污水處理技術(shù)篇：為您詳細(xì)解釋COD

【資料簡介】

化學(xué)需氧量COD（ChemicalOxygenDemand）是以化學(xué)方法測量水樣中需要被氧化的還原性物質(zhì)的量。廢水、廢水處理廠出水和受污染的水中，能被強(qiáng)氧化劑氧化的物質(zhì)（一般為有機(jī)物）的氧當(dāng)量。在河流污染和工業(yè)廢水性質(zhì)的研究以及廢水處理廠的運(yùn)行管理中，它是一個重要的而且能較快測定的有機(jī)物污染參數(shù)，常以符號COD表示。

測定方法：重鉻酸鹽法、高錳酸鉀法、分光光度法、快速消解法、快速消解分光光度法。

水樣在一定條件下，以氧化1升水樣中還原性物質(zhì)所消耗的氧化劑的量為指標(biāo)，折算成每升水樣全部被氧化后，需要的氧的毫克數(shù)，以mg/L表示。它反映了水中受還原性物質(zhì)污染的程度。該指標(biāo)也作為有機(jī)物相對含量的綜合指標(biāo)之一。

一般測量化學(xué)需氧量所用的氧化劑為高錳酸鉀或重鉻酸鉀，使用不同的氧化劑得出的數(shù)值也不同，因此需要注明檢測方法。為了統(tǒng)一具有可比性，各國都有一定的監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)所加強(qiáng)氧化劑的不同，分別成為重鉻酸鉀耗氧量（習(xí)慣上稱為化學(xué)需氧量，chemicaloxygendemand,簡稱cod）和高錳酸鉀耗氧量（習(xí)慣上稱為耗氧量，chemicaloxygen，簡稱oc，也稱為高錳酸鹽指數(shù)）。

化學(xué)需氧量還可與生化需氧量（BOD）比較，BOD/COD的比率反映出了污水的生物降解能力。生化需氧量分析花費(fèi)時間較長，一般在20天以上水中生物方能基本消耗*，為便捷一般取五天時已耗氧約95%為環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，標(biāo)志為BOD5。

詳解

化學(xué)需氧量表示在強(qiáng)酸性條件下重鉻酸鉀氧化一升污水中有機(jī)物所需的氧量，可大致表示污水中的有機(jī)物量。COD是指標(biāo)水體有機(jī)污染的一項(xiàng)重要指標(biāo),能夠反應(yīng)出水體的污染程度。

所謂化學(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)?；瘜W(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zui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（KMnO4）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（K2Cr2O7）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。有機(jī)物對工業(yè)水系統(tǒng)的危害很大。嚴(yán)格的來說，化學(xué)需氧量也包括了水中存在的無機(jī)性還原物質(zhì)。通常，因廢水中有機(jī)物的數(shù)量大大多于無機(jī)物質(zhì)的量，因此，一般用化學(xué)需氧量來代表廢水中有機(jī)物質(zhì)的總量。在測定條件下水中不含氮的有機(jī)物質(zhì)易被高錳酸鉀氧化，而含氮的有機(jī)物質(zhì)就比較難分解。因此，耗氧量適用于測定天然水或含容易被氧化的有機(jī)物的一般廢水，而成分較復(fù)雜的有機(jī)工業(yè)廢水則常測定化學(xué)需氧量。

含有大量的有機(jī)物的水在通過除鹽系統(tǒng)時會污染離子交換樹脂，特別容易污染陰離子交換樹脂，使樹脂交換能力降低。有機(jī)物在經(jīng)過預(yù)處理時（混凝、澄清和過濾），約可減少50%，但在除鹽系統(tǒng)中無法除去，故常通過補(bǔ)給水帶入鍋爐，使?fàn)t水pH值降低。有時有機(jī)物還可能帶入蒸汽系統(tǒng)和凝結(jié)水中，使pH降低，造成系統(tǒng)腐蝕。在循環(huán)水系統(tǒng)中有機(jī)物含量高會促進(jìn)微生物繁殖。因此，不管對除鹽、爐水或循環(huán)水系統(tǒng)，COD都是越低越好，但并沒有統(tǒng)一的限制指標(biāo)。在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中COD（KMnO4法）>5mg/L時，水質(zhì)已開始變差。

