COD分析的工业废水论文

2022-04-23

摘要:在生活废水的分析过程中,常常需要对化学需氧量和生化需氧量这两项指标进行综合分析。本文首先阐述了化学需氧量和生化需氧量的实验过程,之后分析了实验过程中生化需氧量与化学需氧量指标的影响因素,最后运用实验结果验证了化学需氧量与生化需氧量之间的相应关系,希望能够为关注该领域的人士提供借鉴,以提升生活废水的治理水平。今天小编给大家找来了《COD分析的工业废水论文(精选3篇)》,希望对大家有所帮助。

COD分析的工业废水论文 篇1:

集对分析在环境分析评价中的应用

摘要:重点介绍集对分析法在环境分析中的运用,通过建立不确定和确定关系度模型,简单、直观分析环境中各因素之间相互联系,客观、科学地评价生态环境现状、变化趋势和规律,对了解、掌握区域环境质量和改善环境质量有着重要的意义。

关键词:集对分析法;环境分析;生态环境

DOI:10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.05.114

The application of set pair analysis in environmental analysis evaluation

Jiang Hongbin,Yu Quanzhi,Zhang Haizhu,Yang Yong’an

(Environmental Monitoring Center of Suining,Suining Sichuan 629000,China)

Key words:Set pair analysis method;Environmental analysis;Ecological environment

近年来,工业废气废水、机动车尾气、固体废弃物污染和生态破坏等环境问题逐渐上升为一个热点话题。随着科学技术的飞速发展,涌现出了各类高新技术的环境监测仪器(手段),生态监测网络建设取得了重大成就,生态环境监测开辟了一个新的时代。但环境监测数据有效分析和利用度不是很高,很多基层的监测数据仅停留在是否“达标”,几乎没有对“达标数据”深度分析、研判,对环境质量变化趋势掌握不足,应对潜在的风险认识不到位。为此,一种数学模型--集对分析法在环境质量综合分析中应运而生。

集对分析是我国学者赵克勤提出的一种新的关于确定和不确定系统的同、异、反定量分析的系统分析方法[1-2]。集对分析(Set Pair Analysis,简称SPA)基本思想与方法是针对具体问题,找出具有一定联系的两个集合U、V,构成集合对子,并对U、V的特性作同一性、差异性、对立性的分析建立表达式:μ=a+bi+cj(a称为同一度,b称为差异度,c称为对立度)[3]。根据a、b、c的大小关系进行全排序,其中a、c是相对确定的,而b是相对不确定的,进一步分析各因素内在联系。

集对分析体现了确定与不确定的对立统一关系,数学表达简单,物理意义明确,评价客观真实,从环境质量综合分析来看具有深刻的方法论意义。

1 集对分析在大气环境分析中的应用

当前城市群面临一系列环境问题,大气环境质量已成为制约城市群可持续发展的重要因素[4]。应用集对分析法,能有效分析区域大气环境质量,为大气环境保护和治理提供基础数据分析保障。

李祚泳课题组[5-6]先后提出集对分析法用于空气质量综合评价的基本思想,详细介绍了多项污染物综合联系度表达式中的合成同一度、合成差异度和合成对立度的计算方法,并结合实例对空气环境质量(降尘、PM10、SO2、CO等)进行评价,评价结果与其他方法评价结果比较表明有很好的可行性。王洪光[7]详细介绍了集对分析中多项污染物(SO2、NO2、CO)联系度表达式中合成同一度、差异度及对立度的计算方法和步骤,并提出集对方法用于大气环境质量评价的结果简便、实用,为环境决策、污染判别、目标优化等问题上值得研究探索。

王叶[8]运用集对分析方法,选取2016年1~12月长株潭城市群(长沙、株洲、湘潭)大气环境质量分析,环境质量变化规律呈鲜明的季节性变化,春冬季高,夏秋季低,空气污染物PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO的典型污染季节为冬季,O3的典型污染季节为夏季。

张文艺[9]结合集对分析的不确定性原理建立了大气环境质量评价模型,以安徽省马鞍山市大气环境质量综合评价为例,将各测点样本值与分级标准形成对子,逐个比较共有特性、相反特性及差异特性,比较准确地判别大气环境污染状况,所得结果與该市当年环境质量公告的相一致。

