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化学需氧量污染物相关

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2024/08/16

化学需氧量污染物相关

一、基本概念

COD是化学需氧量的简称，是表示水质污染度的重要指标。是指在一定严格的条件下，水中的还原性物质在外加的强氧化剂（如高锰酸钾）的作用下，被氧化分解时所消耗氧化剂的数量，以氧的mg/L表示。化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度，这些物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等，一般水及废水中有机物污染物占比较大，而无机还原性物质的数量相对较少，因此，化学需氧量越高，就表示水的有机物污染越严重。

二、主要危害

有机物污染的来源可能是农药、化工厂、有机肥料等。如果不进行处理，许多有机污染物可在江底被底泥吸附而沉积下来，在今后若干年内对水生生物造成持久的毒害作用。另外，若以受污染的江水进行灌溉，则植物、农作物也会受到影响，容易生长不良。但化学需氧量高不一定就意味着有前述危害，具体判断要做详细分析，如分析有机物的种类，到底对水质和生态有何影响。是否对人体有害等。如果不能进行详细分析，也可间隔几天对水样再做化学需氧量测定，如果对比前值下降很多，说明水中含有的还原性物质主要是易降解的有机物，对人体和生物危害相对较轻。

三、检测方法

COD的分析原理基于氧化法，其定量方法因氧化剂的种类和浓度、氧化酸度、反应温度及反应时间等条件的不同而出现不同的结果，因此，COD是条件性试验下的测定结果。另一方面，在同样条件下，也会因水体中还原性物质的种类和浓度不同而呈现不同的氧化程度。因此，对于COD来说，它并不是单一含义的指标，随着测定方法的不同，测定值也不同。

1、重铬酸盐法

在硫酸酸性介质中，以重铬酸钾为氧化剂，硫酸银为催化剂，硫酸汞为氯离子的掩蔽剂，消解反应液硫酸酸度为9mol/L，加热使消解反应液沸腾，148℃±2℃的沸点温度为消解温度。以水冷却回流加热反应反应2h，消解液自然冷却后，以试亚铁灵为指示剂，以硫酸亚铁铵溶液滴定剩余的重铬酸钾，根据硫酸亚铁按溶液的消耗量计算水样的COD值。此方法测定COD回流装置占的实验空间大，水、电消耗较大，试剂用量大，操作不便，难以大批量快速测定。

2、高锰酸钾法

以高锰酸钾作氧化剂测定COD，所测出来的COD称为高锰酸盐指数（COD_Mn）。水样加入硫酸呈酸性后，加入一定量的高锰酸钾溶液，并在沸水浴中加热反应30min。剩余的高锰酸钾加入过量草酸钠溶液还原，再用高锰酸钾溶液回滴过量的草酸钠，通过计算求出高锰酸盐指数。高锰酸钾法的优点是实验过程中产生的污染比国标法小，但是缺点是试验中需要回滴过量草酸钠，耗时长，并且酸性高锰酸钾法氧化性较低，氧化不彻底，所以测得高锰酸盐指数比重铬酸盐指数低，通常与国标法测定结果相差3-8倍。因此，COD_Cr主要针对还原性污染物相对含量较高的废水，而COD_Mn主要针对污染物相对较低的河流水和地表水。

3、分光光度法

在酸性溶液中，试液中还原性物质与重铬酸钾反应，生成三价铬离子，三价铬离子对波长为600nm的光有很大的吸收能力，其吸光度与三价铬离子浓度的关系服从郎伯一比尔定律。三价铬离子与试液中还原性物质的量有关，因而通过测定三价铬的吸光度可以间接测出试液的COD值。此方法相对于传统的国标法来说，有效的节省了消耗在配置化学试剂的时间，无需进行滴定，操作方便。然而唯一美中不足的地方实验中消解过程仍需耗费2小时。

4、快速消解法

经典的标准方法是回流2h法，人们为提高分析速度，提出各种快速分析方法。主要是提高消解反应体系中氧化剂浓度，增加硫酸酸度，提高反应温度，增加助催化剂等条件来提高反应速度的方法。消解体系硫酸酸度由9.0mg/L 提高到10.2mg/L，反应温度由150℃提高到165℃，消解时间由2h减少到10min～15min。缺点为微波炉种类不同，试验的功率和时间均不同。

5、快速消解分光光度法

快速消解分光光度法是指采用密封管作为消解管，取小计量的水样和试剂于密封管中，放入小型恒温加热皿中，恒温加热消解，并用分光光度法测定COD 值。

此方法占用空间小，能耗小，试剂用量小，废液减到最小程度，能耗小，操作简便，安全稳定，准确可靠，适宜大批量测定。

COD检测常见问题及方法

1、如何去除氯对COD检测的影响

准备一份空白样，其中含有去离子水和与样品中氯浓度相同的氯成分。在加入消化液后空白样会迅速变成很深的颜色，但是之后你可以减去氯的影响并得到一个可以适用与你的样品的检测结果。
2、COD检测的误差主要来自于哪里

氯是在COD检测中带来影响最大的因素。每一个在重铬酸钾法中使用的COD实验瓶都含有硫酸汞，这种物质能够去除氯的干扰。而MnIII法使用的真空预处理装置可以去除浓度为1000mg/l的氯。
3、可以对多个检测使用同一个COD空白样吗

使用相同实验瓶的多次实验是可以重复使用同一个空白样的。这个空白样必须被保存在阴暗处。随着时间推移不断测量空白样的吸光度以检查结果是否稳定。在吸光度模式下使用瓶装去离子水将仪器清零，然后检测空白样的吸光度。记录检测结果。当吸光度发生变化超过0.01吸光度单位时，就需要准备新的空白样了。

