如何進(jìn)行水處理？

為您介紹一項環(huán)境保護(hù)的專業(yè)知識——COD 五大檢測方法與原理。

化學(xué)需氧量又稱化學(xué)耗氧量，簡稱COD。是利用化學(xué)氧化劑（如高錳酸鉀）將水中可氧化物質(zhì)（如有機(jī)物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等）氧化分解，然后根據(jù)殘留的氧化劑的量計算出氧的消耗量。COD是表示水質(zhì)污染度的重要指標(biāo)。今天，我們就來了解一下COD 5大檢測方法與原理。

一、什么是COD？

COD(化學(xué)需氧量)：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。它反映了水中受物質(zhì)污染的程度，化學(xué)需氧量越大，說明水中受有機(jī)物的污染越嚴(yán)重。

COD以mg/L表示，通過水質(zhì)監(jiān)測儀器檢測出的COD數(shù)值，水質(zhì)可分為五大類，其中一類和二類COD≤15mg/L，基本上能達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)值大于二類的水不能作為飲用水的，其中三類COD≤20mg/L、四類COD≤30mg/L、五類COD≤40mg/L屬于污染水質(zhì)，COD數(shù)值越高，污染就越嚴(yán)重。

二、COD五大檢測方法

1、重鉻酸鹽回流法

測定原理：在硫酸酸性介質(zhì)中，以重鉻酸鉀為氧化劑，硫酸銀為催化劑，硫酸汞為氯離子的掩蔽劑，消解反應(yīng)液硫酸酸度為9mol/L，加熱使消解反應(yīng)液沸騰，148℃±2℃的沸點(diǎn)溫度為消解溫度。以水冷卻回流加熱反應(yīng)反應(yīng)2h，消解液自然冷卻后，以試亞鐵靈為指示劑，以硫酸亞鐵銨溶液滴定剩余的重鉻酸鉀，根據(jù)硫酸亞鐵按溶液的消耗量計算水樣的COD值。

優(yōu)缺點(diǎn)：回流裝置占的實(shí)驗(yàn)空間大，水、電消耗較大，試劑用量大，操作不便，難以大批量快速測定。

2、高錳酸鉀法

測定原理：以高錳酸鉀作氧化劑測定COD，所測出來的COD稱為高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）。水樣加入硫酸呈酸性后，加入一定量的高錳酸鉀溶液，并在沸水浴中加熱反應(yīng)30min。剩余的高錳酸鉀加入過量草酸鈉溶液還原，再用高錳酸鉀溶液回滴過量的草酸鈉，通過計算求出高錳酸鹽指數(shù)。

優(yōu)缺點(diǎn)：高錳酸鉀法的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的污染比國標(biāo)法小，但是缺點(diǎn)是試驗(yàn)中需要回滴過量草酸鈉，耗時長，并且酸性高錳酸鉀法氧化性較低，氧化不徹底，所以測得高錳酸鹽指數(shù)比重鉻酸鹽指數(shù)低，通常與國標(biāo)法測定結(jié)果相差3-8倍。因此，CODCr主要針對還原性污染物相對含量較高的廢水，而CODMn主要針對污染物相對較低的河流水和地表水。

3、分光光度法

測定原理：這種方法的原理與國標(biāo)法相同。其測定原理也是在酸性溶液中，試液中還原性物質(zhì)與重鉻酸鉀反應(yīng)，生成三價鉻離子，三價鉻離子對波長為600nm的光有很大的吸收能力，其吸光度與三價鉻離子濃度的關(guān)系服從郎伯一比爾定律。三價鉻離子與試液中還原性物質(zhì)的量有關(guān)，因而通過測定三價鉻的吸光度可以間接測出試液的COD值。

優(yōu)缺點(diǎn)：此方法相對于傳統(tǒng)的國標(biāo)法來說，有效的節(jié)省了消耗在配置化學(xué)試劑的時間，無需進(jìn)行滴定，操作方便。然而唯一美中不足的地方實(shí)驗(yàn)中消解過程仍需耗費(fèi)2小時。

