廢水中懸浮物與C OD的關(guān)系研究

賴志斌

（福建省永定縣環(huán)境監(jiān)測站，福建 永定 364100）

化學(xué)需氧量（COD），是在一定的條件下，采用一定的強(qiáng)氧化劑處理水樣時所消耗的氧化劑量，它是表示水中還原性物質(zhì)多少的一個指標(biāo)。水中的還原性物質(zhì)有各種有機(jī)物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等,但主要的是有機(jī)物，因此化學(xué)需氧量（COD）又往往作為衡量水中有機(jī)物質(zhì)含量多少的指標(biāo)。化學(xué)需氧量越大，說明水體受有機(jī)物的污染越嚴(yán)重。化學(xué)需氧量（COD）的測定，隨著測定水樣中還原性物質(zhì)以及測定方法的不同，其測定值也有不同。目前應(yīng)用最普遍的是酸性高錳酸鉀氧化法與重鉻酸鉀氧化法。高錳酸鉀法，氧化率較低，但比較簡便，在測定水樣中有機(jī)物含量的相對比較值時，可以采用。重鉻酸鉀法，氧化率高，再現(xiàn)性好，適用于測定水樣中有機(jī)物的總量。

1 實驗方法

根據(jù)污染源普查調(diào)查情況，選擇永定縣3種有代表性行業(yè)的廢水，分別為造紙行業(yè)—可生化性高的廢水，恒發(fā)污水處理廠—可生化一般的廢水、煤炭行業(yè)—可生化性差的廢水。污水的懸浮物和COD的測定方法均采用國家標(biāo)準(zhǔn)分析方法GB1901-1989和GB1914-1989。

1.1 懸浮物測定部分

（1）試劑。蒸餾水或同等純度的水。

（2）儀器。①常用實驗室儀器和以下儀器。②全玻璃或有機(jī)玻璃微孔濾膜過濾器。③濾膜（孔徑0.45um、直徑40mm）、定量濾紙（中速、直徑90mm）。④吸濾瓶、真空泵、布氏漏斗。⑤無齒扁嘴鑷子、普通鑷子。⑥稱量瓶，內(nèi)徑30～50mm。

（3）采樣。所用聚乙烯瓶或硬質(zhì)玻璃瓶要用洗滌劑洗凈。再依次用自來水和蒸餾水沖洗干凈。在采樣之前，再用即將采集的水樣清洗三次。然后，采集具有代表性的水樣500～1000mL,蓋嚴(yán)瓶塞。注：漂浮或浸沒的不均勻固體物質(zhì)不屬于懸浮物質(zhì)，應(yīng)從水樣中除去。

（4）步驟：①濾紙準(zhǔn)備：用鑷子夾取微孔濾紙放于事先恒重的托盤，移入烘箱中于103～105℃烘干半小時后取出置干燥器內(nèi)冷卻至室溫，稱其重量。反復(fù)烘干、冷卻、稱量，直至兩次稱量的重量差≤0.2mg。將恒重的濾紙正確的放在布氏漏斗。以蒸餾水濕潤濾膜，并不斷吸濾。②測定：量取充分混合均勻的試樣100mL抽吸過濾。使水分全部通過濾紙。再以每次10mL蒸餾水連續(xù)洗滌三次，繼續(xù)吸濾以除去痕量水分。停止吸濾后，仔細(xì)取出載有懸浮物的濾紙對折后，放在托盤上，移入烘箱中于103～105℃下烘干一小時后移入干燥器中，使冷卻到室溫，稱其重量。反復(fù)烘干、冷卻、稱量，直至兩次稱量的重量差≤0.4mg為止。

（5）計算。懸浮物含量C(mg/L)按下式計算：

式中：C為水中懸浮物濃度 (mg/L)；A為懸浮物＋濾膜或濾紙(g)；B為濾膜或濾紙(g)；V為試樣體積(ml)。

1.2 化學(xué)需氧量的測定部分（重鉻酸鉀法）

（1）儀器：①500mL全玻璃回流裝置。②加熱裝置(電爐)。③25mL或50mL酸式滴定管、錐形瓶、移液管、容量瓶等。

（2）試劑：①重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(1/6K2CrO7=0.2500mol/L)；稱取預(yù)先在120℃烘干2h的基準(zhǔn)或優(yōu)級純重鉻酸鉀12.258g溶于水中，移入1000mL容量瓶，稀釋至標(biāo)線，搖勻。②試亞鐵靈指示液：稱取 1.485g 鄰菲羅啉(C12H8N2·H2O)，0.695g 硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)溶于水中，稀釋至100mL，貯于棕色瓶中。③硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O≈0.1mol/L]：稱取39.5g硫酸亞鐵銨溶于水中，邊攪拌邊緩慢加入20mL濃硫酸，冷卻后移入1000mL容量瓶中，加水稀釋至標(biāo)線，搖勻。臨用前，用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定。④硫酸-硫酸銀溶液：于500mL濃硫酸中加入5g硫酸銀。放置1～2d，不時搖動使其溶解。⑤硫酸汞：結(jié)晶或粉末。

