污水中化學需氧量（COD）與濁度的關系

摘 要：【目的】研究某采油管理區(qū)生活污水處理站出水樣品中化學需氧量與濁度之間的關系，提出便捷、快速判斷污水水質的方式，為該處理站運營人員提供管理依據。【方法】使用快速測定儀，對2023年8月份不同日期，在該采油管理區(qū)生活污水處理站出口處采取的16個水樣的化學需氧量與濁度進行檢測，并使用最小二乘法對檢測數(shù)據進行整理、分析。【結果】結果表明，該采油管理區(qū)生活污水處理站出水水樣中化學需氧量與濁度存在線性正相關關系，線性方程為y=0.247 1x-4.848 8，線性回歸判定系數(shù)R2=0.931 5（即化學需氧量與濁度具有較高的相關性）。【結論】可以通過簡單易測的濁度來表征該采油管理區(qū)生活污水處理站出水中的化學需氧量。

關鍵詞：生活污水；化學需氧量（COD）；濁度；相關性

中圖分類號：X824" "文獻標志碼：A" " "文章編號：1003-5168（2024）11-0087-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.11.017

The Correlation Between Chemical Oxygen Demand （COD） And Turbidity in Sewage

DING Yingying LI Wenya LI Huailian ZHOU Bin CAO Yuanpu GAO Nan

（Henan Yuanguang Technology Co.， LTD.， Puyang 457001，China）

Abstract：[Purposes] The relationship between chemical oxygen demand （COD） and turbidity in the effluent of domestic sewage treatment station in an oil production management area was studied to judge the quality of sewage in a convenient and rapid way， so as to provide management basis for the operators of domestic sewage treatment station in the oil production management area .[Methods] 16 water samples taken at the exit of domestic sewage treatment station in the oil production management area on different dates in August，2023 were tested and analyzed with a rapid analyzer， and the chemical oxygen demand and turbidity of each water sample were determined respectively.[Findings] The results showed that there was a linear positive correlation between chemical oxygen demand and turbidity in the discharge water of domestic sewage treatment station in the oil production management area， and the linear equation was y=0.247 1x-4.848 8， which linear regression coefficient R2=0.931 5 （namely chemical oxygen demand and turbidity have a high correlation）.[Conclusions] The turbidity can be easily measured to characterize the chemical oxygen demand in the effluent of the domestic sewage treatment station in the oil production management area.

Keywords： domestic sewage; chemical oxygen demand （COD）; turbidity; relevance

0 引言

突發(fā)性水環(huán)境污染事故具有很大的不確定性，及時開展現(xiàn)場的應急監(jiān)測十分重要。應急監(jiān)測是突發(fā)環(huán)境事件處置和善后處理工作的基礎和前提［1］，也是突發(fā)性環(huán)境污染事故處理處置中的首要環(huán)節(jié)［2］。

1973年我國頒布了第一個綜合性環(huán)境資源標準《工業(yè)“三廢”排放試行標準》［3］，經過50余年的發(fā)展，截至目前，我國現(xiàn)行水污染物排放標準共37項，其中綜合類標準1項，行業(yè)排放標準36項。除國家制定的標準之外，北京、上海、廣東、河南、河北、山東、山西、福建、遼寧、新疆維吾爾自治區(qū)等地，均根據當?shù)厍闆r均制定了適用于當?shù)氐牡胤剿廴疚锱欧艠藴省?/p>

通過查閱我國現(xiàn)行的37項水污染物排放標準及各地市的地方水污染物排放標準，標準中的水污染物控制項目均涉及化學需氧量。化學需氧量作為判斷污水污染程度非常重要的參數(shù)，及時對其進行檢測，在突發(fā)性水環(huán)境污染事故應急監(jiān)測中有著至關重要的作用。目前，污水中化學需氧量的常用檢測方法主要為酸性高錳酸鉀檢測法與重鉻酸鹽法［4］，但實驗室手工檢測方法所需時間大體為幾小時［5］，與應急監(jiān)測中快速、準確檢測數(shù)據的要求明顯不符。

通過研究發(fā)現(xiàn)，不管是酸性高錳酸鉀檢測法還是重鉻酸鉀法檢測污水中的化學需氧量時，均需先對水樣進行過濾，以去除其中的懸浮物和顆粒物［6］。懸浮物和顆粒物等不溶性物質的存在會引起液體的透明度降低，即濁度，利用水樣中微粒物質對光的散射特性表征濁度，測量結果單位用NTU表示［7］。測定水的渾濁度可用的方法有分光光度法、目視比濁法［8］和濁度計法［9］。

本研究采集某采油管理區(qū)生活污水處理站出水水樣16個，樣品采集及保存嚴格按照《污水監(jiān)測技術規(guī)范》（HJ 91.1—2019）相關要求。該采油管理區(qū)生活污水處理站所采用的處理工藝為：格柵+調節(jié)池+RAAO+消毒+過濾，于2016年建成并投入使用，設計處理規(guī)模為360 m3/h，處理后水質達到《城市污水再生利用 城市雜用水水質》（GB/T 18920—2020）中城市綠化用水水質標準要求。通過對水樣檢測結果的分析，探討該采油管理區(qū)污水處理站出水中的化學需氧量與濁度之間是否存在相關性關系。

