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

            來源:http://www.madelainejordan.com/ 作者:余氯檢測儀 時間:2018-08-04

              水是人類賴以生存的重要物質之一, 在經濟高速發展的今天由于人類的生活和生產活動, 將大量未經處理的工業廢水、生活污水、農業回流水及其它廢棄物直接排入環境水體, 造成水資源污染, 水質惡化, 也使人們意識到監測水體污染的重要性。水體中除無機污染物外, 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系統產生影響, 危害人體健康。所以有機污染物指標是評價水體污染狀況的極其重要的指標之一, 而化學需氧量(COD)、總有機碳(TOC)則是表征有機物質含量的重要指標。

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

              2.影響COD測量的干擾物質分析

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

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

              分析過程:用不同濃度的質控樣(分別為30mg/L、60mg/L、100mg/L)對在線和國標進行檢測。

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

              通過長期對現場工藝的了解得知,影響COD測定值準確的干擾物質主要有硫酸亞鐵與次氯酸鈉溶液。具體工藝詳見圖2-1:

              在氰化物槽中加入了硫酸亞鐵溶液,經過加標回收試驗證明少量的硫酸亞鐵溶液無法對COD的測量結果產生較大影響。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量的次氯酸根離子,在常溫下次氯酸根離子不會被分解,但在比色池中次氯酸根離子會受到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,由于氯離子濃度較高、絡合物硫酸汞濃度較低,無法將樣品中的氯離子完全反應,過剩的氯離子會與過量的氧化劑反應,使得分析誤差較大(測定結果偏高)。

              3.影響TOC測量的干擾物質分析

              案例:通過對梅山化工外排口的污廢水TOC、COD在線監測數據長期比對發現,在COD監測數據小于60mg/L的同時,TOC監測數據始終在150mg/L以上,根據兩者穩定下來的關系及排除了COD監測數據的準確性后,分析TOC測量數據有問題。

              分析過程、結論:使用質控樣(分別為20mg/L、50mg/L、60mg/L、100mg/L)對TOC在線分析儀進行數據比對。TOC在線分析儀在測量質控樣時,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,對每個污水池進行采集水樣,進行數據分析。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:細菌分為有機營養型(異養型)和無機營養型(自養型)兩類。有機營養型細菌以含碳有機物為營養,如淀粉、纖維素、糖類、有機酸、蛋白質、醇類、烴類等。較復雜的有機物則需先分解為簡單有機物才能被細菌利用。無機營養型細菌以無機碳為碳源,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:給細菌作為營養源的乙酸鈉、甲醇,在長期過程中已被慢慢地氧化成無機物(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機碳源徹底消耗。不利因素:稀鹽酸PH值過低,對設備也存在損壞。

              4. COD、TOC相互關聯性

              4.1 標準樣品COD與TOC的相互關系

              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生的化學反應方程式:

              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。通過測定結果分析:COD與TOC具有良好的線性關系。采用最小二乘法進行回歸分析,得到標準樣品的回歸方程:COD=2.64TOC+0.3(11  4.2 實際水樣COD與TOC的相互關系

              在化工廢水中采取一定的技術手段,如果解決了實際水樣中的氯離子、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,長期對其COD和TOC值進行測定,分析測定結果,建立數學模型,找出其中的關聯性,它們始終存在著這樣的關系:Y=aX+b。

              然而,針對梅化工此類的污廢水由于其中的干擾物質太多(氯離子、高含量無機碳等),對尋找其中的關聯性比較困難。

              5.結論

              為保證COD、TOC在線分析儀運行維護的質量,必須對設備本身進行分析研究,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,并掌握COD與TOC之間的關聯性,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]《水污染連續自動監測系統運行管理》,第一版,化學工業出版社,2008年版.

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