化学耗氧量分析系统

图片来源：Avatar _023/Shutterstock.com随着全球人口水平的上升，包括制药、炼油和制造在内的各个行业也在不断发展和扩张。尽管存在差异，但每一个行业都应对所产生的水污染负责，并确保水质质量。无论是市政还是工业废水，都对人类健康构成很大风险并危害环境；因此，所有废水在排放前都必须经过仔细处理和密切监测。随着公众对健康和环境保护的不断推动，废水排放法规变得越来越严格。每个国家都有自己的废水管理机构和各种排放限制，因而开发和使用了各种监测方法。快速准确识别污染物的方法对防止有害物排放到公共水源中至关重要。世界卫生组织（WHO）于1948年应运而生，旨在帮助和促进全球健康[6]。2017年，WHO开展了一项涉及100个国家和275个国家标准的废水排放质量要求的研究。该研究确定了废水中五类最常见的污染物，即化学品、营养物、有机物、病原体和固体，其中有机物是最常监测的类别[28]。有机化合物占废水污染的很大一部分，并已监测了100多年。世界上测量有机物含量最常用的分析技术是生化需氧量BOD。[43]随着技术进步，法规允许使用其他方法，例如化学需氧量COD[44]和总有机碳TOC[45]来评估有机污染物。尽管BOD被普遍使用，但为了满足合规性和过程控制的要求，从BOD/COD转向TOC是一个新的趋势。有机污染参数有机污染物是一类污染物，由于其重要性，需要在废水中进行监测。然而，因为有多种有机化合物，单独测量它们中的每一种不切实际。因此，“总和参数”的概念用于将许多具有相似质量的化合物归为一类：BOD、COD和TOC是最常用于有机污染物检测的参数。生化需氧量BOD20世纪初期，大量污水和有机物释放至泰晤士河中，从英国排至大海大约需要五天时间。当微生物分解所含的有机物时，它们也会消耗水中的溶解氧含量，危害水生生物。[1, 48]因此，1908年发明了为期五天的生化需氧量BOD5测试，作为衡量水中有机污染物的一种方法。BOD5是用于确定废水中有机污染物含量最常用的总和参数之一。该技术依赖于微生物通过消耗样品中的氧气来分解有机物。水样中的大量有机物导致溶解氧消耗更大。BOD5测试通过测量20°C下五天培养期所消耗的氧气量，提供了有机污染物的间接指示。[43]BOD测试的需氧量通常包括碳质生化需氧量CBOD和含氮生化需氧量NBOD，这是由氨或其他含氮化合物的分解而产生的。氮需求会阻碍BOD5测试，因此通常使用替代的CBOD方法，这需要添加抑制性化合物。[43]由于该测试在过去的一个世纪中得到了长久认可，BOD5参数已纳入几乎所有全球废水法规中。虽然得到广泛使用，但生化需氧量仍存在许多问题。BOD5的一个主要缺点是取样和获得结果之间需要五天时间。该测试的持续时间使BOD5无法成为用于过程控制的参数。[2, 8]当污水处理厂意识到其已经超过了污水排放限定值时，实际上其不合规的排放已经经过了几天时间。[42]BOD5测试的另一个主要缺点是它依赖于微生物的生长。因此，阻碍生物生长的化合物（包括氯、重金属、碱或酸）都会影响结果。[8, 39]BOD仅测量可自然降解的物质，但有几种微生物无法分解的有机化合物，因此BOD5无法测定水中所有有机污染物。[8]由于取决于生物生长，该测试不仅遇到精度和准确度问题[8, 42]，且灵敏度较差。[42]化学需氧量COD化学需氧量COD是另一种间接方法，用于确定废水中的有机污染物含量。在该测试中使用化学氧化分解水中的污染物，然后测量在该过程中排出的氧气。与BOD5测试类似，氧气消耗量的增加通常意味着样品中存在更高含量的有机物。[3]有许多不同的COD测试方法已获批准。开放式回流法要求样品在重铬酸钾强酸中回流。