工业园区污水中COD与TOC的相关性研究

潘 倩，王 晶，赵 超，张建柱，李 晨，张惠源，崔 凯，王 莹，刘 佳

(1.天津泰达新水源科技开发有限公司 天津 300457；2.天津泰达水业有限公司 天津 300457)

随着工业科技和社会经济的不断发展，工业污水对水资源污染愈加严重，严重影响着人类的生存和发展。目前人们对污水最关注的指标是有机物污染[1]。废水中有机污染物含量主要通过化学需氧量(简称COD)来衡量。化学需氧量是指在酸性条件下，经重铬酸钾氧化时，所消耗的氧化剂的量，以其中氧的量来表示[2]。在工业污水检测中，化学需氧量是重要的检测项目之一。

总有机碳(简称 TOC)表示水中存在的可溶性和悬浮性有机碳的碳含量。总有机碳检测时向水中加入适量的氧化剂，把水中的有机碳转化为二氧化碳，生成的二氧化碳(CO2)可直接测定。无机碳则经酸化和吹脱被除去，或单独测定。总有机碳也可以一定程度反映水中的有机物含量[3]。

目前天津污水水体中氯化物过高，属于高盐污水。水样中氯化物含量过高，将对 COD的检测产生影响，使其检测数值偏高，同时检测耗时长，还需用到硫酸汞(HgSO4)、硫酸银(Ag2SO4)、重铬酸钾(K2Cr2O7)等药品，引起二次污染。研究发现，药剂纯度也会影响空白和水样的检测数据，从而影响 COD测定的准确性。TOC的检测方法具有检测速度快、检测影响因素少、不受氯化物干扰、不产生二次污染等优点[4]，在国外研究中常以TOC代替COD来表示水体中有机物污染程度。

本文通过实验与数据拟合归纳出针对工业园区高盐污水的 COD与 TOC的比例关系，使用快速便捷测定的TOC数值推算出COD数值不但检测数据稳定性、准确性更好，同时还去除了氯化物对 COD检测的干扰。

1 实验材料与方法

1.1 仪器与药剂

实验所用仪器与药剂分别见表1、表2。

表1 实验仪器厂家型号Tab.1 Type of laboratory instrument manufacturer

表2 实验药品厂家等级Tab.2 Level of laboratory drug manufacturers

1.2 实验检测标准

化学需氧量(COD)的测定按照 HJ 828—2017《水质 化学需氧量 重铬酸盐法》进行。总有机碳(TOC)的测定按照GB/T 5750.7—2006《生活饮用水标准检测方法》进行。水中氯化物的测定按照GB/T,11896—1989《硝酸银滴定法滴定氯化物》进行。

1.3 实验水样

各水样分别取自某工业园区污水处理厂四系列出水、气浮池出水、出厂水及某化工区污水处理厂出水，检测水样中TOC、COD、氯化物等项目。

某工业园区污水处理厂上游水源包括 15%,生活污水，75%,工业废水，其中工业废水含有电子厂废水、制药厂废水及机械加工厂废水等。氯化物范围在800～1,500,mg/L，UV范围在0.100～0.300/cm。

某化工区污水处理厂上游水源包括淀粉厂、印染厂、制药厂废水。氯化物范围在 800～1,500,mg/L，UV范围在0.200～0.500/cm。

2 实验结果及分析

2.1 水样检测数据与拟合结果

当氯化物≤1,000,mg/L时，检测数据如表3。

表3 氯化物≤1,000,mg/L时的检测结果Tab.3 Detection results when chloride≤1,000,mg/L

续表3(1)

续表3(2)

依据检测数据建立了TOC与COD的线性关系方程：COD＝2.706,1TOC+12.8，相关系数为0.878,8。数据点相对误差均在10%,以内。

当1,000,mg/L＜氯化物＜1,500,mg/L时，检测数据如表4。

表4 1,000,mg/L＜氯化物＜1,500,mg/L的检测结果Tab.4 1,000,mg/L＜chlorides＜1,500,mg/L

续表4

依据检测数据建立了TOC与COD的线性关系方程：COD＝2.758,6TOC+15.5，相关系数为0.861,3。数据点相对误差在10%,以内的概率为93%。

2.2 线性方程验证结果

现将某化工区污水处理厂检测的TOC代入所得曲线，计算根据线性方程推算出的 COD值与实验测得的 COD值相对偏差，探究所得线性关系是否可以拓宽适用范围，使线性关系适用于工业污水排放的工业园区。

当氯化物≤1,000,mg/L时，检测数据如表5。

表5 氯化物≤1,000,mg/L时的检测结果Tab.5 Detection results when the chloride≤1,000,mg/L

由表5数据可知，使用实验检测出TOC值代入线性关系方程，推算出 COD值与实验检测 COD数据的相对偏差平均值为9.54%,。

当1,000,mg/L＜氯化物＜1,500,mg/L时，检测数据如表6。

表6 1,000,mg/L＜氯化物＜1,500,mg/L时的检测结果Tab.6 Detection results when 1,000,mg/L＜chlorides＜1,500,mg/L

由表6数据可知，使用实验检测出TOC值代入线性关系方程，推算出 COD值与实验检测 COD数据的相对偏差平均值为8.95%,。

3 结 论

本文检测某工业园区污水处理厂和某化工区污水处理厂出水 TOC与 COD关系，并探究氯化物浓度对 TOC与 COD关系的影响。通过数据分析得出如下结论：

①TOC与COD存在线性关系，线性关系非常明显。当氯化物≤1,000,mg/L时，COD＝2.706,1TOC+12.8，相关系数为0.878,8，数据点相对误差均在10%,以内。当 1,000,mg/L＜氯化物＜1,500,mg/L时，TOC与 COD的线性关系方程为 COD＝2.758,6TOC+15.5，相关系数为0.861,3，数据点相对误差在10%,以内的概率为93%,。

②氯化物对TOC与COD的线性关系比值有影响，氯化物浓度越大，TOC与COD的比值越小。

③将某化工区污水处理厂检测数值代入所得线性关系方程，推算出 COD值与实验检测 COD数值计算相对偏差。当氯化物≤1,000,mg/L时，推算出COD值与实验检测 COD数据的相对偏差平均值为9.54%,；当 1,000,mg/L＜氯化物＜1,500,mg/L 时，推算出COD数值与实验检测COD据的相对偏差平均值为 8.95%,。由此可推测，本课题所得 TOC与 COD的线性关系适用于以工业污水为主的工业产业园区污水。