BOD

เรียบเรียงโดย เอกดนัย กอกิมพงษ์       http://www.thaiscience.com/index.asp

ในการวิเคราะห์คุณภาพน้ำนั้น หนึ่งในปัจจัยสำคัญที่เป็นตัวบ่งบอกคุณภาพของน้ำก็คือปริมาณออกซิเจนละลาย (Dissolved Oxygen, DO) แต่หากเป็นน้ำเสียหรือน้ำทิ้ง จะต้องคำนึงถึงค่าปริมาณ ออกซิเจนที่จุลชีพใช้ในการย่อยสลายสารอินทรีย์ (Biochemical Oxygen Demand, BOD) ด้วย ซึ่งค่า BOD นี้จะมีประโยชน์อย่างมากในการนำไปใช้เป็นข้อมูลสำหรับการออกแบบระบบบำบัดน้ำ และควบคุมคุณภาพน้ำ

บทนำ
        BOD คือค่าปริมาณออกซิเจนที่จุลชีพใช้ในการย่อยสลายสารอินทรีย์ การหาค่า BOD ทำได้โดยการหาความแตกต่างของปริมาณออกซิเจนละลาย หรือค่า DO (Dissolved Oxygen) ก่อนและหลังการบ่มในภาชนะปิด ซึ่งการหาค่า BOD โดยปกติแล้วจะใช้เวลาบ่ม 5 วัน ส่วนภาชนะที่ใช้บ่มคือขวด BOD ซึ่งมีลักษณะเป็นขวดสีชามีจุกแก้วปิดสนิท เพื่อป้องกันอากาศภายนอกเข้าไปภายในและไปรบกวนสภาวะภายในขวด ค่า BOD ที่ได้จะเป็นตัวบ่งบอกถึงความสกปรกของน้ำที่นำมาตรวจ และสามารถนำไปใช้เป็นข้อมูลสำหรับการบำบัดน้ำได้ หลักการของการวัดค่า BOD การวิเคราะห์หาค่า BOD (Biochemical Oxygen Demand) เป็นการวิเคราะห์เพื่อให้ทราบถึงปริมาณความสกปรกของน้ำในแหล่งน้ำต่างๆ เช่น แม่น้ำลำคลอง น้ำทิ้งจากอาคารบ้านเรือน และน้ำทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรม โดยคิดเปรียบเทียบในรูปของปริมาณออกซิเจนที่จุลินทรีย์ใช้ในการย่อยสลายสารอินทรีย์ โดยทั่วไปการวิเคราะห์หาค่า BOD จะเป็นการวัดปริมาณออกซิเจนที่ถูกใช้ในระยะเวลา 5 วัน ภายในตู้ควบคุมอุณหภูมิที่ 20 องศาเซลเซียส และด้วยเหตุผลที่ออกซิเจนในอากาศนั้นสามารถละลายน้ำได้ในปริมาณจำกัดคือประมาณ 9 มิลลิกรัม/ลิตร (ในน้ำบริสุทธิ์ที่ อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส) ดังนั้น ในการวิเคราะห์ค่า BOD ในน้ำเสียซึ่งมีความสกปรกมาก จึงจำเป็นต้องเจือจางน้ำเสียลงให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมพอดีกับปริมาณออกซิเจนที่มีอยู่ และเนื่องจากการวิเคราะห์ค่า BOD เป็นการวิเคราะห์ที่เกี่ยวข้องกับจุลินทรีย์ในน้ำ ดังนั้น จึงจำเป็นต้องทำให้น้ำมีสภาพที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ด้วย เช่น ไม่มีสารพิษ แต่มีอาหารเสริมที่เพียงพอ สำหรับการเจริญเติบโตรวมทั้งต้องมีปริมาณจุลินทรีย์ที่มากพอจะทำการวิเคราะห์หากไม่มีหรือมีจุลินทรีย์ปริมาณน้อยเกินไปควร
เติมเชื้อจุลินทรีย์ หรือ หัวเชื้อ (seed) ลงไปเพิ่ม เพื่อให้มีจุลินทรีย์ปริมาณมากเพียงพอต่อการวิเคราะห์

การวิเคราะห์หาค่า BOD
        การวิเคราะห์หาค่า BOD ที่ใช้กันโดยทั่วไปเรียกว่า Dilution BOD ซึ่งเป็นวิธีมาตรฐานของ EPA ซึ่งมีวิธีการทำดังนี้
        1. นำตัวอย่างน้ำที่เตรียมพร้อมสำหรับการนำมาวิเคราะห์แล้วมาปรับอุณหภูมิให้ได้ประมาณ 20 องศาเซลเซียส
        2. เติมอากาศให้มีออกซิเจนอิ่มตัว (ใช้เวลาประมาณ 5 - 10 นาที)
        3. รินตัวอย่างน้ำลงในขวด BOD จนเต็มอย่างน้อย 3 ขวด โดยจะต้องระวังไม่ให้มีฟองอากาศภายในขวด จากนั้น ปิดจุกให้สนิทแล้วนำขวดหนึ่งมาหาปริมาณออกซิเจนละลาย (Dissolved Oxygen) ก่อน ส่วนอีกสองขวดนำไปบ่มที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 5 วัน
        4. หลังจาก 5 วันแล้ว นำตัวอย่างน้ำที่บ่มมาหาปริมาณออกซิเจนละลายที่เหลืออยู่
        5. การคำนวณ
            BOD = D1 - D2
      เมื่อ BOD = ค่าบีโอดี (มิลลิกรัม/ลิตร)
                D1 = ปริมาณออกซิเจนละลายที่วัดได้ในวันแรก (มิลลิกรัม/ลิตร)
                D2 = ปริมาณออกซิเจนละลายที่วัดได้ในวันที่ 5 (มิลลิกรัม/ลิตร)
        วิธีการวัดข้างต้นนี้จะใช้ในกรณีที่คาดว่าตัวอย่างน้ำมีค่า BOD น้อยกว่า 7 มิลลิกรัม/ลิตร ซึ่งถือเป็นน้ำที่มีความสกปรกไม่มาก แต่หากในกรณีที่คาดว่าตัวอย่างน้ำมีความสกปรกสูง หรือมีค่าบีโอดี มากกว่า 7 มิลลิกรัม/ลิตร จะต้องนำตัวอย่างน้ำมาเจือจางก่อน เพราะออกซิเจนในน้ำมีไม่เพียงพอสำหรับจุลินทรีย์เพื่อใช้ในการย่อยสลาย จึงจำเป็นต้องทำให้ตัวอย่างน้ำที่สกปรกเจือจางลงโดยใช้น้ำผสมลงไปเพื่อเจือจาง ซึ่งจะต้องเจือจาง
จนทำให้น้ำมีค่า BOD ต่ำกว่า 7 มิลลิกรัม/ลิตร และควรทำหลายๆ ความเข้มข้น (โดยทั่วไปไม่น้อยกว่า 3 ความเข้มข้น) สำหรับอัตราส่วนในการผสมเจือจางอาจจะประมาณการได้จากชนิดของตัวอย่างลักษณะของตัวอย่าง หรือข้อมูลของแหล่งน้ำ จากนั้น ทำการวัด โดยวิธีเดียวกัน แต่เวลาคำนวณจะต้องนำค่าการเจือจางมาร่วมคำนวณ