汪劲希[10]依据集对分析法原理,利用信息熵原理确定各项大气污染物指标所占权重,建立了成都空气质量的评价指标与分级标准,结合同异反联系度函数确定了空气质量评价等级。该模型对成都市空气质量的评价有很好的适用性。

2 集对分析在水环境分析中的应用

水质变化趋势的综合评价是维护和管理当前水质状况的重要依据[11],通过综合评价可确切了解当地水域环境质量演变趋势,从而及时发现水质恶化原因并制定相应的治理措施。

高军省[12]以集对分析理论为基础,研究长湖的水环境质量状况,结合长湖水环境质量评价的实际问题,通过建立水质监测点和化学需氧量(COD)、高锰酸盐指数(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)与各级标准值大小确定了联系度,对长湖水环境质量等级进行判定为Ⅲ~Ⅳ类。拜亚丽[13]根据集对分析原理,基于熵权建立了六元联系数水环境质量评价模型,对平凉市主要河段8个监测断面5项水质指标进行评价,为平凉市采取水污染治理措施、水环境质量监管、河长制考核评估等具有一定的指导意义和参考价值。针对集对分析法在Ⅰ类水质评价较为粗略的问题,田景环[14]采用添加评价Ⅰ类水质系数,将原本联系度同为1的Ⅰ类水再次细分,改进了集对分析法在水质评价中的运用,使得评价更加简便,评价结果更加符合实际。

陆洲[15]在对沈阳市新城子区水环境质量综合评价新方法的研究中,将集对分析法拓展到地下水环境质量综合评价,弥补了综合评价不能确定所评价的地下水水质类别、模糊综合评判法和灰色聚类法白化函数范围狭窄的缺陷。刘权[16]详细介绍了集对分析法在地下水水质分析机理和分析路径,并以邯郸市化工厂的地下水水质评价为例,确定集对分析表达式中的对立度、差异度、同一度的取值标准是水质分级指标的门值,进一步确定该地区水质评价的集对分析联系度,最后对水质分级标准和评价因子的具体含量之间的数量关系进行了分析。

3 集对分析在土壤环境分析中的应用

土壤污染评价问题一直受到中外土壤学家及环境科学家的普遍关注[17],但影响土壤质量评价涉及很多不确定性和确定性因素,因此集对分析法在土壤质量分级方法提供了一种新的思路。

聂艳[18]以江汉平原后湖农场为研究对象,应用单因子指数法和集对分析法对其农田土壤环境质量进行综合评价。结果表明,研究区9种单要素污染程度依次为Cd>Zn>As>Cu>DDT>Hg>Cr>Pb>HCH,Cd和滴滴涕为主要污染物。整体而言,江汉平原农田土壤环境质量属清洁和安全范围,符合发展现代农业基本要求。

赵松炎[19]以贵州省独山县麻尾工业园区周边地区2017年64组表层土壤(0~20 cm)样品的6种营养元素指标(有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮和有效磷)分析为例,发现集对分析法能很好地反映评价区内土壤TP、有效磷的空间分布,较好地反映土壤TK和碱解氮的空间分布,能在一定程度上反映SOM和TN的空间分布。

葛康[20]将士壤重金属综合评价等级分为清洁(I)、尚清洁(II)、轻污染(III)、中污染(IV)和重污染(V)5个等级,选用华东某地区10个区域的土壤环境作为评价对象,利用集对分析方法描述了土壤重金属污染评价过程中的确定性和不确定性特征,并应用角模糊数刻画集对差异度系数以改进集对分析方法,进而提出了基于集对分析与三角模糊数耦合的土壤重金属污染综合评价新模型。

4 集对分析在生态系统分析中的应用

开展城市生态系统现状评价研究,引入集对分析不确定理论,在充分考虑城市生态系统健康不确定性与相对性的基础上,构造各被评价城市与最优评价集的相对贴近度,有利于数学直观分析,促进城市生态系统健康水平的整体提升。

石惠春[21]利用集对分析方法应用于兰州市城市生态系统现状评价,将评价城市生态系统可持续发展水平的指标自然子系统(工业固体废弃物产生量、万人拥有高等学校学生数、出现沙尘及浮尘天气)、经济子系统(出口总额占GDP比例、人均GDP)、社会子系统(工业废水排放量、千人拥有医院床位数)合成一个与最优评价集的相对贴近度,用来描述城市生态系统可持续发展水平。该评价方法能够很好地反映城市生态系统的发展现状,为建设生态城市提供科学依据。

