煤化工廢水中COD檢測相對誤差的優化分析

摘 要：本文旨在優化分析煤化工廢水中COD檢測的相對誤差。研究方法包括調整COD檢測方法和樣品稀釋倍數，以提高測定結果的準確性和穩定性。試驗結果顯示，在工業廢水中，大量的Cl-對COD檢測會產生干擾，通常導致COD測定結果偏高。為了消除這種干擾，增加HgSO4使用量并加入了AgNO3。通過這一方法成功地減少了煤化工廢水中COD檢測的相對誤差。本研究為煤化工廢水COD檢測提供了重要的參考和指導，對提高COD檢測結果的準確性和可靠性具有積極的作用。

關鍵詞：煤化工廢水；COD檢測；相對誤差

中圖分類號：X 703" " 文獻標志碼：A

煤化工廢水中COD（化學需氧量）的檢測是評估廢水處理效果和監測水質的重要指標之一[1]。然而，由于廢水中存在復雜的有機物和其他干擾物，COD檢測結果往往存在一定的誤差[2]。相對誤差是衡量測定結果準確性的重要指標之一，因此對其進行優化分析具有重要的理論和實際意義。

1 樣品數據比較

在煤化工廢水COD的檢測中，研究人員發現我廠處理后的混合廢水要求COD值應該小于100mg/L，然而實際處理后的混合廢水COD檢測值遠遠大于100mg/L，嚴重超出工藝設計值要求。為了配合工藝排查原因，研究人員決定抽取1—3月各連續10批次的煤化工廢水檢測值進行統計分析，結果見表1。

觀察每月的COD平均值可知，1—3月的平均值分別在800mg/L～860mg/L之間波動。表明在這段時間內，處理后的廢水COD平均值未能穩定在100mg/L以下。觀察每月內的COD平均值變化趨勢發現，1月的平均值從800mg/L逐漸升至860mg/L，2月的平均值從821mg/L降至787mg/L，3月的平均值從802mg/L升至867mg/L。這顯出COD平均值在不同月份之間存在較大的波動。在每月的COD平均值中觀察到一些明顯偏離平均值的數值，例如1月的860mg/L和3月份的867mg/L，這些數值代表異常情況或特殊事件，需要進一步調查和分析。比較不同月份的COD平均值發現，2月的平均值相對較低，而1月和3月的平均值相對較高。這暗示2月的廢水處理工藝或其他因素發生了一些變化，導致COD平均值下降。

檢測數據比對統計見表2，觀察每個樣品編號在不同月份的機構檢測數據和小組檢測結果之間的相對誤差百分比發現，大多數樣品的相對誤差在25%～28.5%。表示機構檢測數據和小組檢測結果之間存在一定的差異。根據表1中提供的數據可知，平均相對誤差為26.43%，機構檢測數據和小組檢測結果的平均相對誤差為26.43%。

2 誤差原因分析

2.1 工藝排查

經過反滲透處理后，COD值明顯降低。反滲透工藝的主要作用是去除水中的陰陽離子，而并沒有專門設計用于改善COD值[3]。通過比較廢水處理后和反滲透后的COD值，廢水處理后和反滲透后的COD值必定有一個檢測結果不準確。由于經過反滲透處理后的水接近純凈水，初步推斷，廢水COD值的檢測結果產生較大誤差的原因是水中含有陰陽離子。這些陰陽離子的存在干擾了COD的測定，導致檢測結果不準確。進一步的分析和調查將有助于確定陰陽離子對COD檢測結果的影響程度，并找出改善COD檢測準確性的方法和措施。需要考慮使用其他適合的分析方法或者預處理廢水樣品，以減少陰陽離子對COD測定的干擾。

根據表3中的數據可以看出，廢水處理前的1—3月的COD值都比較高，分別為3641 mg/L、3665 mg/L和3659 mg/L。

而經過廢水處理后，COD值明顯下降，分別為880 mg/L、890 mg/L和840 mg/L。這表明廢水處理工藝能夠有效地降低廢水中的有機物含量。另外，反滲透工藝是一種高效的廢水處理工藝，可以進一步降低COD值。反滲透工藝后的COD值為89 mg/L、89 mg/L和80 mg/L，明顯比廢水處理后的COD值低，這說明反滲透工藝能夠進一步提高廢水的處理效果，使COD值得到進一步降低。通過計算平均值可以得出，廢水處理前的平均COD值為3655 mg/L，廢水處理后的平均COD值為870 mg/L，而反滲透工藝后的平均COD值為86 mg/L。這進一步驗證了廢水處理工藝和反滲透工藝的有效性，能夠顯著降低廢水中的有機物含量。