（3）標(biāo)定方法：準(zhǔn)確吸取10.00mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液于500mL錐形瓶中，加水稀釋至110mL左右，緩慢加入30mL濃硫酸，搖勻。冷卻后，加入3滴試亞鐵靈指示液(約0.15mL)，用硫酸亞鐵銨溶液滴定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色至紅褐色即為終點。

式中：C為硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度(mol/L)；V為硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量(ml)。

（4）測定步驟：①取20.00mL混合均勻的水樣（或適量水樣稀釋至20.00mL）置于250mL磨口的回流錐形瓶中，準(zhǔn)確加入10mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液及數(shù)粒小玻璃珠或沸石，連接磨口回流冷凝管，從冷凝管上口慢慢地加入30mL硫酸-硫酸銀溶液，輕輕搖動錐形瓶使溶液混勻，加熱回流2h(自開始沸騰計時)。對于化學(xué)需氧量高的進(jìn)水樣，采用上述操作所需體積的1/10的廢水樣和試劑于15×150mm硬質(zhì)玻璃試管中，搖勻，加熱后觀察是否呈綠色。如果溶液呈綠色，再適當(dāng)減少廢水取樣量，直至溶液不變綠色為止，從而確定廢水樣分析時應(yīng)取用的體積。稀釋時，所取廢水水樣量不得少于5mL，如果化學(xué)需氧量很高，則廢水樣應(yīng)多次稀釋。廢水中氯離子含量超過30mg/L時，應(yīng)先把0.4g硫酸汞加入回流錐形瓶中，再加入20.00mL廢水（或適量廢水稀釋至20.00mL），搖勻。②冷卻后，用90.00mL水沖洗冷凝管壁，取下錐形瓶。溶液總體積不得少于140mL，否則因酸度太大，滴定終點不明顯。③溶液再度冷卻后，加3滴試亞鐵靈指示液，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色至紅褐色即為終點，記錄硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量。④測定水樣的同時，取20.00mL重蒸餾水，按同樣操作步驟作空白實驗。記錄滴定空白時硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量。

（5）計算。

式中：C為硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度(mol/L)；V0為滴定空白時硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液用量 (ml)；V1為滴定水樣時硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液用量(ml)；V為水樣的體積(ml)；8為氧（1/2O）摩爾質(zhì)量（g/mol）。

2 實驗結(jié)果與分析

通過對恒發(fā)污水處理廠進(jìn)水，永峰紙廠污水處理站進(jìn)水，東中煤礦沉淀池進(jìn)水進(jìn)行采樣分析，三種行業(yè)廢水各采10個頻次。化學(xué)需氧量用密碼樣及10%的平行樣進(jìn)行質(zhì)量控制，懸浮物用10%的平行樣進(jìn)行質(zhì)量控制。污水懸浮物及COD的測定結(jié)果見表1。

（1）實驗結(jié)果。

表1 3種類型污水懸浮物及COD的測定結(jié)果

（2）分析。

圖1 永峰紙廠數(shù)據(jù)分析

圖2 污水處理廠數(shù)據(jù)分析

從圖1、2、3可以看出，三組圖數(shù)據(jù)中的懸浮物的含量與其對應(yīng)的COD都存在較好的線性關(guān)系。對3種類型的污水監(jiān)測分析表明，對于同一類廢水懸浮物越高，COD值越大，懸浮物下降時，COD也會有明顯的下降，具有良好的線性關(guān)系。在不具備較高的檢測條件時，對廢水成分較單一或是比較簡單的情況下，我們是可以從懸浮物的含量來間接的了解水的污染程度，甚至能通過測定污水的懸浮物的量來估算COD。但對成分復(fù)雜的工業(yè)廢水、微污染原水、懸浮物相對較高的污水還需試驗證明該結(jié)論能否同樣成立。如煤礦廢水懸浮物濃度相對較高，但進(jìn)水COD濃度變化不大，因此需要進(jìn)一步研究煤質(zhì)的成分，提高實驗頻次，確定線性關(guān)系。

3 結(jié)語

（1）通過對3個有代表性行業(yè)廢水COD和懸浮物監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和驗證，結(jié)果表明，兩者具有很好的線性關(guān)系，可以利用懸浮物來預(yù)測COD的宏觀情況，在環(huán)境監(jiān)測方面可以達(dá)到省時省力的目的；便于對工業(yè)廢水COD監(jiān)測與宏觀控制，具有較高的應(yīng)用價值。

（2）COD和懸浮物為污染源監(jiān)測及監(jiān)視性監(jiān)測的必測項目，特別對于污水處理廠、造紙行業(yè)利用已測定的懸浮物來求得COD更顯方便。除了進(jìn)水以外，可以同時建立總排放口、單元處理出水等的COD和懸浮物的回歸方程。隨著各地污水集中處理廠建設(shè)的加快，該方法具有普遍實際意義和應(yīng)用價值。

（3）由于污水處理廠水量較大，抗沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)，水質(zhì)相對穩(wěn)定，所以建立的回歸方程在一定時期內(nèi)具有相對穩(wěn)定性；但若時間跨度較大，由于行業(yè)生產(chǎn)的季節(jié)性變化或納管企業(yè)的明顯增加(減少)而影響水量水質(zhì)，將對預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。因此定期(如一個季度或每兩個月)更新回歸方程將得到更為理想的結(jié)果。

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