在飲用水的標(biāo)準(zhǔn)中Ⅰ類和Ⅱ類水化學(xué)需氧量(COD)≤15mg/L、Ⅲ類水化學(xué)需氧量(COD)≤20mg/L、Ⅳ類水化學(xué)需氧量(COD)≤30mg/L、Ⅴ類水化學(xué)需氧量(COD)≤40mg/L。COD的數(shù)值越大表明水體的污染情況越嚴(yán)重。

生態(tài)影響

化學(xué)需氧量高意味著水中含有大量還原性物質(zhì)，其中主要是有機(jī)污染物。化學(xué)需氧量越高，就表示江水的有機(jī)物污染越嚴(yán)重，這些有機(jī)物污染的來源可能是農(nóng)藥、化工廠、有機(jī)肥料等。如果不進(jìn)行處理，許多有機(jī)污染物可在江底被底泥吸附而沉積下來，在今后若干年內(nèi)對水生生物造成持久的毒害作用。在水生生物大量死亡后，河中的生態(tài)系統(tǒng)即被摧毀。

人若以水中的生物為食，則會大量吸收這些生物體內(nèi)的毒素，積累在體內(nèi)，這些毒物常有致癌、致畸形、致突變的作用，對人極其危險。另外，若以受污染的江水進(jìn)行灌溉，則植物、農(nóng)作物也會受到影響，容易生長不良，而且人也不能取食這些作物。但化學(xué)需氧量高不一定就意味著有前述危害，具體判斷要做詳細(xì)分析，如分析有機(jī)物的種類，到底對水質(zhì)和生態(tài)有何影響。是否對人體有害等。如果不能進(jìn)行詳細(xì)分析，也可間隔幾天對水樣再做化學(xué)需氧量測定，如果對比前值下降很多，說明水中含有的還原性物質(zhì)主要是易降解的有機(jī)物，對人體和生物危害相對較輕。

去除方法：

提供了一種清洗水系統(tǒng)的方法和一種用于該方法的單過硫酸鉀化合物。含有低濃度（<0．5%）的氧代二硫酸鉀副產(chǎn)物的單過硫酸鉀用于該方法。由于含有低的氧代二硫酸鉀，該化合物不受單過硫酸鉀化合物的嚴(yán)格使用限制。本文還提供了一種聚糖涂料，用于控制單過硫酸鉀的分解率。使用該涂料，單過硫酸鉀能夠連續(xù)使用而不是定期沖擊式處理。含有低氧代二硫酸鉀化合物使該方法的使用與是否使用水系統(tǒng)無關(guān)。

減排工程政策措施建議：

1、把污水處理廠、污水管網(wǎng)、污泥處理、再生水利用作為污水處理工程*的組成部分，實(shí)施系統(tǒng)建設(shè)。

2、將發(fā)揮污水處理廠運(yùn)營實(shí)效作為優(yōu)先領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)從建設(shè)為主向運(yùn)行維護(hù)為主的轉(zhuǎn)變。

測定方法：

重鉻酸鹽法

化學(xué)需氧量測定的標(biāo)準(zhǔn)方法以我國標(biāo)準(zhǔn)GB11914《水質(zhì)化學(xué)需氧量的測定重鉻酸鹽法》和國際標(biāo)準(zhǔn)ISO6060《水質(zhì)化學(xué)需氧量的測定》為代表，該方法氧化率高，再現(xiàn)性好，準(zhǔn)確可靠，成為國際社會普遍*的經(jīng)典標(biāo)準(zhǔn)方法。

其測定原理為：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)硫酸亞鐵銨溶液的消耗量計(jì)算水樣的COD值。所用氧化劑為重鉻酸鉀，而具有氧化性能的是六價鉻，故稱為重鉻酸鹽法。

然而這一經(jīng)典標(biāo)準(zhǔn)方法還是存在不足之處：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。