由于与氧化剂短暂接触，挥发物可能无法有效氧化。当样品中挥发物含量增加时，密闭滴定回流是一种令人满意的方法，因为它们与氧化剂长时间接触。任何可以吸收可见光的物质（例如不溶性悬浮固体和带色组分）都会影响结果。[44]与BOD5相比，COD测试有一些优势。其中一大优势是缩短了测试所需时间。BOD需要五天才能获得结果，但COD通常只需几个小时。[2, 44]另一个好处是该测试不需要微生物生长进行氧化，因此产生相对可靠和可重复的结果。[2]与BOD只能测定可生物降解有机物的需氧量不同，COD氧化的更为彻底，几乎可以氧化样品中的所有有机物。因此，COD测试结果更高，也提供了对水中有机物含量更准确的评估。COD测试的主要缺点是需要使用有毒化学品，并会产生更多危废，包括银、六价铬和汞：氯化物和其他卤化物会在不添加银或汞离子的情况下严重干扰测试。吡啶和类似的芳香族化合物可能会排斥氧化并导致假的低测量结果。[44]总有机碳TOC多年来的技术进步，诞生了总有机碳TOC分析仪，它提供了一种测量水中有机物含量的直接方法。与BOD5或COD不同，BOD5或COD使用需氧量来确定有机物含量，而TOC分析仪直接测量并定量分析样品中所含的碳。[42, 44, 45]所有TOC分析仪都是将有机物氧化成CO2，然后可以使用电导法或非色散红外检测（NDIR）对其进行测量。[45]样品氧化的不同方法包括燃烧、紫外线过硫酸盐和超临界水氧化 （SCWO）。[45]与传统的需氧量测试相比，TOC分析有许多优势。BOD5只能测量可生物降解的有机物的需氧量。TOC分析仪可快速氧化所有有机化合物，以测定样品中存在的有机物。与COD测试不同，TOC分析可以识别有机碳和无机碳之间的差异，包括碳酸盐、碳酸氢盐和二氧化碳。如果样品中挥发性有机物含量降低，分析仪可以酸化并置换出无机碳以定量分析不可置换的有机碳（NPOC）。[43]分析仪还可以独立评估总碳（TC）和总无机碳（TIC）以计算总有机碳。TOC分析仪的显着优势是具有更高的灵敏度和多功能性，它可以测定低至0.03 ppb和高达50000 ppm的有机物浓度。与传统的BOD和COD实验室方法相比，TOC可在短短几分钟内产生准确的结果。TOC仪器通常有实验室和在线型号，这使得它们成为合规性和过程控制中必不可少的工具。[43]标准方法5310指出，“总有机碳TOC是总有机物含量更方便和直接的表达方式… … TOC的测量对于水处理和废物处理厂的运行至关重要”。[45]全球有机物监测法规的转变每个地区或国家的管理机构都制定了废水排放中有机污染物可接受的排放限值。BOD5自1908年开始推广使用，几乎包含在全球所有法规中。然而，随着监测技术的进步，法规也在不断发展。一些国家允许使用BOD与TOC的相关性[4]甚至声明TOC将用作最佳可用技术。[7]北美的废水法规1999年，加拿大环境保护法（CEPA，Canadian Environmental Protection Act）实施，以管理污染和废物。根据渔业法案，还通过了废水系统排放法规。[13]也称为SOR/2012-139，该文件强调了排放限值并详细说明了监测和报告所需的条件。有机污染物的当前限值在碳质BOD参数中有详细说明。[13, 34]SOR声明：“废水中碳质生化需氧物质的数量，必须根据具有硝化抑制作用的五天生化需氧量测试来确定需求量。”[34]该文件确定了25 mg/L的CBOD限值，并要求运营商必须对废水样品建立一致的CBOD，但取样频率可以根据装置规模而波动。[34]在美国，由于公众对水污染的日益关注，制定了《1972清洁水法案》。该法案授权美国环境保护署（USEPA，US Environmental Protection Agency）确定废水标准并制定污染管理计划。