陈媛[22]基于集对原理提出集对分析的城市可持续发展评价方法,并对郑州、西安、上海3市的可持续发展进行评价,并将集对分析的可持续发展评价结果与模糊分析法和灰色分析的结果进行比较:集对评价法的评价等级分辨度更高、评价结果更可靠,且在局部评价与整体评价上具有很好的一致性。

苏美蓉[23-24]鉴于城市生态系统的生命特征,引用集对分析概念,构建经济子系统、社会子系统、自然子系统及生态调控子系统来综合反映了北京、上海、武汉、广州等16个城市生态系统健康状况。刘丹丹[25]运用集对分析方法,建立城市生态系统健康状况评价指标体系,从时间和空间上分析河南省不同城市和同一城市在不同发展阶段的生态系统健康状况与最优评价集体的贴近值。

5 集对分析在其他环境分析中的应用

艾尼瓦尔·苏来曼[26]采用改进的集对分析模型,以新疆南部某城区为例,对该城区饮用水源进行健康风险评估。改进的模型解决了传统方法在饮用水健康风险评估中易忽略变量时效性的局限,进一步提高了分析模型在城区饮用水健康风险评估中的精准度。

邢永健[27-28]先后应用集对分析法对事故风险源、风险受体和风险传播途径建立数学模型,把南京化工园区大气环境风险划分为5个等级。通过对差异系数的分析,将不确定性转化为数学问题定量计算,在一定程度上消除了风险评价的主观性和片面性,为优化土地利用规划和完善环境风险防控措施提供依据。

惠淑荣[29]基于集对分析的综合评价模型,通过构建小试装置模拟辽河口濕地,选择造纸废水特征污染物Pb、Cd、Cu、Zn四项指标,研究不同浓度废水灌溉对土壤-芦苇系统中重金属的影响,为辽河口湿地在废水灌溉下的重金属污染研究提供新思路。

6 结论

集对分析法以联系度为核心,是一种新的不同于传统概率论和模糊集的不确定性理论。该方法采用联系度去描述环境指标间不确定性和确定性信息,将对研究问题的辩证认识与系统性定量描述有机结合起来,对环境质量评价与分析提供高效、实用的价值意义,进一步提升评价方法在环境理论分析中的核心地位。

参考文献

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[11]李凡修,陈武.水质变化趋势的综合评价模型[J].环境监测管理与技术,2003(03):42-43.

[12]高军省,高绣纺,卢碧林.基于集对分析的长湖水环境质量评价[J].人民黄河,2009,31(12):69-70.

[13]拜亚丽.基于熵权的集对分析法在水环境质量评价中的应用[J].地下水,2018,40(05):70-72.

[14]田景环,于昊明,亢晓龙.改进的集对分析法在水质评价中的应用[J].华北水利水电大学学报(自然科学版),2015,36(06):20-23.

[15]陆洲,马涛.地下水环境质量评价的一种新方法—集对分析法[J].环境保护科学,2005(05):57-59.

[16]刘权,王敏,焦鸿燕.试析集对分析法在地下水水质评价中的应用[J].中国标准化,2019(20):107-108.

[17]钟晓兰,周生路,黄明丽,等.土壤重金属的形态分布特征及其影响因素[J].生态环境学报,2009,18(4):1266-1273.

[18]聂艳,周勇,雷文华,等.基于集对分析法的农田土壤环境质量评价[J].长江流域资源与环境,2008(03):396-400.

[19]赵松炎,胥思勤,彭刚毅.集对分析法在贵州麻尾土壤养分评价中的应用[J].贵州大学学报(自然科学版),2019,36(03):116-124.

[20]葛康,汪明武,陈光怡.基于集对分析与三角模糊数耦合的土壤重金属污染评价模型[J].土壤,2011,43(02):216-220.

[21]石惠春,刘伟,何剑,等.一种城市生态系统现状评价方法及其应用[J].生态学报,2012,32(17):5542-5549.

[22]陈媛,王文圣,汪嘉杨,等.基于集对分析的城市可持续发展评价[J].人民黄河,2010,32(1):11-13.

[23]苏美蓉,杨志峰,陈彬.基于生命力指数与集对分析的城市生态系统健康评价[J].中国人口·资源与环境,2010,20(02):122-128.

