提起生化需氧量(BOD),人們首先想到的是“BOD”。這個下標“5”并非隨意寫就,而是凝結了一百多年實驗、管理與工程的反復權衡。為何偏偏是“五天”而不是三天、七天或更短的一天?答案隱藏在微生物學、統計學、行政管理以及全球貿易的交叉路口。 19世紀中葉,倫敦污水直排泰晤士河,1858年的“Great Stink”迫使議會遷址?;始椅鬯幚砦瘑T會急需一種指標來衡量“有機污染對河流氧氣的吞噬速度”。彼時,化學家Frankland提出“氧化度”,但化學氧化無法模擬生物過程。直到1912年,英國皇家污水處理委員會成員、化學家William Adeney和微生物學家William Temple進一步發現:河水在20 ℃下耗氧曲線呈現“前快后慢”的指數形態,前五天約占總耗氧量的70 %~80 %,既足夠靈敏,又能顯著減少培養時間。于是“五日”被寫進了1913年英國污水標準,成為BOD的濫觴。 微生物學:碳氧化與硝化“錯峰” 微生物分解有機物分為兩個階段:第一階段(碳氧化)由異養菌主導,5天內基本完成;第二階段(硝化)由亞硝化菌、硝化菌接力,通常在第7~10天后才顯著啟動。若培養時間過短(如1~3天),碳氧化尚未充分,結果偏低;過長(如7~10天)則硝化干擾陡增,數據偏高且重現性差。20 ℃±1 ℃、5天恰好讓碳氧化“唱主角”,硝化“尚未登場”,從而得到穩定可比的數據。 美國公共衛生署(USPHS)1936年的一項大規模比對研究表明:在同一條河流連續采樣365天,BOD的標準偏差與BOD、BOD相比最小,而與BOD相比又顯著降低誤判率。換言之,5天是在“數據可靠性”與“等待成本”之間找到的最佳拐點。再延長兩天,誤差僅降低6 %,卻增加40 %的時間成本;縮短至3天,誤差陡升18 %,得不償失。 1913年英國標準、1936年美國標準、1951年ISO 5815、1971年歐盟指令,再到1989年我國GB 7488,均將BOD列為強制項目。一旦寫入法規,任何改動都需重新修訂成千上萬份排放許可證、環評報告與貿易合同。正如ISO技術報告所言:“五日并非科學最優,卻是全球法規體系的最小公約數?!?/p> 污水廠設計與運行的節拍器 活性污泥法的設計參數——污泥齡、曝氣時間、回流比——均以BOD?為基準。若改為BOD?,需重新標定動力學常數;改為BOD,則曝氣池容積需增加15 %,投資隨之飆升。5天恰好與污水廠最常見的“水力停留時間”形成默契:今天進水,五天后流出,實驗室培養與工程周期天然同步。 在線BOD自動分析儀、在線紫外光譜法、OUR呼吸儀可在數分鐘至數小時內給出結果,但全球監測網絡、歷史數據庫、法律條文仍以BOD為錨點。國際標準化組織(ISO)在2021年的技術展望中坦言:“除非出現全球同步的法規遷移,五日仍將在未來30年內保持其標準地位?!?/p>
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