[17, 29]该《清洁水法案》促成了美国污染物排放消除制度（NPDES，National Pollutant Discharge Elimination System）的建立，以规范排放污染物的点源。这些许可证制度建立了有关排放限值、监测和报告的要求。[26, 27]目前，根据《清洁水法案》第304(a)(4)节，BOD5归类为常规污染物。[22]尽管排放要求可能因行业和NPDES许可的不同而不同，但《联邦法规》40 CFR 133.102详细规定了公有处理厂的污水排放限制（表1），指出“根据NPDES许可机构的选择，代替参数BOD5… … CBOD参数可被代替...”[3]开发TOC与BOD

自6月以来，中国南方多地持续强降雨，我国全面进入汛期，雨水排污现象易发，重大水污染事件也进入高发期，加强雨季水污染整治行动也在全国各地有序开展。什么是水污染？水污染是指一定量的污水、废水、各种废弃物等污染物质进入水域，超出了水体的自净能力，破坏了水体的功能，从而降低水体使用价值的现象。为什么汛期易发生水污染？造成水污染的因素是多方面的：例如，向水体排放未经过妥善处理的城市生活污水和工业废水；随大气扩散的有毒物质通过干沉降或湿沉降过程而进入水体等。而在多雨季节，施用的化肥、农药及城市地表的污染物，经雨水冲刷，随地表径流进入水体，入河入海，更容易发生水污染事件。水污染关键指标：化学需氧量（COD）该指标作为有机物污染的综合指标之一，国际上通用在衡量一个地区水体环境质量的指标中采用它作为主要污染控制项目，简称COD，是指在一定的条件下，采用特定强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。一般化学需氧量越低越好，因为水中氧气是一定的，化学需氧量低意味着水中溶解的氧气能保持水中生物的需要，如果化学需氧量太大会造成水中溶解氧降低导致水中需要氧气较多的生物（一般是鱼虾）的死亡使厌氧菌泛滥的生长，“活水”从而变成“死水”。通常COD值愈大，表示水体有机污染愈严重。化学需氧量自动化检测仪器：AJ-5750、AJ-5700全自动化学需氧量（COD）分析仪安杰科技全自动化学需氧量（COD）分析仪，作为水质监测的重要工具，广泛应用于环保、卫生、疾控、食品、石化、化工、冶金行业水质检测，以及地表水、生活污水、工业废水检测等领域，其市场需求也在不断扩大，将在未来市场中占据更加重要的地位。技术特点与优势1、智能化与自动化采用全自动化设计，实现了无人值守式流程操作、数据分析、待机维护、数据推送等人性化、智能化功能。这既避免了实验人员长时间与有毒有害试剂的接触，又将实验人员从繁琐的手工操作中解放出来。该系列仪器依据《HJ828-2017 水质-化学需氧量的测定 重铬酸盐法》标准，测试每个样品时间短，大大提高了检测效率。2、高效消解与检测配备多位并行消解盘，能够高效消解水样。同时，采用单、双通道滴定分析技术，提高了检测效率并节省了空间。该仪器采用快速消解法（实验室型），测定原理简单、高效，确保检测结果的准确性和可靠性。3、安全性与环保性采用负压式封闭机箱设计，有效避免了铬酸雾等有毒有害气体逸散造成的人身环境危害。管路清洗废液自动集中收集处理，并带废液满溢报警功能，确保了实验过程的绿色环保。4、可视化与可追溯性采用可视化滴定技术，使得视频溯源过程一目了然，方便客户随时查看和监控实验过程。该仪器还具备数据记录和存储功能，方便客户随时查看历史数据并进行对比分析。安杰科技全自动化学需氧量（COD）分析仪在当前科学仪器行业中具有广泛的市场需求和明显的竞争优势。其智能化、自动化的设计特点以及高效、精确的检测性能使得它在水质监测领域具有广泛的应用前景。同时，国家政策的支持和行业趋势的推动也为全自动化学需氧量（COD）分析仪的发展提供了有力的保障。