[24]苏美蓉,杨志峰,陈彬.基于能值-生命力指数的城市生态系统健康集对分析[J].中国环境科学,2009,29(08):892-896.

[25]刘丹丹,万大娟,陈思思.河南省城市生态系统健康状况评价[J].河南科学,2017,35(09):1518-1522.

[26]艾尼瓦尔·苏来曼.基于改进集对分析模型的城区饮用水源健康风险评估研究[J].水利规划与设计,2017(06):13-15.

[27]邢永健,王旭,杜航.集对分析在区域大气环境风险评价中的应用研究[J].中国环境科学,2016,36(02):634-640.

[28]邢永健,王旭,可欣,等.基于风险场的区域突发性环境风险评价方法研究[J].中国环境科学,2016,36(04):1268-1274.

[29]徐棚.造纸废水灌溉对辽河口湿地重金属元素含量的研究与评价[D].沈阳:沈阳农业大学,2017.

收稿日期:2020-03-16

作者简介:蒋红斌(1987-),男,硕士研究生,环境监测工程师,研究方向为环境监测与分析。

作者:蒋红斌 余全智 张海柱 杨永安

COD分析的工业废水论文 篇2:

生活废水分析中化学需氧量与生化需氧量的相应关系分析

摘要:在生活废水的分析过程中,常常需要对化学需氧量和生化需氧量这两项指标进行综合分析。本文首先阐述了化学需氧量和生化需氧量的实验过程,之后分析了实验过程中生化需氧量与化学需氧量指标的影响因素,最后运用实验结果验证了化学需氧量与生化需氧量之间的相应关系,希望能够为关注该领域的人士提供借鉴,以提升生活废水的治理水平。

关键词:生化需氧量;化学需氧量;重铬酸钾

DOI:10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.071

Key words: Biochemical oxygen demand; Chemical oxygen demand; Potassium dichromate

化學需氧量和生化需氧量是与生活污水检测相关的重要指标,研究二者的相应关系,有助于提升污水治理的研究技术。在实验过程中,发现这两项指标会随着实验中各种因素的变动而出现差异,最后都会得到不同的实验结果,影响着两项指标之间的相应关系。因此对于化学需氧量和生化需氧量相应关系的研究,要先以实验作为切入点,进而在多项操作过后分析到最满意的结果。

1 化学需氧量与生化需氧量相应关系的实验分析

1.1 化学需氧量的实验分析

化学需氧量这一指标主要衡量的是水样中所具有的还原性物质被重铬酸钾氧化的量,而且这一指标能够实现对于水样中有机物含量的科学测量,从而为生活废水的技术研究提供数据参考。生活废水中化学需氧量的实验应当根据国家规定的标准方法来进行操作,以确保实验结果能够准确,而且还能保证实验过程中的操作安全性。可以运用重铬酸盐法的实验原理来测定化学需氧量的数值,运用重铬酸钾作为氧化剂,通过加热来消耗硫酸酸性的介质,等到实验样品冷却后,再根据硫酸亚铁铵溶液的消耗量来计算水样中的化学需氧量数值。在实验开始后,首先应当先确保污水样品已经混合到均匀状态,再抽取其中的20mL倒进能够回流锥形瓶中,之后添加10mL的重铬酸钾标准溶液和两粒小型的瓷珠,接下来只需要再添加30mL的硫酸-硫酸根溶液,就可以将混合样本缓慢的摇匀,确保混合均匀之后再加热2h20min即可。加热一段时间后回流锥形瓶内的溶液就会渐渐冷却,冷却与否可以通过观察溶液颜色的方式来进行判断,一般溶液在冷却时就会慢慢地变为红褐色,这时就可以观察刚才的操作过程中一共消耗了多少硝酸亚铁氨标准溶液,并且要及时进行数据的记录[1]。