高錳酸鉀法

以高錳酸鉀作氧化劑測定COD，所測出來的稱為高錳酸鉀指數(shù)。

分光光度法

以經(jīng)典標(biāo)準(zhǔn)方法為基礎(chǔ)，重鉻酸鉀氧化有機(jī)物物質(zhì)，六價鉻生成三價鉻，通過六價鉻或三價鉻的吸光度值與水樣COD值建立的關(guān)系，來測定水樣COD值。

采用上述原理，國外zui主要代表方法是美國環(huán)保局EPA.Method0410.4《自動手動比色法》、美國材料與試驗(yàn)協(xié)會ASTM：D1252—2000《水的化學(xué)需氧量的測定方法B—密封消解分光光度法》和國際標(biāo)準(zhǔn)ISO15705—2002《水質(zhì)化學(xué)需氧量（COD）的測定小型密封管法》。我國是國家環(huán)?？偩纸y(tǒng)一方法《快速密閉催化消解法（含分光度法）》。

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?，提出各種快速分析方法。主要有兩種方法：一是提高消解反應(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。國內(nèi)方法以GB/T14420—1993《鍋爐用水和冷卻用水分析方法化學(xué)需氧量的測定重鉻酸鉀快速法》及國家環(huán)?？偩滞扑]的統(tǒng)一方法《庫侖法》和《快速密閉催化消解法（含光度法）》為該方法的代表。國外以德國標(biāo)準(zhǔn)方法DIN38049T.43《水的化學(xué)需氧量的測定快速法》為代表。

上述方法同經(jīng)典標(biāo)準(zhǔn)方法相比，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。二是改變傳統(tǒng)的靠導(dǎo)熱輻射加熱消解的方式，而采用微波消解技術(shù)提高消解反應(yīng)速度的方法。由于微波爐種類繁多，功率不一，很難試驗(yàn)出統(tǒng)一功率和時間，以求達(dá)到zuihao的消解效果。微波爐的價格也很高，較難制訂統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)方法。

快速消解分光光度法

化學(xué)需氧量（COD）測定方法無論是回流容量法、快速法還是光度法，都是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，在硫酸酸性條件測定COD消解體系為基礎(chǔ)的測定方法。在此基礎(chǔ)，人們?yōu)檫_(dá)到節(jié)省試劑減少能耗、操作簡便、快速、準(zhǔn)確可靠為目的開展了大量研究工作。

快速消解分光光度法綜合了上述各種方法的優(yōu)點(diǎn)，是指采用密封管作為消解管，取小計(jì)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；密封管規(guī)格為φ16mm長度100mm～150mm壁厚度為1.0mm～1.2mm的開口為螺旋口，并加有螺旋密封蓋。該密封管具有耐酸，耐高溫，抗壓防爆裂性能。一種密封管可作為消解用，稱為消解管。

另一種型密封管即可作為消解用，還可作為比色管用于比色用，稱為消解比色管。小型加熱消解器以鋁塊為加熱體，加熱孔均勻分布。孔徑φ16.1mm，孔深50mm～100mm，設(shè)定的加熱溫度為消解反應(yīng)溫度。同時，由于密封管適宜的尺寸，消解反應(yīng)液占據(jù)密封管適宜的空間比例。

盛有消解反應(yīng)液的密封管一部分插入加熱器加熱孔中，密封管底部恒定165℃溫度加熱；密封管上部高出加熱孔而暴露在空間，在空氣自然冷卻下使管口頂部降到85℃左右；溫度的差異確保了小型密封管中反應(yīng)液在該恒溫下處于微沸騰回流狀態(tài)。緊湊的COD反應(yīng)器可放置25只密封管。

采用密封管消解反應(yīng)后，消解液轉(zhuǎn)入比色皿可在一般光度計(jì)上測定，用密封比色管消解后可直接用密封比色管在COD專用光度計(jì)上測定。在600nm波長可測定COD值為100mg/L～1000mg/L的試樣，在440nm波長處可測定COD值為15mg/L～250mg/L的試樣。該方法具有占用空間小，能耗小，試劑用量小，廢液減到zui小程度，能耗小，操作簡便，安全穩(wěn)定，準(zhǔn)確可靠，適宜大批量測定等特點(diǎn)，彌補(bǔ)了經(jīng)典標(biāo)準(zhǔn)方法的不足。