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为什么COD与BOD是常用的污染指标?

2019/6/11 9:15:42 来源:水博网 作者: 阅读数:44次

什么是COD?

COD(化学需氧量):是在一定的条件下,采用一定的强氧化剂处理水样时,所消耗的氧化剂量。它反映了水中受物质污染的程度,化学需氧量越大,说明水中受有机物的污染越严重。COD以mg/L表示,通过水质监测仪器检测出的COD数值,水质可分为五大类,其中一类和二类COD≤15mg/L,基本上能达到饮用水标准,数值大于二类的水不能作为饮用水的,其中三类COD≤20mg/L、四类COD≤30mg/L、五类COD≤40mg/L属于污染水质,COD数值越高,污染就越严重。

 

BOD又是什么?

BOD(生化需氧量):是指在有氧的条件下,水中微生物分解有机物的生物化学过程中所需溶解氧的质量浓度。为了使BOD检测数值有可比性,一般规定一个时间周期,并测定水中溶解氧消耗情况,一般采用五天时间,称为五日生化需氧量,记做BOD5,经常使用五日生化需氧量。BOD数值越大证明水中含有的有机物越多,因此污染也越严重。

BOD是一种环境监测指标,用于监测水中有机物污染情况,有机物都可以被微生物分解,此过程中需要消耗氧,如果水中溶解氧不足以供给微生物的需要,水体就处理污染状态。

 

COD和BOD有什么关系呢?

在污水处理过程中,有机物质有上百种,对这些有机物质进行逐一分析,既耗时间,又耗药品。经过研究发现,所有的有机物质都有二个共性,一是它们都由碳氢组成,二是绝大多数的有机物质能够化学氧化或被微生物氧化,它们的碳和氢分别与氧形成无毒无害的二氧化碳和水。

污水中的有机物质不论是在化学氧化过程中还是在生物氧化过程中都要消耗氧,废水中的有机物质愈多,则消耗的氧量也愈多,二者之间是呈正比例关系的。于是,将污水用化学药剂氧化所消耗的氧量称为COD(化学需氧量),将污水中微生物氧化所消耗的氧量称为BOD(生气需氧量)。

由于COD(化学需氧量)与BOD(生气需氧量)能够综合性地反映水中所有有机物的数量,此类检测仪器也比较多,检测方法简单,较短时间内就能拿到检测结果,在因此被广泛用于水质检测分析上,成为水质监测的重要指标,也是环境监测水体的重要依据,在污水处理中我们大家听到比较多的。

实际上,COD(化学需氧量)不只单单反应水中有机物,它还能表示水中具有还原性质的无机物质,如:硫化物、亚铁离子、亚硫酸钠等。比如污水中的亚铁离子在中和池中没有完全去除掉的话,在生化处理出水中,有亚铁离子存在,出水COD(化学需氧量)可能会超标。

污水中的有机物质,有的可以被生物氧化的(如葡萄糖和乙醇),有的只能部分被生物氧化降解(如甲醇),还有一部分有机物是不能被生物氧化降解的,并且还有一定的毒性(某些表面活性剂)。这样,可以把污水中的有机物分成二个部分,可生化降解和不可生化降解的有机物。习惯上,COD(化学需氧量)基本上表示污水中所有的有机物,BOD(生化需氧量)是污水中可以生物降解的有机物,因此COD与BOD的差值,可表示污水中不能生物降解的有机物。


COD的测定方法

 

重铬酸钾标准法

重铬酸钾标准法,也称为回流法(中华人民共和国国家标准)

(一)、原理

在水样中加入一定量的重铬酸钾和催化剂硫酸银,在强酸性介质中加热回流一定时间,部分重铬酸钾被水样中可氧化物质还原,用硫酸亚铁铵滴定剩余的重铬酸钾,根据消耗重铬酸钾的量计算COD的值。

由于此标准制定于1989年,所以用现在的标准衡量存在很多缺点:

1、耗时太多,每测定一个样需回流2个小时;

2、回流设备占用的空间大,使批量测定出现困难;

3、分析费用较高,特别是硫酸银;

4、测定过程中,回流水的浪费惊人;

5、毒性的汞盐易造成二次污染;

6、试剂用量大,耗材成本高;