化学需氧量COD是一个重要的且能较快测定的有机物污染参数，常以符号COD表示。化学需氧量COD越高，就表示水样中的有机物污染越严重，如果不进行处理，许多有机污染物就会对水生生物造成持久的毒害作用，在水生生物大量死亡后，河中的生态系统即被摧毁。人若以水中的生物或灌溉的农作物为食，则会大量吸收这些生物体内的有害物质，可能产生致癌、致畸形、致突变等负面影响，对人和其他生物造成非常大的危害。因此，检测水中化学需氧量COD对环境综合治理具有不可或缺的意义。化学需氧量COD定义化学需氧量COD的概念是氧化水中还原性物质所消耗氧化剂的量转化成氧的量。通常是指在强酸并加热条件下，用重铬酸钾作为氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量（重铬酸钾的量），以氧的mg/L来表示（也就是消耗的重铬酸钾K2Cr2O7的量转化成氧分子O2的量）。监测目的COD是水体有机物污染的一项重要指标，能够反映出水体的污染程度。COD越高，说明水体受有机物的污染越严重，水体自净需要把这些有机物给降解，好氧微生物在降解COD过程中会消耗水中大量的溶解氧DO，而水体的恢复溶解氧能力不足时，水中溶解氧DO就会降为0，成为厌氧状态，在厌氧状态也要继续分解（厌氧微生物的厌氧作用），水体就会发黑、发臭，对生态环境造成巨大的影响。检测方法测定标准：《HJ828-2017 水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法》《HJ/T399-2007 水质 化学需氧量的测定 快速消解分光光度法》常用测定方法：1、国标法：重铬酸盐法（标准HJ828-2017）优点：再现性好，测量准确可靠，是仲裁方法。缺点：回流装置占据空间大，水、电消耗大，试剂用量大，操作不便，批量检测难。2、行标法：快速消解分光光度法（标准HJ/T399-2007）优点：占用空间小，能耗小，试剂用量小，操作简便，安全可靠，适用于大批量检测。缺点：对实验人员要求较高，与国标法数据略有差异。其他测定方法：微波消解法、节能消解法、高锰酸盐指数、总有机碳（TOC）、总耗氧量（TOD）研发阶段检测仪器 《国标法：重铬酸盐法》仪器 示例：连华科技LH-6F化学需氧量（COD）智能回流消解仪LH-6F化学需氧量（COD）智能回流消解仪是完全按照国家新标准《HJ 828-2017 水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法》原理设计制造，同时该仪器兼顾原国标。仪器采用独特的黑晶加热组件及保温措施，可同时消解6个水样，每个加热单元均可独立控温，加热效率更高，控温能力更强，节能的同时，使仪器安全性能大大提高。功能特点1、符合国标，应用广泛：兼顾新旧国标，适用各类水质检测；2、独立控温，节能环保：6个加热单元可单独控温，降低整机功耗；3、黑晶面板，安全可靠：采用黑晶加热组件，耐高温、耐腐蚀、易清理，安全性高；4、智能模式，操作简单：内置智能操作模式，一键自动完成消解冷却过程；5、双冷系统，省时省力：水冷与风冷相结合，快速降低消解瓶温度，节约检测时间；6、人性化设计，便于使用：整体高度65cm，降低了高度空间要求，可在大部分通风橱内使用。技术参数 《行标法：快速消解分光光度法》仪器 示例：连华科技5B-3C（V10）COD氨氮双参数快速测定仪2021年2月1日，连华科技正式推出5B-3C（V10）COD氨氮双参数测定仪，新产品在操作面板、检测项目、内置曲线、标准配件等方面进行了全新升级，大幅优化了用户在水质检测过程中的操作体验，对提升工作效率及水质检测效率提供了更多支持，进一步满足不同领域的水质检测需求。