工業園區污水中COD與TOC的相關性研究

潘 倩，王 晶，趙 超，張建柱，李 晨，張惠源，崔 凱，王 瑩，劉 佳

(1.天津泰達新水源科技開發有限公司 天津 300457；2.天津泰達水業有限公司 天津 300457)

隨著工業科技和社會經濟的不斷發展，工業污水對水資源污染愈加嚴重，嚴重影響著人類的生存和發展。目前人們對污水最關注的指標是有機物污染[1]。廢水中有機污染物含量主要通過化學需氧量(簡稱COD)來衡量。化學需氧量是指在酸性條件下，經重鉻酸鉀氧化時，所消耗的氧化劑的量，以其中氧的量來表示[2]。在工業污水檢測中，化學需氧量是重要的檢測項目之一。

總有機碳(簡稱 TOC)表示水中存在的可溶性和懸浮性有機碳的碳含量。總有機碳檢測時向水中加入適量的氧化劑，把水中的有機碳轉化為二氧化碳，生成的二氧化碳(CO2)可直接測定。無機碳則經酸化和吹脫被除去，或單獨測定。總有機碳也可以一定程度反映水中的有機物含量[3]。

目前天津污水水體中氯化物過高，屬于高鹽污水。水樣中氯化物含量過高，將對 COD的檢測產生影響，使其檢測數值偏高，同時檢測耗時長，還需用到硫酸汞(HgSO4)、硫酸銀(Ag2SO4)、重鉻酸鉀(K2Cr2O7)等藥品，引起二次污染。研究發現，藥劑純度也會影響空白和水樣的檢測數據，從而影響 COD測定的準確性。TOC的檢測方法具有檢測速度快、檢測影響因素少、不受氯化物干擾、不產生二次污染等優點[4]，在國外研究中常以TOC代替COD來表示水體中有機物污染程度。

本文通過實驗與數據擬合歸納出針對工業園區高鹽污水的 COD與 TOC的比例關系，使用快速便捷測定的TOC數值推算出COD數值不但檢測數據穩定性、準確性更好，同時還去除了氯化物對 COD檢測的干擾。

1 實驗材料與方法

1.1 儀器與藥劑

實驗所用儀器與藥劑分別見表1、表2。

表1 實驗儀器廠家型號Tab.1 Type of laboratory instrument manufacturer

表2 實驗藥品廠家等級Tab.2 Level of laboratory drug manufacturers

1.2 實驗檢測標準

化學需氧量(COD)的測定按照 HJ 828—2017《水質 化學需氧量 重鉻酸鹽法》進行。總有機碳(TOC)的測定按照GB/T 5750.7—2006《生活飲用水標準檢測方法》進行。水中氯化物的測定按照GB/T,11896—1989《硝酸銀滴定法滴定氯化物》進行。

1.3 實驗水樣

各水樣分別取自某工業園區污水處理廠四系列出水、氣浮池出水、出廠水及某化工區污水處理廠出水，檢測水樣中TOC、COD、氯化物等項目。

某工業園區污水處理廠上游水源包括 15%,生活污水，75%,工業廢水，其中工業廢水含有電子廠廢水、制藥廠廢水及機械加工廠廢水等。氯化物范圍在800～1,500,mg/L，UV范圍在0.100～0.300/cm。

某化工區污水處理廠上游水源包括淀粉廠、印染廠、制藥廠廢水。氯化物范圍在 800～1,500,mg/L，UV范圍在0.200～0.500/cm。

2 實驗結果及分析

2.1 水樣檢測數據與擬合結果

當氯化物≤1,000,mg/L時，檢測數據如表3。

表3 氯化物≤1,000,mg/L時的檢測結果Tab.3 Detection results when chloride≤1,000,mg/L

續表3(1)

續表3(2)

依據檢測數據建立了TOC與COD的線性關系方程：COD＝2.706,1TOC+12.8，相關系數為0.878,8。數據點相對誤差均在10%,以內。

當1,000,mg/L＜氯化物＜1,500,mg/L時，檢測數據如表4。

表4 1,000,mg/L＜氯化物＜1,500,mg/L的檢測結果Tab.4 1,000,mg/L＜chlorides＜1,500,mg/L

續表4

依據檢測數據建立了TOC與COD的線性關系方程：COD＝2.758,6TOC+15.5，相關系數為0.861,3。數據點相對誤差在10%,以內的概率為93%。

2.2 線性方程驗證結果

現將某化工區污水處理廠檢測的TOC代入所得曲線，計算根據線性方程推算出的 COD值與實驗測得的 COD值相對偏差，探究所得線性關系是否可以拓寬適用范圍，使線性關系適用于工業污水排放的工業園區。

當氯化物≤1,000,mg/L時，檢測數據如表5。

表5 氯化物≤1,000,mg/L時的檢測結果Tab.5 Detection results when the chloride≤1,000,mg/L

由表5數據可知，使用實驗檢測出TOC值代入線性關系方程，推算出 COD值與實驗檢測 COD數據的相對偏差平均值為9.54%,。

當1,000,mg/L＜氯化物＜1,500,mg/L時，檢測數據如表6。

表6 1,000,mg/L＜氯化物＜1,500,mg/L時的檢測結果Tab.6 Detection results when 1,000,mg/L＜chlorides＜1,500,mg/L

由表6數據可知，使用實驗檢測出TOC值代入線性關系方程，推算出 COD值與實驗檢測 COD數據的相對偏差平均值為8.95%,。

3 結 論

本文檢測某工業園區污水處理廠和某化工區污水處理廠出水 TOC與 COD關系，并探究氯化物濃度對 TOC與 COD關系的影響。通過數據分析得出如下結論：

①TOC與COD存在線性關系，線性關系非常明顯。當氯化物≤1,000,mg/L時，COD＝2.706,1TOC+12.8，相關系數為0.878,8，數據點相對誤差均在10%,以內。當 1,000,mg/L＜氯化物＜1,500,mg/L時，TOC與 COD的線性關系方程為 COD＝2.758,6TOC+15.5，相關系數為0.861,3，數據點相對誤差在10%,以內的概率為93%,。

②氯化物對TOC與COD的線性關系比值有影響，氯化物濃度越大，TOC與COD的比值越小。

③將某化工區污水處理廠檢測數值代入所得線性關系方程，推算出 COD值與實驗檢測 COD數值計算相對偏差。當氯化物≤1,000,mg/L時，推算出COD值與實驗檢測 COD數據的相對偏差平均值為9.54%,；當 1,000,mg/L＜氯化物＜1,500,mg/L 時，推算出COD數值與實驗檢測COD據的相對偏差平均值為 8.95%,。由此可推測，本課題所得 TOC與 COD的線性關系適用于以工業污水為主的工業產業園區污水。