化工裝置循環水中TOC與COD的線性關系探究

景小菊， 華 碧

(神華寧夏煤業集團煤化工分公司質檢計量中心，寧夏 銀川 750411)

化工裝置循環水中TOC與COD的線性關系探究

景小菊， 華 碧

(神華寧夏煤業集團煤化工分公司質檢計量中心，寧夏 銀川 750411)

COD和TOC都是反映水體中有機物污染的程度。由于氧化率的不同，TOC相對于COD更能全面反映水體中有機物污染的程度。通過對某烯烴公司五大循環水中COD和TOC的數據相關性研究，建立了TOC與COD之間的線性回歸方程，不但為循環水中TOC的監測提供數據支持，而且為工藝裝置快速查漏提供依據。

化工裝置循環水；COD與TOC；線性關系

化學需氧量(COD)是利用化學氧化劑(如重鉻酸鉀、高錳酸鉀)將水中可氧化物質(如有機亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等)氧化分解，根據殘留的氧化劑的量計算出氧的消耗量[1]。總有機碳(TOC)為水中有機物所含碳的總量，表示水體中有機物質總量的綜合指標。所有含碳物質，包括苯、吡啶等芳香烴類有毒有害物質均能反映在TOC指標值中，所以TOC能完全反映有機物對水體的污染水平[2]。

理論表明，對只有單一有機物的水樣進行COD和TOC測定時，如果沒有其他物質干擾，且有機物完全被氧化為CO2和O2，COD=K×TOC，K=32/12=2.67。在實際水樣中，由于COD和TOC的氧化率不同，且受水體中還原性無機物和難氧化有機物的影響，K值會有波動。

對于各種有機物TOC、COD間的轉化率及其相關性，國外從1960年代就開始研究，甚至有些國家已在部分行業內以TOC的檢測代替COD的檢測。美國主要以TOC指標來監測水體中有機物含量。日本在20世紀70年代初期也把TOC指標列入日本工業標準[3]。中國從八十年代初開始對不同類型水體中的COD與TOC的相關性進行研究。本文通過對神寧化工烯烴公司五大循環水系統中COD和TOC的數據相關性研究，建立了TOC與COD之間的線性回歸方程。

2 試驗部分

2.1 主要儀器和試劑

TOC分析儀(德國耶拿)；微電腦COD儀(德國羅維邦)；鄰苯二甲酸氫鉀(優級純)；COD試劑：0～150mg/L、0～1500mg/L。

2.2 研究對象

神寧化工烯烴公司有五大循環水場，一循循環水量80000m3/h，二循循環水量65000m3/h，三循循環水量40000m3/h，四循循環水量60000m3/h，五循循環水量10000m3/h。本試驗采用同一時間同一人員在五大循環水場取樣，分別使用德國羅維邦微電腦COD儀和德國耶拿TOC分析儀分析同一循環水樣。通過同一水樣的COD與TOC的數據比較，建立COD與TOC的線性關系。

3 結果與討論

對烯烴各循環水場的COD與TOC進行測定，共56組比對數據。利用Q檢驗法對每一組數據進行取舍。將每組數據按大小順序排列，計算可疑值與最鄰近數據之差，除以最大值與最小值之差，所得商稱為Q值。由于測得值是按順序排列，所以可疑值可能出現在首項或末項。若可疑值出現在首項，則

查表1，若計算n次測量的Q計算比表中查到的Q值大，或相等則棄去，若小則保留。

Q計算≥Q(棄去)，Q計算

表1 舍棄商Q值表(置信度90%)

表2 1-3循環水COD與TOC的原始數據對應表

表2(續)

表3 4-5循環水COD與TOC的原始數據對應表

表4 舍去可疑值后的1-5循環水COD與TOC的數據對應表

舍去可疑值后，建立COD與TOC的趨勢圖，從圖1中看出COD隨著TOC變化而變化。于是建立COD和TOC的轉換曲線，對實驗數據采用最小二乘法進行回歸分析，設定COD為y，TOC為x，則y=a+bx。求出截距a=0.8139和斜率b=1.658。

圖1 循環水中COD與TOC的趨勢圖

對回歸曲線進行相關性檢驗。對于一元回歸分析習慣采用相關系數r來檢驗。通過公式(1)-(4)

(1)

(2)

(3)

(4)

計算r=0.6372。經查檢驗相關系數的臨界值表5，得出在置信度90%，自由度f=6時，r90，6=0.6215，r>r90，6，所以COD與TOC之間存在很好的線性關系。

表5 檢驗相關系數的臨界值表(置信度90%)

4 COD和TOC的分析優劣性的比較

表6 COD與TOC的分析優劣性比對表

通過120個樣品的分析與比對，快速消解法測定COD的單個樣品分析時間長，分析人員接觸毒物，且分析所產生的廢液需要二次處理。而TOC的測定時間短，操作簡單，沒有二次污染。

5 結論

通過實驗研究，烯烴廠循環水COD與TOC之間的線性關系滿足y=0.8139+1.658x。基于TOC的分析時間短，操作簡單，可以監測循環水中TOC，通過線性關系轉換為COD，用于指導生產。

[1] 國家環境保護總局《水和廢水監測分析方法》編委會.水和廢水監測分析方法[M].北京:中國環境科學出版社，2002.

[2] 汪志國，李國剛.淺談TOC與COD的關系[J].干旱環境監測，2001，15(1):1-3.

[3] 陳 光,劉廷良,孫宗光.水體中TOC與COD相關性研究[J].中國環境監測，2005，21(5)：10-12.

[4] 孫立巖，姚志鵬，張軍等.地表水中TOC與COD換算關系研究[J].中國環境監測，2013，29(2):125-130.

(本文文獻格式：景小菊， 華 碧.化工裝置循環水中TOC與COD的線性關系探究[J].山東化工，2016，45(02)：74-76.)

2015-12-07

X832

A

1008-021X(2016)02-0074-03