4、快速消解法

經(jīng)典的標(biāo)準(zhǔn)方法是回流2h法，人們?yōu)樘岣叻治鏊俣龋岢龈鞣N快速分析方法。主要是提高消解反應(yīng)體系中氧化劑濃度，增加硫酸酸度，提高反應(yīng)溫度，增加助催化劑等條件來提高反應(yīng)速度的方法。

優(yōu)缺點(diǎn)：消解體系硫酸酸度由9.0mg/l 提高到10.2mg/l，反應(yīng)溫度由150℃提高到165℃，消解時間由2h減少到10min～15min。缺點(diǎn)為微波爐種類不同，試驗(yàn)的功率和時間均不同。

5、快速消解分光光度法

測定原理：快速消解分光光度法是指采用密封管作為消解管，取小計量的水樣和試劑于密封管中，放入小型恒溫加熱皿中，恒溫加熱消解，并用分光光度法測定COD 值。

優(yōu)缺點(diǎn)：占用空間小，能耗小，試劑用量小，廢液減到最小程度，能耗小，操作簡便，安全穩(wěn)定，準(zhǔn)確可靠，適宜大批量測定。

三、 COD檢測常見問題及方法

1、如何去除氯對COD檢測的影響？

答：準(zhǔn)備一份空白樣，其中含有去離子水和與你樣品中氯濃度相同的氯成分。在加入消化液后空白樣會迅速變成很深的顏色，但是之后你可以減去氯的影響并得到一個可以適用與你的樣品的檢測結(jié)果。

2、COD檢測的誤差主要來自于哪里？

答：氯是在COD檢測中帶來影響最大的因素。每一個在重鉻酸鉀法中使用的COD實(shí)驗(yàn)瓶都含有硫酸汞，這種物質(zhì)能夠去除氯的干擾。而MnIII法使用的真空預(yù)處理裝置可以去除濃度為1000mg/l的氯。

3、可以對多個檢測使用同一個COD空白樣嗎？

答：使用相同實(shí)驗(yàn)瓶的多次實(shí)驗(yàn)是可以重復(fù)使用同一個空白樣的。這個空白樣必須被保存在陰暗處。隨著時間推移不斷測量空白樣的吸光度以檢查結(jié)果是否穩(wěn)定。在吸光度模式下使用瓶裝去離子水將儀器清零，然后檢測空白樣的吸光度。記錄檢測結(jié)果。當(dāng)吸光度發(fā)生變化超過0.01吸光度單位時，就需要準(zhǔn)備新的空白樣了。

4、如何驗(yàn)證COD檢測結(jié)果的精確度？

答：使用一個濃度落在你所使用的濃度范圍內(nèi)的COD標(biāo)準(zhǔn)溶液。將這個標(biāo)準(zhǔn)溶液當(dāng)作你的樣品一樣進(jìn)行檢測。如果你的檢測結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)濃度相接近，你就能夠確信你的儀器和試劑是工作正常的，而且你的檢測是操作準(zhǔn)確的。

5、可以稀釋樣品測定COD嗎？

答：可以的。稀釋樣品，然后向瓶子中加入合適的稀釋樣品量（可以是2或者0.2毫升）。將最終檢測結(jié)果乘以你的稀釋倍數(shù)。

四、COD在線監(jiān)測及日常維護(hù)

為了準(zhǔn)確掌握污水處理廠各個處理環(huán)節(jié)的運(yùn)行情況，必須對進(jìn)入各構(gòu)筑物的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。這些參數(shù)的測量有的需要手工化驗(yàn)，有的可以利用儀表自動檢測。COD在線測定儀就是自動檢測水質(zhì)的重要儀表之一。下面我們來了解一下COD在線監(jiān)測及日常維護(hù)注意事項。

1、工作原理

國家規(guī)定在最終排放口必須安裝COD在線測定儀，這種測定儀是將COD的化驗(yàn)室分析過程，通過儀器系統(tǒng)化、程序化地實(shí)現(xiàn),常見的COD分析儀工作

cod測定儀先由自吸泵將水樣從排放明渠內(nèi)提升至進(jìn)水精濾采樣杯內(nèi)，再由進(jìn)水蠕動泵P1將水樣提加到反應(yīng)室內(nèi)。

