化學(xué)需氧量(COD)、總有機碳(TOC)已廣泛應用于污廢水工藝處理行業(yè)

來(lái)源：http://www.thesierramadre.com/ 作者：余氯檢測儀 時(shí)間：2018-08-04

　　水是人類(lèi)賴(lài)以生存的重要物質(zhì)之一， 在經(jīng)濟高速發(fā)展的今天由于人類(lèi)的生活和生產(chǎn)活動(dòng)， 將大量未經(jīng)處理的工業(yè)廢水、生活污水、農業(yè)回流水及其它廢棄物直接排入環(huán)境水體， 造成水資源污染， 水質(zhì)惡化， 也使人們意識到監測水體污染的重要性。水體中除無(wú)機污染物外， 更多的是有機污染物， 它們以毒性和使水中溶解氧減少的形式對生態(tài)系統產(chǎn)生影響， 危害人體健康。所以有機污染物指標是評價(jià)水體污染狀況的極其重要的指標之一， 而化學(xué)需氧量(COD)、總有機碳(TOC)則是表征有機物質(zhì)含量的重要指標。

　　本論文主要論述COD、TOC在線(xiàn)分析儀在污水處理過(guò)程中的監測，并針對其干擾物質(zhì)對測量結果的準確性展開(kāi)討論。

　　2.影響COD測量的干擾物質(zhì)分析

　　影響COD測量的干擾物質(zhì)較多，例如：亞硝酸鹽、硫化物和亞鐵離子、氯離子、懸浮物等。

　　案例：通過(guò)對梅山化工外排口的污廢水COD在線(xiàn)監測數據與試質(zhì)室國標法分析數據長(cháng)期比對，比對結論是：在線(xiàn)COD值比化驗數據低20mg/L左右。

　　分析過(guò)程：用不同濃度的質(zhì)控樣(分別為30mg/L、60mg/L、100mg/L)對在線(xiàn)和國標進(jìn)行檢測。

　　檢測結果：在線(xiàn)分析與國標法分析其檢測比對結果正常，質(zhì)控樣的相對誤差<10%。

　　通過(guò)長(cháng)期對現場(chǎng)工藝的了解得知，影響COD測定值準確的干擾物質(zhì)主要有硫酸亞鐵與次氯酸鈉溶液。具體工藝詳見(jiàn)圖2-1：

　　在氰化物槽中加入了硫酸亞鐵溶液，經(jīng)過(guò)加標回收試驗證明少量的硫酸亞鐵溶液無(wú)法對COD的測量結果產(chǎn)生較大影響。但是，在混凝沉淀池中加入了大量的次氯酸鈉溶液，導致外排口污廢水中含有過(guò)量的次氯酸根離子，在常溫下次氯酸根離子不會(huì )被分解，但在比色池中次氯酸根離子會(huì )受到170℃左右的高溫分解成氯離子。

　　用蒸餾水配制了氯離子濃度為10000mg/L的COD標準溶液，分別用CODmax和國標法測定其COD回收率。

　　通過(guò)測定結果可以看出：CODmax測定氯離子的干擾非常小，相對誤差<10%;國標法測定高氯離子水樣COD時(shí)，由于氯離子濃度較高、絡(luò )合物硫酸汞濃度較低，無(wú)法將樣品中的氯離子完全反應，過(guò)剩的氯離子會(huì )與過(guò)量的氧化劑反應，使得分析誤差較大(測定結果偏高)。

　　3.影響TOC測量的干擾物質(zhì)分析

　　案例：通過(guò)對梅山化工外排口的污廢水TOC、COD在線(xiàn)監測數據長(cháng)期比對發(fā)現，在COD監測數據小于60mg/L的同時(shí)，TOC監測數據始終在150mg/L以上，根據兩者穩定下來(lái)的關(guān)系及排除了COD監測數據的準確性后，分析TOC測量數據有問(wèn)題。

　　分析過(guò)程、結論：使用質(zhì)控樣(分別為20mg/L、50mg/L、60mg/L、100mg/L)對TOC在線(xiàn)分析儀進(jìn)行數據比對。TOC在線(xiàn)分析儀在測量質(zhì)控樣時(shí)，測量結果準確，相對誤差均在允許范圍內。