功能特点1、5.6吋彩色触控屏，配置全面升级采用5.6吋彩色触控屏，界面更加清晰美观，操作设置一目了然，标配5B-1（V8）16孔智能多参数消解仪，满足用户大批次样品检测的需求，新产品仪器内置打印机，检测数据实时打印，新增1套1cm比色皿、1套3cm比色皿，多重升级进一步提升工作效率，优化用户使用体验。2、新增多项测量模式，测定更多项目可直接测定化学需氧量（COD）、氨氮，内置多种方法曲线，浓度直读，新增氨氮水杨酸方法高低量程测量项目及610、420nm拓展测量模式，可以测定更多项目。测量模式丰富多样，用户可根据检测需求选择对应模式，化学需氧量（COD）检测＜20分钟，氨氮检测＜15分钟，操作简单，检测快捷，极大提升水质检测效率。3、践行研发设计理念，智造优质产品内存170条曲线，其中153条标准曲线和17条回归曲线，可根据需要调用相应的曲线，精确存储1.2万个测定数据，每条数据信息包含检测日期、检测时间、检测时仪器参数、检测结果，可向计算机传输当前数据和所有存储的历史数据，支持USB传输、红外无线传输（可选）。标配5B-1（V8）16孔智能多参数消解仪消解功率随负载数量自动调整，实现智能恒温控制，具有延时保护功能。新产品从软硬件层面都进行了更新升级，连华科技始终践行“简单、快速、智能、精确”的研发设计理念，力求打造出让用户用的舒心、放心、安心的满意产品。4、严格执行国家标准 适用更多领域按照国家新标准《HJ 924-2017 COD光度法快速测定仪技术要求及检测方法》原理设计制造，所有检测项目符合国家行业标准：COD-《HJ/T399-2007》、氨氮-《HJ535-2009》，氨氮亦可选择《HJ536-2009》标准。仪器适用于污水处理工程企业、环境监察部门、应急检测部门及对下属部门监察、工业废水排放检测单位或科研院校等各种生活用水和工业废水的检测需求。技术参数 《行标法：快速消解分光光度法》仪器 示例：连华科技5B-3F（V10）化学需氧量（COD）快速测定仪5B-3F(V10)化学需氧量（COD）快速测定仪是连华科技推出的普通经济型COD测定仪，标配LH-9A型9孔智能消解仪，具有操作简单，测量准确的优点。外观升级，配套齐全，操作方便，配制试剂后即可对COD指标进行准确测量，是一款性价比极高的产品。功能特点1. 外观简洁大方，整机轻巧简洁，功能简单实用；2. 3cm皿比色，直读浓度，测定结果准确；3. 冷光源、窄带干涉、光源寿命10万小时；4. 内存标准曲线，可一键校正，具有断电保护功能；5.配套LH-9A智能消解仪，可批量检测9支水样。技术参数 《行标法：快速消解分光光度法》仪器 示例：连华科技LH-COD2M（V11）便携式COD测定仪LH-COD2M（V11）型野外应急COD测定仪，采用全新光路设计理念，测值范围广，配合智能化程序设计，测值准确、便捷。本套仪器专门配备了外置便携式热敏打印机，比色管架等辅助设备和配件，方便用户进行野外测试使用。功能特点1、校准功能：仪器自备校准功能，可根据标准样品校准仪器内置曲线，无需手动制作曲线；2、配备专用配件：配备专用便携式消解仪、消解管组合架，整体消解、冷却，操作便捷；3、配备专用试剂：采用预制试剂管比色方式，消解比色一体，测量更加安全、简单、快捷、准确，测量范围更广；4、创新光路设计：全新的便携光路设计，测试方便快捷，可浓度直读，测量结果更精确；5、数据存储功能：具有数据存储功能，并配备USB接口，可查看并上传存储的数据；6、打印功能：具备打印功能，可连接外置便携式打印机实现数据打印功能；7、轻便美观：机身采用高分子工程塑料注塑成型，轻便、美观、防腐蚀；8、防震防水：高强度便捷主机箱，防震、防水，保护仪器不受伤害；9、中文操作：全中文操作，符合日常操作习惯，更便于掌握。