五日仍将在未来30年内保持其标准地位。”
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