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

閱讀：2493        發(fā)布時(shí)間：2021-2-2

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

水是人類賴以生存的重要物質(zhì)之一， 在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天由于人類的生活和生產(chǎn)活動(dòng)， 將大量未經(jīng)處理的工業(yè)廢水、生活污水、農(nóng)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(shí)到監(jiān)測(cè)水體污染的重要性。水體中除無機(jī)污染物外， 更多的是有機(jī)污染物， 它們以毒性和使水中溶解氧減少的形式對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響， 危害人體健康。所以有機(jī)污染物指標(biāo)是評(píng)價(jià)水體污染狀況的極其重要的指標(biāo)之一， 而化學(xué)需氧量(COD)、總有機(jī)碳(TOC)則是表征有機(jī)物質(zhì)含量的重要指標(biāo)。

　　本論文主要論述COD、TOC在線分析儀在污水處理過程中的監(jiān)測(cè)，并針對(duì)其干擾物質(zhì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性展開討論。

　　2.影響COD測(cè)量的干擾物質(zhì)分析

　　影響COD測(cè)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：通過對(duì)梅山化工外排口的污廢水COD在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與試質(zhì)室國標(biāo)法分析數(shù)據(jù)長期比對(duì)，比對(duì)結(jié)論是：在線COD值比化驗(yàn)數(shù)據(jù)低20mg/L左右。

　　分析過程：用不同濃度的質(zhì)控樣(分別為30mg/L、60mg/L、100mg/L)對(duì)在線和國標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。

　　檢測(cè)結(jié)果：在線分析與國標(biāo)法分析其檢測(cè)比對(duì)結(jié)果正常，質(zhì)控樣的相對(duì)誤差<10%。

　　通過長期對(duì)現(xiàn)場工藝的了解得知，影響COD測(cè)定值準(zhǔn)確的干擾物質(zhì)主要有硫酸亞鐵與次氯酸鈉溶液。具體工藝詳見圖2-1：

　　在槽中加入了硫酸亞鐵溶液，經(jīng)過加標(biāo)回收試驗(yàn)證明少量的硫酸亞鐵溶液無法對(duì)COD的測(cè)量結(jié)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(dǎo)致外排口污廢水中含有過量的次氯酸根離子，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(biāo)準(zhǔn)溶液，分別用CODmax和國標(biāo)法測(cè)定其COD回收率。

　　通過測(cè)定結(jié)果可以看出：CODmax測(cè)定氯離子的干擾非常小，相對(duì)誤差<10%;國標(biāo)法測(cè)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，無法將樣品中的氯離子*反應(yīng)，過剩的氯離子會(huì)與過量的氧化劑反應(yīng)，使得分析誤差較大(測(cè)定結(jié)果偏高)。

　　3.影響TOC測(cè)量的干擾物質(zhì)分析

　　案例：通過對(duì)梅山化工外排口的污廢水TOC、COD在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)長期比對(duì)發(fā)現(xiàn)，在COD監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)小于60mg/L的同時(shí)，TOC監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)始終在150mg/L以上，根據(jù)兩者穩(wěn)定下來的關(guān)系及排除了COD監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性后，分析TOC測(cè)量數(shù)據(jù)有問題。

　　分析過程、結(jié)論：使用質(zhì)控樣(分別為20mg/L、50mg/L、60mg/L、100mg/L)對(duì)TOC在線分析儀進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)。TOC在線分析儀在測(cè)量質(zhì)控樣時(shí)，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，相對(duì)誤差均在允許范圍內(nèi)。

　　根據(jù)對(duì)工藝的了解，對(duì)每個(gè)污水池進(jìn)行采集水樣，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。直到測(cè)至缺氧池A3(后置反硝化)，數(shù)據(jù)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(xì)菌分為有機(jī)營養(yǎng)型(異養(yǎng)型)和無機(jī)營養(yǎng)型(自養(yǎng)型)兩類。有機(jī)營養(yǎng)型細(xì)菌以含碳有機(jī)物為營養(yǎng)，如淀粉、纖維素、糖類、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)、醇類、烴類等。較復(fù)雜的有機(jī)物則需先分解為簡單有機(jī)物才能被細(xì)菌利用。無機(jī)營養(yǎng)型細(xì)菌以無機(jī)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(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)立刻將至20mg/L。

　　綜上所述：給細(xì)菌作為營養(yǎng)源的乙酸鈉、甲醇，在長期過程中已被慢慢地氧化成無機(jī)物(例如：碳酸鈉)。由于，TOC在線分析儀采用的是直接法，所以稀鹽酸(PH值等于2)無法將樣品中的無機(jī)碳*反應(yīng)，導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)偏高。

　　解決辦法：降低稀鹽酸的PH值，這樣可以將樣品中的無機(jī)碳源*消耗。不利因素：稀鹽酸PH值過低，對(duì)設(shè)備也存在損壞。

　　4. COD、TOC相互關(guān)聯(lián)性

　　4.1 標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)方程式：

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

　　根據(jù)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(biāo)準(zhǔn)溶液，將其分別稀釋三種不同低濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液(分別為30mg/L、40mg/L、50mg/L)，分別測(cè)定COD和TOC值。通過測(cè)定結(jié)果分析：COD與TOC具有良好的線性關(guān)系。采用小二乘法進(jìn)行回歸分析，得到標(biāo)準(zhǔn)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(duì)COD測(cè)量值的影響與廢水中懸浮物、共存離子、高含量無機(jī)碳、高堿高鹽等對(duì)TOC測(cè)量值的影響。就可以采集化工污水，長期對(duì)其COD和TOC值進(jìn)行測(cè)定，分析測(cè)定結(jié)果，建立數(shù)學(xué)模型，找出其中的關(guān)聯(lián)性，它們始終存在著這樣的關(guān)系：Y=aX+b。

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

　　5.結(jié)論

　　為保證COD、TOC在線分析儀運(yùn)行維護(hù)的質(zhì)量，必須對(duì)設(shè)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(duì)設(shè)備本身的影響是測(cè)量能否準(zhǔn)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(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

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