1.2 生活需氧量的实验分析

为了确保生活需氧量实验的顺利进行,以及最终实验结果的准确性,在本次实验中选取了典型的废水样品作为研究的对象,以便能够通过实验结果来分析出生活废水中的生活需氧量含量,而废水的污染程度同样也影响着废水样本中生活需氧量含量的多少。在开展实验时,首先要采集一些比较干净的水样,摇匀之后再分别装进四个完全相同的溶解氧瓶里,这里应该先将其中的两瓶用来做平行测定,另外两瓶则应当在20℃的恒温箱中经历培育的过程,时间控制在五天即可。其次,就是要选取已经遭受了污染的水样,而污染水样中往往具有较多的有机物,因此要进行稀释操作,在其中添加一些空气或氧气,等到污染水样已经被稀释到饱和状态时,就可以在其中添加一些无机营养盐,或是镁、钙一类的物质作为缓冲,促进水样中微生物的萌发生长。稀释过程需要按照比例来进行,先在量筒中添加800mL已经稀释过的水,再用玻璃棒工具将混合物搅匀,在操作中要避免出现气泡,等到测量好量筒中溶解氧的含量后,就可以将稀释过后的污水样本装进瓶中,等待五天之后再进行实验结果的分析[2]。

2 化学需氧量与生化需氧量的相应关系分析

2.1 实验过程中生化需氧量与化学需氧量分析

由于生化需氧量主要指的是水样中能够被含氧的微生物所分解的有机污染物的含氧量,因此它可以通过比较直观的方式,反映出水样中能够被降解的有机物含量有多少。一般来说生化需氧量的数值越低越好,因为那代表着进行水样采集的水源中含有的有机污染物不多,而数值越高的时候,往往也代表着该水源地水体中存在着大量的有机污染物,对于生活废水的检测和治理工作来说,生化需氧量的数值高并不是好兆头。本次实验中对收集的污水水样采取的是接种稀释的方法,在实验过程中的接种、培育环节,以及温度、稀释水质量等因素都会对实验结果产生较大的影响,哪怕其中有一个因素于实验预期不符,都会导致水样中的组成成分出现变化,从而导致实验测定过程的失败,最后测定的结果也不会是正确的数值。由此,在选择生活废水作为实验接种稀释的水样时,应当按照“生化需氧量=80%×化学需氧量”的公式来估计被测量水样的生化需氧量,如果水样的污染程度不高,也可以直接进行实验测定,无需再进行稀释。而化学需氧量能够实现对于有机污染物的快速判断,它相比生化需氧量指标的好处就是受水质的限制不大,因此也较多的被用于工业废水以及河流污染的测定过程中,如果最后的实验结果中,显示化学需氧量的数值较高,也就说明该地区废水中含有较多的有机污染物。而且,化学需氧量与生化需氧量之间的比例关系,常常会受到被污染水源中有机物组成成分的影响,在用重铬酸钾法进行污水处理的实验时,就可以根据重铬酸钾化学需氧量与第一阶段生化需氧量之间的比例,来考察该地区水体中的有机物能被含氧微生物分解的可能性有多大。

2.2 化学需氧量与生化需氧量的相应关系分析

以上我们分析了化学需氧量和生化需氧量的实验原理和操作步骤,以及两项指标在分析废水污染程度方面的重要参考意义,而两项指标之间的相应关系,还需要借助实验的数据来进行分析说明。

在实验测定的数据表格中,可以看到干净水样中化学需氧量CODCr和生化需氧量BOD5的比值依次为2.69、8.81和13.52,而污水水样中CODCr和BOD5的比值则分别为3.2、2.87和2.78,可以很明显的看出干净水样中,两项指标从比重上来看并没有明显的成规律倍数关系,而污水水样中两项指标的比重相比干净水样来说更趋于稳定,比重的数值都在3上下浮动。一般来说,生活废水中存在的各种有机物被氧化分解的时间应当在一百天左右,但在这次的实验中只运用了五天的时间,因此污水水样中还会残留一些残留尚未被分解的有机物质,使得实验结果中CODCr的數值比BOD5的数值多出了两倍左右。实验结果表明,干净水样中的生化需氧量与化学需氧量并不具备倍数的关系,但在生活废水等污染水样中,生化需氧量和化学需氧量之间会存在着3倍左右的倍数浮动,由此可以分析出化学需氧量与生化需氧量之间的相应关系,即从数值上来看,化学需氧量能构成生化需氧量的2.5~3.5倍。

3 结束语

总而言之,在进行生活废水的分析时,要充分认识到生化需氧量与化学需氧量这两项指标在衡量水体污染程度方面的重要作用。在对生活废水的样本进行分析时,注意运用国家规定的标准测量方法,提升污染水样中的氧化率,以便实现对于污染水样的快速测定与分析。在分析水样测定结果时,要注意根据化学需氧量与生化需氧量之间的比例关系,科学分析水体中含氧微生物分解有机物的可行性。

参考文献

[1]李茜楠,祁欣.可见分光光度计及化学需氧量检测系统的研究[J].电子测量技术,2015,38(08):113-118.

