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COD与BOD计算公式


有机污染物种类繁多,结构复杂,化学稳定性差,易被水中生物分解。在环境监测中, 对有机耗氧污染物,一般是从各个不同侧面反映有机物的总量,如 COD、OC、BOD、TOD、 TOC 等,前四种参数称为氧参数,TOC 称为碳参数。对于单一化合物,可以通过化学反应方 程进行计算,以求得其理论需氧量(ThOD)或理论有机碳量(ThOC) 。各耗氧参数在数值上 的关系有:ThOD>TOD>C

ODcr>OC>BOD5。 一 化学需氧量(COD) Chemical Oxygen Demand 化学需氧量是指水样在一定条件下,氧化 1 升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量,以 氧的 mg/L 表示。化学需氧量反应了水中受还原性污染的程度。基于水体被有机物污染是很 普遍的现象,该指标也作为有机物相对含量的综合指标之一。 对废水化学需氧量的测定,我国规定用重铬酸钾法,也可以用与其测定结果一致的库仑滴 定法或各种专用仪器(COD 快速测定仪 1 2 3)测定。 重铬酸钾法:在强酸性溶液中,用重铬酸钾将水中的还原性物质(主要是有机物)氧化,过 量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂, 用硫酸亚铁铵溶液回滴, 根据所消耗的重铬酸钾量算出 水样中的化学需氧量,以氧的 mg/L 表示。 计算公式:CODcr=(V0-V1)×c×8×1000/V 二 高锰酸盐指数(OC) Permanganate Index 以高锰酸钾溶液为氧化剂测得的化学耗氧量。 我国新的环境水质标准中, 已把该指标改称 高锰酸盐指数,而仅将酸性重铬酸钾法测得的值称为化学需氧量。国际标准化组织(ISO) 建议高锰酸钾法仅限于地表水、饮用水和生活污水。 按测定溶液的介质不同,分为酸性高锰酸钾法和碱性高锰酸钾法。当 Cl-含量高于 300mg/L 时,应采用碱性高锰酸钾法;对于较清洁的地面水和被污染的水体中氯化物含量不高(Cl-< 300mg/L)的水样,常用酸性高锰酸钾法。当 OC 超过 5mg/L 时,应少取水样并经稀释后再 测定。 1 水样不经稀释 2 水样经稀释公式不同 酸性高锰酸钾法:在酸性条件下的水样中加入过量高锰酸钾,在沸水浴上加热 30 分钟, 利用高锰酸钾将水样中某些有机物及还原性物质氧化, 反应后剩余的高锰酸钾用过量的草酸 钠还原, 再以高锰酸钾标准溶液回滴过量的草酸钠, 通过计算求出水样中所含有机物及还原 性物质所消耗的高锰酸钾的量。 碱性高锰酸钾法:在碱性溶液中,加过量高锰酸钾加热 30 分钟,以氧化水样中的有机物 和某些还原性无机物, 然后用过量酸化的草酸钠溶液还原, 再以高锰酸钾标准溶液氧化过量 的草酸钠,滴定至微红色为终点。 三 生化需氧量(BOD)Biological Oxygen Demand 原理图 生化需氧量是指在有溶解氧的条件下,好氧微生物在分解水中有机物的生物化学氧化过程 中所消耗的溶解氧量。同时亦包括如硫化物、亚铁等还原性无机物质氧化所消耗的氧量,但 这部分通常占很小比例。有机物在微生物作用下好氧分解大体上分为两个阶段。 1 含碳物质氧化阶段,主要是含碳有机物氧化为二氧化碳和水; 2 硝化阶段,主要是含氮有机化合物在硝化菌的作用下分解为亚硝酸盐和硝酸盐。约在 5-7 日后才显著进行。故目前常用的 20℃五天培养法(BOD5 法)测定 BOD 值一般不包括硝化 阶段。BOD 是反映水体被有机物污染程度的综合指标,也是研究废水的可生化降解性和生 化处理效果,以及生化处理废水工艺设计和动力学研究中的重要参数。 (一)五天培养法(20℃) 水样经稀释后,在 20±1℃条件下培养 5 天,求出培养前后水样中溶解氧含量,二者的差 值为 BOD5。如果水样五日生化需氧量未超过 7mg/L,则不必进行稀释,可直接测定。对不 含或少含微生物的工业废水,如酸性废水、碱性废水、高温废水或经过氯化处理的废水,在