　　根據對工藝的了解，對每個(gè)污水池進(jìn)行采集水樣，進(jìn)行數據分析。直到測至缺氧池A3(后置反硝化)，數據突然變高。分析排口的TOC濃度偏高的原因是：工藝上加入了乙酸鈉和甲醇。

　　乙酸鈉、甲醇的作用：細菌分為有機營(yíng)養型(異養型)和無(wú)機營(yíng)養型(自養型)兩類(lèi)。有機營(yíng)養型細菌以含碳有機物為營(yíng)養，如淀粉、纖維素、糖類(lèi)、有機酸、蛋白質(zhì)、醇類(lèi)、烴類(lèi)等。較復雜的有機物則需先分解為簡(jiǎn)單有機物才能被細菌利用。無(wú)機營(yíng)養型細菌以無(wú)機碳為碳源，如二氧化碳、碳酸鹽。

　　取一份排口的樣品(TOC值180mg/L)、稀鹽酸各500mL，混合均勻后，TOC監測數據立刻將至20mg/L。

　　綜上所述：給細菌作為營(yíng)養源的乙酸鈉、甲醇，在長(cháng)期過(guò)程中已被慢慢地氧化成無(wú)機物(例如：碳酸鈉)。由于，TOC在線(xiàn)分析儀采用的是直接法，所以稀鹽酸(PH值等于2)無(wú)法將樣品中的無(wú)機碳完全反應，導致測量數據偏高。

　　解決辦法：降低稀鹽酸的PH值，這樣可以將樣品中的無(wú)機碳源徹底消耗。不利因素：稀鹽酸PH值過(guò)低，對設備也存在損壞。

　　4. COD、TOC相互關(guān)聯(lián)性

　　4.1 標準樣品COD與TOC的相互關(guān)系

　　以“鄰苯二甲酸氫鉀溶液”為例，在1200攝氏度的高溫條件下在發(fā)生的化學(xué)反應方程式：

　　KHC8H4O4+7.25O2=8CO2+2.5H2O+by products

　　根據方程式可以從理論上推倒得出：COD=2.42TOC。

　　使用鄰苯二甲酸氫鉀配制濃度為1000mg/L的COD標準溶液，將其分別稀釋三種不同低濃度的標準溶液(分別為30mg/L、40mg/L、50mg/L)，分別測定COD和TOC值。通過(guò)測定結果分析：COD與TOC具有良好的線(xiàn)性關(guān)系。采用最小二乘法進(jìn)行回歸分析，得到標準樣品的回歸方程：COD=2.64TOC+0.3(11　　4.2 實(shí)際水樣COD與TOC的相互關(guān)系

　　在化工廢水中采取一定的技術(shù)手段，如果解決了實(shí)際水樣中的氯離子、硫化物、亞鐵離子、懸浮物等對COD測量值的影響與廢水中懸浮物、共存離子、高含量無(wú)機碳、高堿高鹽等對TOC測量值的影響。就可以采集化工污水，長(cháng)期對其COD和TOC值進(jìn)行測定，分析測定結果，建立數學(xué)模型，找出其中的關(guān)聯(lián)性，它們始終存在著(zhù)這樣的關(guān)系：Y=aX+b。

　　然而，針對梅化工此類(lèi)的污廢水由于其中的干擾物質(zhì)太多(氯離子、高含量無(wú)機碳等)，對尋找其中的關(guān)聯(lián)性比較困難。

　　5.結論

　　為保證COD、TOC在線(xiàn)分析儀運行維護的質(zhì)量，必須對設備本身進(jìn)行分析研究，還需了解工藝，制定出有效的控制方法。作為干擾物質(zhì)對設備本身的影響是測量能否準確的重中之重，只有充分的了解工藝、了解水質(zhì)，并掌握COD與TOC之間的關(guān)聯(lián)性，才能保證設備正常運轉。

　　參考文獻：

　　[1]《污廢水處理設施運行管理》，第一版，北京出版社，2006年版.

　　[2]《水污染連續自動(dòng)監測系統運行管理》，第一版，化學(xué)工業(yè)出版社，2008年版.

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