1 測量儀器

本研究使用化學需氧量（COD）快速測定儀、濁度測定儀分別測定所采集水樣中的化學需氧量、濁度，測量儀器的主要信息見表1。

2 測量結果

經過對該采油管理區(qū)生活污水處理站出水處所采集的16個水樣進行檢測后，得出各水樣中化學需氧量及濁度，測量結果見表2。

3 結果分析

為找出污水中化學需氧量與濁度之間的關系，一些學者也進行了很多類似研究。何繼寶等［10］采集了深圳特區(qū)某單位經生物氧化處理后的污水，采用目視比濁法測定水樣的渾濁度、重鉻酸鉀法測定化學需氧量，通過對檢測數(shù)據分析，結果顯示污水中的渾濁度與CODCr呈密切的正相關，可以通過測定污水的渾濁度推測CODCr；張紅等［11］選用了3種類型的污水，污水Ⅰ為某高校生活污水，污水Ⅱ為該校生活污水經處理用于校園綠化的二級出水，污水Ⅲ為經生物膜工藝處理的二級出水，3種污水的濁度測定采用GDS-3型光電式濁度儀，CODCr的測定采用國家標準分析方法（GB 11914—1989），試驗結果表明，選用的3種污水的濁度和CODCr具有較好的線性相關性，在不具備較高的檢測條件時，可通過測定污水的濁度來估算CODCr。以上學者的研究結果均表明污水中的濁度與COD之間具有線性相關性。

通過對測定結果的分析，表明該采油管理區(qū)生活污水處理站出水中的化學需氧量與濁度之間存在著線性關系。同一個水樣，測定出其濁度后，根據線性回歸方程可得出化學需氧量測定值，從而得出具體的線性關系。假設測定出的水樣濁度為自變量xi（i=1，2，3，4，5，…，n），化學需氧量的濃度值為因變量yi（i=1，2，3，4，5，…，n）。觀察并計算表2中的濁度、化學需氧量的測定值比值，得出 [xy] 間的關系成直線相關關系，則擬定線性回歸方程為y=bx+a，運用最小二乘法進行計算，計算公式為式（1）至式（4）。

式中：xi，yi分別為各水樣濁度、化學需氧量的測定值；[x]，[y]分別為各水樣濁度、化學需氧量測定值的平均值；a，b為線性回歸方程的回歸系數(shù)。

根據表2中的測定結果計算得出a=-4.848 8，b=0.247 1，其線性回歸方程為y=0.247 1x-4.848 8。通過計算線性回歸方程的判定系數(shù)R2驗證自變量（濁度）與因變量（化學需氧量）之間的擬合程度，其計算公式為式（5）。

計算得出該線性回歸方程的判定系數(shù)R2=0.931 5，由此可驗證該線性回歸方程擬合效果較好，可用于表示該采油管理區(qū)生活污水處理站出水水中濁度與化學需氧量之間的關系。其線性回歸方程圖像如圖1所示。

為進一步驗證該采油管理區(qū)生活污水中化學需氧量與濁度的線性關系成立，在其生活污水處理站出水處另采取3個水樣，對比其化學需氧量的計算量與實測量的區(qū)別，對比結果見表3。

何繼寶等、張紅等及本研究的研究結果均顯示污水中濁度與化學需氧量之間存在線性關系，可通過污水的濁度間接推算其化學需氧量。

4 結論

研究結果表明，該采油管理區(qū)生活污水處理站出水樣中的濁度與化學需氧量之間具有線性正相關關系，即濁度越高，化學需氧量越高。若日后發(fā)生突發(fā)性水環(huán)境污染事件時，可快速通過測量污水中的濁度間接推算化學需氧量，從而做出應急處理。 在日常的污水處理站運營管理中，可通過安裝濁度在線監(jiān)測儀，根據所顯示數(shù)值可間接反映污水處理的運行效果，為生活污水的治理提供依據，從而提高污水處理站的運營效果，節(jié)省時間和成本支出。

在對污水進行分析和測定的時候，化學需氧量測定值在很大程度上代表著水樣中還原性物質的分布和總體情況。其中包含可溶性還原物質和不可溶性物質中的其他還原物。采用這樣的方式對化學需氧量測定值與濁度的相關性進行分析，讓試驗結果更加真實、準確，并能準確反映區(qū)域污水的具體污染程度，為水環(huán)境治理提供必要依據。本研究選用的是某采油管理區(qū)生活污水處理站2023年8月份的出水水樣，分析所得污水中濁度與化學需氧量存在線性關系是否適用于該采油管理區(qū)其他月份生活污水處理站出水或其他地區(qū)（類型）污水需進一步研究。

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［11］張紅，施永生，孫娜.生活污水濁度與化學需氧量的關系［J］.工業(yè)水處理，2007（3）：44-45.

收稿日期：2024-03-13

作者簡介：丁瑩瑩（1994—），女，本科，助理工程師，研究方向：污水處理技術。