7、测试过程复杂,不宜于推广。

(二)、设备

1.250mL全玻璃回流装置

2.加热装置(电炉)

3.25mL或50mL酸式滴定管,锥形瓶,移液管,容量瓶等。

(三)、试剂

1.重铬酸钾标准溶液(c1/6K2Cr2O7=0.2500mol/L)

2.试亚铁灵指示液

3.硫酸亚铁铵标准溶液[c(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O≈0.1mol/L](使用前标定)

4.硫酸-硫酸银溶液

(四)、测定步骤

硫酸亚铁铵标定:准确吸取10.00mL重铬酸钾标准溶液于500mL锥形瓶中,加水稀释至110mL左右,缓慢加入30mL浓硫酸,摇匀.冷却后,加入3滴试亚铁灵指示液(约0.15mL),用硫酸亚铁铵溶液滴定,溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。

(五)、测定

取20mL水样(必要时酌情少取加水至20或稀释后再取),加入10mL的重铬酸钾,插上回流装置,再加入30mL硫酸硫酸银,加热回流2h冷却后,用90.00mL水冲洗冷凝管壁,取下锥形瓶。

溶液再度冷却后,加3滴试亚铁灵指示液,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定,溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点,记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。

测定水样的同时,取20.00mL重蒸馏水,按同样操作步骤作空白实验.记录滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量。

(六)、计算

CODCr(O2,mg/L)=[8×1000(V0-V1)·C]/V

(七)、注意事项

1、使用0.4g硫酸汞络合氯离子的最高量可达40mg,如取用20.00mL水样,即最高可络合2000mg/L氯离子浓度的水样。若氯离子的浓度较低,也可少加硫酸汞,使保持硫酸汞:氯离子=10:1(W/W)。若出现少量氯化汞沉淀,并不影响测定。

2、本方法测定COD的范围为50—500mg/L。对于化学需氧量小于50mg/L的水样,应改用0.0250mol/L重铬酸钾标准溶液。回滴时用0.01mol/L硫酸亚铁铵标准溶液。对于COD大于500mg/L的水样应稀释后再来测定。

3、水样加热回流后,溶液中重铬酸钾剩余量应为加入量的1/5—4/5为宜。

4、用邻苯二甲酸氢钾标准溶液检查试剂的质量和操作技术时,由于每克邻苯二甲酸氢钾的理论CODCr为1.176g,所以溶解0.4251g邻苯二甲酸氢钾(HOOCC6H4COOK)于重蒸馏水中,转入1000mL容量瓶,用重蒸馏水稀释至标线,使之成为500mg/L的CODcr标准溶液。用时新配。

5、CODCr的测定结果应保留四位有效数字。

6、每次实验时,应对硫酸亚铁铵标准滴定溶液进行标定,室温较高时尤其注意其浓度的变化。(也可在滴定后的空白中再加入10.0ml重铬酸钾标准溶液,用硫酸亚铁铵滴定至终点。)

7、水样应保证新鲜,尽快测定。

 

快速消解分光光度法

(一)、原理

试样加入已知量的重铬酸钾溶液,在强硫酸介质中,以硫酸银作为催化剂,经高温消解后,用光度法设备测定COD值。

由于此方法测定时间短、二次污染小、试剂量小费用低,所以目前大部分实验室都采用此种方法,但此方法仪器成本较高,使用成本较低,适合于长期需要检测COD单位使用。

(二)、设备

国外的设备发展较早,但是价格很高,而且测定时间较长,试剂价格一般用户无法承担,精度不是很高,因为国外仪器的监测标准与我国不同,主要是国外水处理水平和管理制度与我国不同;

快速消解分光光度法主要是根据国产仪器的通行方法,催化快速测定COD的方法是此方法的制定标准,早在80年代初就已经发明出来,经过30多年的应用,成为环境保护行业标准,国内的5B型仪器已经在科研、官方监测广泛应用。国产仪器凭借价格优势,售后及时已得到了广泛的应用。

(三)、测定步骤

取2.5ml试样-----加入试剂-----消解10分钟-----冷却2分钟-----倒入比色皿-----设备显示屏直接显示试样COD浓度。

(四)、注意事项

1、高氯水样应采用高氯试剂。

2、废液10ml左右,但酸性较大,应集中回收处理。

3、保证比色皿的透光面清洁。