[2]赵双蕊.主要城市废水中污染物排放量的因子分析(英文)[J]. Agricultural Science &; Technology,2016,17(04):964-967.

[3]中国环境规划院.全国水环境容量核定技术指南[R].北京:中国环境规划院,2003.

[4]车伍,张鵾,赵杨.我国排水防涝及海绵城市建设中若干问题分析[J].建设科技,2015,(01):221.

收稿日期:2018-01-12

作者简介:兰子丽(1987-),女,本科,助理工程师,研究方向为环境监测。

作者:兰子丽

COD分析的工业废水论文 篇3:

水质COD分析方法的比对研究

摘 要:针对江河入海口通常采用重铬酸钾法(CODCr)方法,而大洋及近岸海水通常采用高锰酸钾法(CODMn),由于分析方法的不同使得监测结果不一致,从而使得入海污染物估算及海洋环境容量等研究无法衔接。开展CODCr和CODMn方法比对,更好地了解两个方法的异同点,同时对典型江河入海口进行COD采样监测,建立适当的校正关系式。得出:COD的测定受到氯离子的影响,氯离子浓度越高对COD值的测定影响越大;对江河入海污染物CODCr与CODMn监测结果存在一定的关系,但由于所测水样的典型性,不具有普遍应用性。

关键词:CODCr法 CODMn法 比对 校正

江河入海口水体中有存在大量的有机污染物,它们以毒性和使水中溶解氧减少的形式对生态系统产生影响,危害人类的健康。绝大多数致癌物质是有毒有机物,所以有机污染物指标是一类评价水体污染状况的极为重要的指标。综合反映有机污染物的指标有很多,比如生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)和总有机碳(TOC),其中化学需氧量(COD)指标是评价水体中有机污染物质的相对含量的一项重要的综合性指标,它反映了水中受还原性有机污染物质污染的程度。目前,COD广泛采用的分析方法主要有重铬酸钾法(CODCr)和高锰酸钾法(CODMn)两种。江河入海口通常采用重铬酸钾法(CODCr)方法,而大洋及近岸海水通常采用高锰酸钾法(CODMn),由于分析方法的不同使得监测结果不一致,从而使得入海污染物估算及海洋环境容量等研究无法结果统一。因此,急需得出两个方法之间的校正关系,从而更好地促进海洋环境保护工作。

1 样品的采集与分析

1.1 样品的采集

CODCr水样用有机玻璃采水器采集于广口磨塞玻璃瓶中,应尽快分析。如不能立即分析时,应立即加入硫酸(4.3)至pH<2,置4℃下保存。但保存时间不多于5d。采集的水样体积不得少于100mL。

分析样品来源:市政生活污水来自某污水处理厂;工业废水来自某印染厂。

1.2 样品的分析

实验设计:取经过处理的生活污水、工业废水各一份,通过加入不同质量的氯化钠,制备不同氯度梯度的水样,在冷凝回流前加入过量的硫酸汞作掩蔽剂,最后进行COD的测定。

分析方法:CODCr和CODMn分别按《水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法》(GB 11914-89)及《海洋监测规范》(GB17378-2007)中的相应技术要求分析测定。

2 实验结果与分析

2.1 实验室氯离子干扰试验分析

在重铬酸钾法测定COD中,重铬酸钾可以完全氧化氯离子,氯离子对重铬酸钾的消耗导致测定结果比实际COD值偏高。为了消除氯离子的干扰,当水中氯离子含量高于30mg/L时,需加入硫酸汞消除干扰。

同时,由于体系中加硫酸银作催化剂,氯离子与银离子生成氯化银沉淀,使催化剂中毒,从而消耗硫酸银,降低反应速度。氯化银沉淀也会被重铬酸钾氧化,消耗氧化剂,而且生成的白色沉淀使滴定终点颜色发灰,难以准确滴定。

2.1.1对生活污水(经处理)的影响

考虑到氯离子的存在对重铬酸钾法和高锰酸钾法均有不同程度的影响,对重铬酸钾法影响尤大,会导致测定结果偏高,使催化剂失效。对实验进行如下设计:

取经过处理的生活污水一份,通过加入不同质量的氯化钠,制备不同盐度和氯度梯度的水样,冷凝回流前加入一定比例的硫酸汞掩蔽剂,最后进行COD的测定,结果见表2.1。

CODCr和氯化物浓度关系用线性方程进行数理统计处理,结果见图2.1。相关系数R2=0.947,线性相关性尚可。

CODMn和氯化物浓度关系用线性方程进行数理统计处理,结果见图2.2。相关系数R2=0.782,线性相关性较差。

2.1.2 对工业废水的影响

取工业废水一份,方法同生活废水,进行COD的测定,结果见表2.2。

CODCr和氯化物浓度关系用线性方程进行数理统计处理,结果见图2.3。相关系数R2=0.850,线性相关性略差。

CODMn和氯化物浓度关系用线性方程进行数理统计处理,结果见图2.4。相关系数R2=0.424,线性相关性很差。

序号1均表示未加入氯化钠的原水,相对偏差是以原水为标准计算得出的。

从结果中可以看出,无论是生活污水还是工业废水,随着盐度和氯度的增加,氯离子对CODCr测定结果的干扰效果明显偏高。当氯化物浓度>3 000mg/L时,相对偏差>100%,表示误差较大。当水样中含有较低浓度的氯离子时,可以采用硫酸汞掩蔽氯离子,能得到一定的掩蔽效果,但当氯化物浓度较大时,即便是采用硫酸汞掩蔽剂,水样的CODCr仍然偏高,并且误差会随着氯离子含量的增加而增加,呈正相关关系。氯离子的存在,对生活污水的影响比对工业废水大,这是由于生活污水的COD值比较小,说明氯离子对低COD的废水影响更大。

对于生活污水,氯离子对CODMn的测定结果影响比较有限,最大相对偏差小于20%。而对于工业废水来说,氯离子对CODMn的测定影响还是较大,但两者之间不存在线性关系,这可能是由于工业废水成分复杂,氧化反应不完全导致的。

2.1.3 COD重铬酸钾法和碱性高锰酸钾法的相关性比较

重铬酸钾法和碱性高锰酸钾法,都是用强氧化剂在强酸强碱的作用下氧化水中的还原性物质。两种方法测定的物质基本相同,区别在于两种方法对于有机物质的氧化率不同,从而导致两种方法的测定结果差异较大。虽然这两种方法测定的COD值没有明显的关系,但是两者比值与氯化物浓度的存在一定的线性关系。结果见图2.3及图2.4。

生活污水的CODCr/CODMn与氯化物浓度的相关系数R2=0.948,线性相关性较好。

工业废水的CODCr/CODMn与氯化物浓度的相关系数R2=0.045,线性相关性很差。

以上分析结果表明,对于不同的水样来说,由于实际检测样品类型、样品中有机物种类和有机物浓度的影响,造成分析方法氧化率差异颇大,导致CODCr与CODMn比值产生很大的影响。虽然实验所用的生活污水的成分较为简单,有机物浓度较低,与氯化物浓度存在一定的线性关系,但是由于实验样本有限,不能以偏概全地说明其他水样也有此类线性关系,因此在实际过程中还是要对该线性关系多加试验考证。

3 结语

通过对两种方法的比对实验,初步得出以下结论。

严格意义上来讲,COD不是一种具体的物质,而是水样在测定条件下能被氧化剂氧化的污染物,是能被氧化剂氧化的水中还原性物质的总和,间接反映有机污染物的含量。目前测定COD的两种方法——重铬酸钾法和高锰酸钾法,由于在分析方法原理以及分析条件上都存在的较大差异,同时虽测定的物质相同都为还原性物质,但由于分析方法之间存在对不同类型、不同组分等有机物的氧化率不同,从而导致COD值差异性变大。而对于有着明显时空、区域不同的水体,如江河、湖泊及入海口(海水与淡水混合水域)以及氯离子的干扰等,两种方法之间的差异性就变得更为错综复杂,CODCr和CODMn之间的校正关系式目前亦尚未见统一的报道。根据干扰实验,氯离子对COD测定的影响不容忽视,氯离子浓度越高对COD值的测定影响越大,尤其是重铬酸钾法,而对于高浓度COD的废水氯化物的影响更大。

参考文献

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作者:杨晴 魏天飞 孔定江

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