2.2 干擾離子確定

廢水中各類離子組成統計見表4，根據數據可知，Cl-離子在廢水中的比重較大，約為93.60%。其次是NH4+離子，約為3.20%。Fe2+離子約為2.09%，SO42-離子約為0.81%，而Ca2+離子約為0.30%。前2個離子類型（Cl-和NH4+）的累計百分比為96.80%，前3個離子類型（Cl-、NH4+和Fe2+）的累計百分比為98.89%，前4個離子類型（Cl-、NH4+、Fe2+和SO42-）的累計百分比為99.70%，而所有5個離子類型的累計百分比為100%。因此確定Cl-為主要干擾離子。

2.3 Cl-干擾程度

當Cl-含量為50mg/L時，COD實際測定值為3013mg/L，與COD標準濃度的誤差為13mg/L，相對誤差為0.43%。隨著Cl-含量增加，COD測定誤差逐漸增加。當Cl-含量為1000mg/L時，COD實際測定值為3179mg/L，與COD標準濃度的誤差為179mg/L，相對誤差為5.96%。當Cl-含量為10000mg/L時，COD實際測定值為3464mg/L，與COD標準濃度的誤差為464mg/L，相對誤差為15.47%。隨著Cl-含量增加，COD測定的相對誤差也逐漸增加。Cl-含量增加對COD測定結果產生了更大的干擾，導致COD測定的準確性降低，相關數據見表5。

3 干擾消除

3.1 HgSO4使用量增加

當反應時間為30min時，剩余Cl-含量為19887mg/L，可以被視為基準值。隨著反應時間增加，剩余Cl-含量在19914mg/L～19925mg/L波動。這說明反應時間的延長對剩余Cl-的去除效果有一定的改善，但是變化的范圍相對較小。同樣，當反應時間為30min時，COD檢測值為3778mg/L。隨著反應時間增加，COD檢測值在3769mg/L～3799mg/L波動。這表明反應時間的延長對COD檢測結果有一定的影響，但是變化范圍相對較小。此外，不同反應時間下的COD測定相對誤差在25.63%～26.63%波動。相對誤差的波動范圍相對較大，表明反應時間的變化對COD測定結果的準確性有一定的影響，相關數據見表6。

隨著Cl-濃度增加，加入的HgSO4掩蔽劑的量也增加，以保證剩余Cl-濃度低于檢測限[4]。表明HgSO4掩蔽劑有效地掩蔽了Cl-，使其在測定過程中不被檢測出來，相關數據見表7。

當Cl-濃度為200mg/L時，經過HgSO4掩蔽劑處理后，COD測定平均值為3024mg/L。隨著Cl-濃度增加，COD測定平均值在3015mg/L～3055mg/L波動。不同Cl-濃度下的COD測定相對誤差在0.50%～1.83%波動。這表明，在經過HgSO4掩蔽劑處理后，不同的Cl-濃度對COD測定平均值和相對誤差都有一定的影響。當Cl-濃度為200mg/L時，經過HgSO4掩蔽劑處理后，COD測定平均值為3024mg/L，可以被視為基準值。隨著Cl-濃度增加，COD測定平均值在3015mg/L～

3055mg/L波動，說明Cl-濃度的變化對COD測定結果有一定的影響。此外，不同Cl-濃度下的COD測定相對誤差在0.50%～1.83%波動。相對誤差的波動范圍相對較大，表明在經過HgSO4掩蔽劑處理后，Cl-濃度的變化對COD測定結果的影響較為顯著。隨著Cl-濃度增加，相對誤差也略有增加，這可能是由于高濃度的Cl-對COD測定結果產生了較大的干擾，相關數據見表8。