然后，依順序再由蠕動泵P2、P3、P4分別將重鉻酸鉀、硫酸一硫酸銀和蒸餾水提加到反應(yīng)室內(nèi)。

進(jìn)樣完畢開始微波加熱5分鐘(加熱時間可自行設(shè)定和修改)，待加熱完畢注入蒸餾水稀釋并冷卻到室溫，之后再由氣壓泵將混合液吹至測量室進(jìn)行測量，并自動計算和顯示測量結(jié)果。

最后，由氣壓泵將混合液排放掉并將管路吹掃干凈，進(jìn)入下一次測量循環(huán)過程。整個循環(huán)過程由PLC進(jìn)行控制，自動進(jìn)行。

2、使用注意事項

（1）日常的檢查

主要包括檢查儀器工作是否正常，比如進(jìn)出管路是否通暢，有無泄漏，并保持儀器的清潔，尤其是對轉(zhuǎn)動部分和易損件要定期檢查和更換，防止其損壞造成泄漏而腐蝕儀器。

（2）試劑的更換

重鉻酸鉀和硫酸一硫酸銀屬于強(qiáng)腐蝕性試劑，并且在工作現(xiàn)場容易揮發(fā)和吸潮，所以應(yīng)定期更換。更換周期依據(jù)使用情況而定，一般至少3個月更換一次。

（3）防護(hù)性檢修

由于蠕動泵管吸取強(qiáng)腐蝕性試劑，所以應(yīng)3個月更換一次。測量室和反應(yīng)室應(yīng)每年至少徹底檢查清洗檢修一次。

（4）日常校準(zhǔn)

除程序設(shè)定的自動零循環(huán)校準(zhǔn)外，在第一次使用、更換試劑或防護(hù)性檢修之后要進(jìn)行零點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)溶液的校正。采用實(shí)驗(yàn)室制備的蒸餾水作為零點(diǎn)校準(zhǔn)液，校準(zhǔn)過程與測量循環(huán)過程相同，校準(zhǔn)后保留新零點(diǎn)的參數(shù)，并對工作曲線進(jìn)行校準(zhǔn)。

（5）出廠參數(shù)設(shè)置

儀器在出廠時雖然已經(jīng)設(shè)定了原始的工作曲線，但因使用場所不同，原有工作曲線往往不能滿足任何監(jiān)測場合，所以應(yīng)該對其工作曲線進(jìn)行定期的校核?？捎蓪?shí)驗(yàn)室配制COD標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行校核，校準(zhǔn)過程與測量循環(huán)過程相同，校核后更改有關(guān)界面參數(shù)，對工作曲線進(jìn)行校準(zhǔn)。

（6）安裝環(huán)境

要保證COD在線測定儀安裝場所的溫度、濕度恒定，必要時需要安裝空調(diào)等加熱、制冷和除濕設(shè)施。同時使用獨(dú)立的穩(wěn)壓電源。

（7）儀器暫停

儀器暫停使用時，要用蒸餾水徹底清洗后排空，再依次關(guān)閉進(jìn)出口閥門和電源，重新啟用時用新試劑進(jìn)行徹底清洗，并對工作曲線進(jìn)行較準(zhǔn)。

3、自動連續(xù)采樣器的使用注意事項

COD在線測定儀通常需要與自動連續(xù)采樣器相匹配。自動連續(xù)采樣器一般安裝在污水處理場的進(jìn)水口和排放口，可以較好地進(jìn)行混合樣的采集，而且大部分帶有冷藏功能，可以在一定時間內(nèi)保持采集水樣的穩(wěn)定性。其使用注意事項有：

（1）后配的取樣管一定要使用潔凈無污染的管道，管道的材質(zhì)不能和廢水中的成分發(fā)生反應(yīng)，如果沒有特殊要求，一般使用PVC軟管。

（2）及時將自動連續(xù)采樣器采集的水樣取出分析化驗(yàn)，防止水樣超過保存的穩(wěn)定時間和取樣瓶裝滿后溢出損壞采樣器。

（3）定期清洗或更換取樣管和取樣瓶。

（4）定期對采樣器的控制和機(jī)械部分進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。

（5）北方地區(qū)污水處理場安裝的自動連續(xù)采樣器必須有防凍措施。