苯乙烯有机废水TOC与COD相关性研究

于 东，程家运，刘成刚，李红艳，任艳芬

(1.中国石油吉林石化公司 研究院，吉林 吉林 132021；2.中国石油吉林石化公司，吉林 吉林 132021)

苯乙烯单体是一种重要的有机化工原料，主要用于聚苯乙烯、ABS树脂、丁苯橡胶、不饱和树脂等产品的生产。此外，还可用于制药、染料或制取农药乳化剂及选矿剂等，用途十分广泛。苯乙烯装置越建越多，产生了大量苯乙烯生产废水，作者就苯乙烯生产废水污染指标化学需氧量(COD)和总有机碳(TOC)的相关性关系进行了讨论。

COD是在一定条件下，用强氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量,是衡量水中有机物污染程度的重要指标[1]。同时部分还原性无机物也影响了COD的测定，使测定结果偏高。TOC指溶解或悬浮在水中的有机物含碳量(以质量浓度表示)，是以含碳量表示水体中有机物总量的综合指标。它能较全面的反映出水中有机物污染程度。在COD实际测定中，只能将水中部分有机物氧化，加热回流步骤使测定时间较长，而且使用了硫酸银、硫酸汞等试剂，监测成本高，易造成二次污染[2]。TOC测定一般采用燃烧法，能将水中有机物全部氧化，方法简便，精密度和准确度相对较高[3]。理论上，TOC和COD二者具有一定的相关性[4-5]，国内外也利用这点通过对TOC的监测，进而通过相关性转换成COD，实现在线监测。同一类水质越稳定，二者相关性越好。苯乙烯生产废水污染大，但成分固定，如果能在二者中找到线性相关关系，则可在一定范围内用TOC分析取代传统的COD分析，使分析更加简便，快捷，准确[6]。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

邻苯二甲酸氢钾、碳酸氢钠、碳酸钠：试药特级，NACALAI TESQUEINC KYDTO；盐酸：分析纯，天津化学试剂一厂；磷酸：分析纯，沈阳新兴化学试剂厂；超纯水：自制。

TOC-VCPH总有机碳分析仪：日本岛津公司。

1.2 实验方法

COD检测用GB11914—89中的重铬酸钾法，TOC检测用HJ501—2009中的非色散红外线吸收法。

2 结果与讨论

2.1 样品测定结果

实验以苯乙烯生产废水为对象，对装置及污水处理设施当天排放的废水取样分析，共采14 次。水样中的COD和TOC测定结果见表1。

表1 水样中TOC和COD

2.2 COD与TOC的变化关系

通过一组检测数据可以看出，这些水样COD与TOC的比值变化范围2.85～3.39，由于该生产废水成分比较单一，主要污染物为苯系物，可生化性较强，因此，COD与TOC比值非常接近，具体见图1。

样品号图1 COD与TOC的变化关系

由图1 可以看出，TOC和COD 2条线型的起伏变化趋势基本一致，说明两者变化规律上具有良好的相关性，故对两者进行线性回归，做相关性研究[5]。

2.3 相关性研究

对测定的TOC和COD数据进行线性回归，得到TOC和COD的线性关系图，由此得出y=2.995 6x+9.249 6，相关系数r=0.997 1，可见COD值与TOC值相关性良好，具体见图2。

TOC/(mg·L-1)图2 TOC和COD的线性回归方程

2.4 精密度实验

对苯乙烯生产废水中的TOC与COD进行6 次平行样分析，根据TOC值，通过TOC与COD线性回归方程计算出COD值，进行精密度实验，结果见表2。

表2 精密度实验

由表2 计算结果可知，TOC测定结果的精密度好于COD测定结果的精密度，把TOC值代入y=2.995 6x+9.249 6线性回归方程，COD计算平均值与COD测试平均值非常接近，并且相对误差小。

2.5 准确度实验

为了验证TOC测定的准确性，对苯乙烯实际生产废水进行了加标回收率实验，加入TOC为42.0 mg/L，结果见表3。

表3 准确度实验

通过加标回收率实验，实验数据表明，平均回收率为96%，整体回收率90%～106%，结果比较满意，符合环境监测定量分析的要求，方法准确度完全可以接受。

3 结 论

实验结果表明苯乙烯废水中TOC与COD之间具有良好的相关性。苯乙烯生产废水中TOC值的测定，方法更快速、简便，准确，精密度高，根据线性回归方程式可直接推算出COD值，从而在苯乙烯生产有机废水的监测过程中，可以通过测定TOC值来快速推算出COD值，在实际应用中取得了满意的效果。重铬酸钾法测定COD值，作为国标方法，在测定过程中要使用大量的硫酸汞、硫酸银、和重铬酸钾，样品测定过程时间长，而且测定后产生了含有汞和银的含铬废水，必须经过相应的处理才能够排放，又将产生二次环境污染；TOC的测定方法消耗试剂少，分析时间短，在实际分析工作中采用分析TOC方法代替测定COD的方法，更有实际意义。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 国家环境保护总局.水和废水分析方法[M].北京：中国环境科学出版社，2002：211-213.

[2] 胡利芳，李雪英，孙省利，等. 深圳湾COD与TOC分布特征及相关性[J].海洋环境科学，2010，29(2)：221-224.

[3] 杨璐，杜益敏，顾 超. 宜兴地区7月份地表水TOC与COD相关性研究[J].污染防治技术，2012,25 (5)：41-43.

[4] 徐运，蒋蕾蕾，许丹丹.造纸废水中TOC和COD的相关性研究[J].中国卫生检验杂志,2009,19(4):916-917.

[5] 林桦一，李娟，矫志超，等.酵母废水TOC与COD相关性研究[J].中国环境科学与技术,2007,30(1):32-34.

[6] 刘尚超，薛改凤，周敬宣，等.焦化生化外排水COD与TOC相关性研究[J].工业水处理，2013,33(4)：75-76.