技术参数检测试剂试剂配置：1、LH-D-100试剂100个样：将整瓶的粉末状晶体试剂倒入烧杯中，加入75mL蒸馏 水，加入5mL分析纯硫酸后不断搅拌直至全部溶解。2、LH-D-500试剂500个样：将整瓶的粉末状晶体试剂倒入烧杯中，加入348mL蒸馏水，加入22mL分析纯硫酸后不断搅拌直至全部溶解。3、LH-D3-100试剂100个样：将整瓶的粉末状晶体试剂倒入烧杯中，加入72mL蒸馏水，加入8mL分析纯硫酸后不断搅拌直至全部溶解。4、LH-D3-500试剂500个样：将整瓶的粉末状晶体试剂倒入烧杯中，加入333mL蒸馏水，加入37mL分析纯硫酸后不断搅拌直至全部溶解。5、LH-E-100试剂100个样：将整瓶的粉末状晶体试剂，全部溶解于500mL分析纯硫酸中，不断搅拌或隔夜放置，直至试剂全部溶解。6、LH-E-500试剂500个样：将整瓶的粉末状晶体试剂，全部溶解于2500mL分析纯硫酸中，不断搅拌或隔夜放置，直至试剂全部溶解。7、抗高氯试剂LH-Eg配置方法同LH-E试剂配置方法。8、保质期：固体试剂2年，配置成液体后保质期1个月；液体试剂3个月。标液配置：准确称取在105℃下烘干2小时后在干燥器中放冷却的邻苯二甲酸氢钾(HOOCC6H4COOK)，0.4251g，溶于蒸馏水中，然后将该溶液用蒸馏水定溶在1000mL容量瓶中并混匀。此标准溶液COD浓度为500mg/L。使这1升水中0.4251g的邻苯二甲酸氢钾完全分解需要消耗500mg的氧。COD试剂示例 （温馨提示） 使用试剂前，请务必仔细阅读使用说明书功能特点连华科技液体试剂：1、整合配方，精简测定步骤2、节省成本，试剂用量小3、直接量取使用，省略繁琐的试剂配制过程连华科技固体试剂：1、高稳定性，高精确度，测量范围广2、粉末状密封包装，易运输，易保存，保质期长3、电话防伪查询原厂专用试剂，保证测量精确度4、定量的试剂包装，用户无需再次称重，配制方法简单连华科技预制试剂：1、直接将水样加入即可消解2、可直接用于比色出值3、密封效果好，携带方便4、非常适合野外操作实验步骤 COD高量程皿比色实验操作流程 （点击查看大图）COD预制试剂实验操作流程 （点击查看大图）注意事项1、器皿清洗干净。2、样品取样前根据实际需要将水样均质化。3、2.5ml样品取准，稀释建议容量瓶稀释。4、试剂加入注意安全与平行性。5、样品放入消解器前摇匀样品。6、放入消解孔与取出时注意垂直，轻拿轻放。7、加入2.5ml水摇匀后再冷却。8、比色时数值稳定后再按空白键。9、比色时严禁溶液撒入比色池内。10、实验完成后及时清洗器皿。11、废液收集集中处理，严禁外排。企业简介连华科技是一家创新型实体，总部位于北京，在全国16个地区设立分公司及办事处。在近40年的研发与发展过程中，连华科技始终保持水质分析测试领域的核心竞争力，研发出多参数、COD、氨氮、BOD、总磷、总氮、重金属等水质分析仪二十余系列及丰富的专业化配件、试剂，可测定百余项水质指标，已发展成为一家集研发、生产、销售、解决方案服务为一体的复合型企业。连华科技致力于解决当今人类生存环境所面临的一些重大挑战，同时十分注重用户的需要，积累了环保监测、科研院所、石油化工、食品酿造、医药卫生、纺织印染、电镀电力等不同行业的模型与数据，产出更富效率与价值的解决方案，与20余万家的客户和机构共同发展。连华科技已于2017年入驻京东、天猫等线上商城，满足不同用户的多样化体验。我们始终牢记我们的使命：让人类环境更加美好。