四、COD在线监测

1、水污染源在线监测系统又实现水污染流量监测、水污染源水样采集、水污染源水样分析及分析数据统计与上传等功能的软硬件设施组成的系统，化学需氧量（COD_Cr）水质在线自动监测仪的量程范围应包含15mg/L～2000mg/L（ρ(Cl-)≤2000mg/L），可满足地表水、生活污水和工业废水的监测需求。

进样/计量单元：包括试样、标准溶液、试剂等导入部分（含试样水样通道和标准溶液通道）及计量部分。

试剂储存单元：存放各种标准溶液、试剂的功能单元，确保各种标准溶液和试剂存放安全和质量。

消解单元：采用合适的消解方式和强氧化剂，将水样中的有机物和无机还原性物质氧化到相应要求的功能单元。

分析及检测单元：由反应模块和检测模块组成，通过控制单元完成对待测物质的自动在线分析，并将测定值转换成电信号输出的部分。

控制单元：包括系统控制硬件和软件，实现进样、消解和排液等操作的部分。具有数据采集、处理、显示存储、安全管理、数据和运行日志查询输出等功能，同时具备输出留样、触发采样等功能，控制单元实现以上功能时均能提供对应的通讯协议，且通信协议满足HJ 212的要求。

2、使用环境条件

环境温度：5℃～40℃；

相对湿度：65%±20%；

电源电压：交流电压 220 V±22 V；

电源频率：50 Hz±0.5 Hz；

水样温度：0℃～50℃。

五、标准与浓度范围

在国家排放废水标准中：

1、一级标准的A 标准是城镇污水处理厂出水作为回用水的基本要求。当污水处理厂出水引入稀释能力较小的河湖作为城镇景观用水和一般回用水等用途时，执行一级标准的A 标准；城镇污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域时，执行一级标准的A标准，一级标准的A 标准中化学需氧量(COD)≤50mg/L。

2、一级标准的B 标准：排入GB 3838地表水III类功能水域（划定的饮用水源保护区和游泳区除外）、GB 3097海水二类功能水域时，执行一级标准的B标准，一级标准的B标准中化学需氧量(COD)≤60mg/L。

在地表水的标准中：

1、Ⅰ类和Ⅱ类水化学需氧量(COD)≤15mg/L

2、Ⅲ类水化学需氧量(COD)≤20mg/L

3、Ⅳ类水化学需氧量(COD)≤30mg/L

4、Ⅴ类水化学需氧量(COD)≤40mg/L

六、治理措施

化学需氧量（COD）作为衡量水中有机物质含量多少的指标，其目的为脱除或分解掉污水里的有机物，污水COD的方法有多种，吸附法、化学混凝法、电化学法、氧化法、微生物法、微电解等。

1、化学混凝法

所谓化学混凝法是指通过向废水中投加絮凝剂，利用絮凝剂的吸附架桥，压缩双电层及网捕作用，使水中胶体及悬浮物失稳、相互碰撞和凝聚转而形成絮凝体，再用沉淀或气浮工艺使颗粒从水中分离出来以达到净化水体的方法。

2、氧化法

氧化剂在使用时，不要与其他易燃物质混杂，容易引起爆炸燃烧，要单独储存。

近年来，光催化氧化技术在废水处理领域的应用具有良好的前景，但该领域的研究还存在诸多问题，如寻求更高效的催化剂，催化剂分离与回收等。O₃/UV联合氧化技术是一种在可见光或紫外光作用下进行的光化学过程，因其反应条件温和(常温、常压)、氧化能力强而迅速发展。O₃/UV法是20世纪70年代发展起来的，主要用于处理废水中有毒有害且无法生物降解的物质。自80年代以来，O₃/UV法研究范围扩展到饮用水的深度处理，并已成功地应用于处理工业废水。

3、微生物法

微生物法是靠微生物酶来氧化或还原有机物分子，破坏其不饱和键及发色基团，从而达到处理目的的一种废水处理方法。由于微生物繁殖速率快、适应性强、成本低廉，近年来在废水的处理中得到了广泛的应用。根据生物处理的反应机制，生物法可分为好氧生物法和厌氧生物法。

4、电化学法

电化学法处理废水的实质，就是直接或间接的利用电解作用，把水中污染物去除，或把有毒物质变成无毒或低毒物质。用电解法或电化学法处理废水，按照去除对象以及产生的电化学作用来区分，又可分为电化学氧化，电化学还原，电气浮等法。

5、微电解法：

微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺，又称内电解法。它是在不通电的情况下，利用填充在废水中的微电解材料自身产生1.2V电位差对废水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的。当系统通水后，设备内会形成无数的微电池系统,在其作用空间构成一个电场。在处理过程中产生的新生态Fe²⁺等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团，甚至断链，达到降解脱色的作用；生成的Fe²⁺进一步氧化成Fe^{3 +}，它们的水合物具有较强的吸附-絮凝活性，特别是在加碱调pH值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂，它们的吸附能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体，能大量吸附水中分散的微小颗粒，金属粒子及有机大分子。其工作原理基于电化学、氧化-还原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用对废水进行处理。该法具有适用范围广、处理效果好、成本低廉、操作维护方便，不需消耗电力资源等优点。该工艺用于难降解高浓度废水的处理可大幅度地降低COD和色度，提高废水的可生化性，同时可对氨氮的脱除具有很好的效果。

6、吸附法：

可以通过活性炭、大孔树脂、膨润土等活性吸附材料，吸附处理污水里的颗粒有机物、色度。可以作为前处理，降低比较容易处理的COD。

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