3.2 AgNO3沉淀法

當Cl-濃度為200mg/L時，在加入0.002g的AgNO3后，剩余Cl-濃度低于檢測限，即＜5mg/L。這說明通過加入0.002g的AgNO3可以有效地沉淀樣品中的Cl-，使剩余Cl-濃度降低到無法被檢測的水平。隨著Cl-濃度增加，加入的AgNO3的量也逐漸增加。當Cl-濃度分別為500mg/L、1000mg/L、3000mg/L、5000mg/L和10000mg/L時，加入的AgNO3的量分別為0.005g、0.010g、0.029g、0.048g和0.096g。盡管加入的AgNO3的量增加，但剩余Cl-濃度仍然低于檢測限。這說明無論Cl-濃度的高低，加入適量的AgNO3都能有效地使剩余Cl-濃度降低到無法被檢測的水平，相關數據見表9。根據試驗結果可以看出，AgNO3作為一種有效的試劑，可以用于檢測和測定樣品中的Cl-濃度。通過與Cl-反應生成不溶性的AgCl沉淀，AgNO3能夠有效地將Cl-從樣品中去除，使剩余Cl-濃度降低到檢測限以下。這為準確測定樣品中的Cl-濃度提供了一種可靠的方法。

3.3 稀釋+掩蔽法

3.3.1 稀釋200倍

當Cl-濃度為200mg/L時，在加入0.002g的AgNO3后，COD測定平均值為3015mg/L。隨著Cl-濃度增加，COD測定平均值在2976mg/L～3021mg/L波動。不同Cl-濃度下的COD測定相對誤差在0.37%～1.27%波動。這表明，在經過AgNO3沉淀處理后，不同的Cl-濃度對COD測定平均值和相對誤差都有一定的影響。當Cl-濃度為200mg/L時，在加入AgNO3后，COD測定平均值為3015mg/L，這可以被視為基準值。隨著Cl-濃度增加，COD測定平均值在2976mg/L～3021mg/L波動，說明Cl-濃度的變化對COD測定結果有一定的影響。此外，不同Cl-濃度下的COD測定相對誤差在0.37%～1.27%波動。相對誤差的波動范圍相對較小，表明在經過AgNO3沉淀處理后，Cl-濃度的變化對COD測定結果的影響較小。然而，隨著Cl-濃度增加，相對誤差也略有增加，這可能是由于高濃度的Cl-對COD測定結果產生了一定的干擾[5]，相關數據見表10。

樣品經過200倍稀釋后，進行COD測定的結果在不同日期之間有一定的差異。根據表11中的數據可以看到，在不同試驗日期下，平均誤差值分別為-206mg/L、68mg/L、

264mg/L、-182mg/L和181mg/L。平均誤差表示儀器結果和測定結果之間的平均差異。負數表示儀器結果低于測定結果，正數表示儀器結果高于測定結果。平均誤差的絕對值越小，表示儀器結果和測定結果的一致性越好。根據表11中的數據可以看到，在不同試驗日期下，相對誤差值分別為6.87%、2.27%、8.8%、6.07%和6.03%。相對誤差表示儀器結果和測定結果之間的相對差異。相對誤差越小，表示儀器結果和測定結果的一致性越好。然而，平均誤差和相對誤差都保持在較小的范圍內，說明稀釋方法對COD測定的影響相對較小。

3.3.2 稀釋20倍

在樣品稀釋倍數為20倍的情況下，測定結果的相對誤差小于2%。通過20倍稀釋后進行COD測定，可以得到相對準確的結果，見表12。相對誤差是衡量測定結果與實際值之間的差異程度的指標，較低的相對誤差表示測定結果與實際值更接近。然而，需要注意的是，該方法只適用于Cl-濃度小于2000mg/L的試樣。在高濃度情況下，樣品中的Cl-含量會對稀釋后的測定結果產生較大的影響，導致相對誤差超過2%。因此，當使用該方法時，需要確保樣品中的Cl-濃度不超過2000mg/L，以保證測定結果的準確性。這是因為在稀釋過程中，Cl-的濃度也會被稀釋，導致其對測定結果的影響減小。當Cl-濃度較高時，即使進行稀釋，仍然會存在較高的Cl-濃度，從而對測定結果產生較大的影響。因此，在高濃度情況下，需要采取其他適當的方法來進行COD測定，以確保結果的準確性。

4 結語

本研究對煤化工廢水中COD檢測相對誤差的優化進行深入分析和試驗研究。通過選擇適當的稀釋倍數和測定方法，有效降低相對誤差，提高COD檢測結果的準確性和可靠性。然而，仍需要進一步研究和優化，以滿足不同樣品和實際應用的需求。本研究為煤化工廢水COD檢測提供了重要的參考和指導，對廢水處理和環境監測具有一定的理論和實踐意義。

參考文獻

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