测定 BOD5 时应进行接种,以引入能降解废水中有机物的微生物。当废水中存在难降解有机 物或有剧毒物质时,应将驯化后的微生物引入水样中进行接种。 1、稀释水和接种稀释水的配制 稀释水一般用蒸馏水配制,先通入经活性炭吸附及水洗处理的空气,曝气 2-8 小时,使水中 DO 接近饱和,然后 20℃下放置数小时。临用前加入少量氯化钙、氯化铁、硫酸镁等营养溶 液及磷酸盐缓冲溶液,混匀备用。稀释水的 pH 值应为 7.2,BOD5<0.2mg/L。 接种稀释水是在稀释水中接种微生物,即在每升稀释水中加入生活污水上层清液 1-10mL 或表层土壤浸出液 20-30mL 或河水、湖水 10-100mL,使 pH=7.2,BOD5 约在 0.3-10mg/L 之 间为宜。配后立即使用。 2、水样稀释倍数 1)根据 OC(地面水)或 CODcr(工业废水)值估计,分别乘上相应系数; 2)根据经验等估计。 3、测定结果计算 1)对不经稀释直接培养的水样:BOD5(mg/L)=C1-C2 2)对稀释后培养的水样: BOD5(mg/L)=[(C1-C2)-(B1-B2)f1]/f2 (二)其他方法 870 直读式 BOD 测定仪-1 BOD 测定仪-2 BOD 测定仪-3 检压库仑式 BOD 测定仪、微生物膜 电极 BOD 测定仪、呼吸计法 BOD 测定仪等均可直接显示 BOD 测定结果。870 型直读式 BOD 测定仪则是根据测压法的原理制成的。 四 总有机碳(TOC) 总有机碳是以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标。由于 TOC 的测定采用燃烧法, 因此能将有机物全部氧化,它比 BOD5、COD 更能反应有机物的总量。现在广泛应用的测定 方法是燃烧氧化-非色散红外吸收法。 测定原理:将一定量水样注入高温炉内的石英管,在 900-950℃下,以铂和三氧化钴或三氧 化二铬为催化剂,使有机物燃烧裂解转化为二氧化碳,然后用红外线气体分析仪测定 CO2 含量,从而确定水样中碳的含量。(此为总碳量,TC) 要测 TOC 量,有两种方法: 方法一,先将水样酸化,通入氮气曝气,驱除各种碳酸盐生成的 CO2,然后再注入仪器内测 定。 方法二,把等量水样分别注入高温炉和低温炉,则水样中有机碳和无机碳均转化为 CO2,依 次导入非色散红外气体分析仪,分别测得总碳(TC)和无机碳(IC) ,二者之差即为 TOC。 五 总需氧量(TOD) 总需氧量是指水中能被氧化的物质,主要是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物时所的氧 量,结果以氧的 mg/L 表示。 用 TOD 测定仪测定 TOD 的原理是,将一定量水样注入装有铂 催化剂的石英燃烧管,通入含已知氧浓度的载气(N2)作为原料气,则水样中的还原性物 质在 900℃下被瞬间燃烧氧化。测定燃烧前后原料气中氧浓度的减少量,便可求得水样的总 需氧量值。 六 挥发酚类 酚中毒的治疗 酚类为原生质毒物,属高毒类物质,在人体富集时出现头痛、贫血,水中酚浓度达 5g/L 时,水生生物中毒。酚类污染物主要来自炼油厂、洗煤厂和炼焦厂等。根据酚类能否与水蒸 气一起蒸出,分为挥发酚(沸点在 230 度以下)与不挥发酚(沸点在 230 度以上) 。 挥发酚类的测定方法有容量法、分光光度法、色谱法等。尤以 4-氨基安替比林分光光度法

应用最广,对高浓度含酚废水可采用溴化容量法。无论哪种方法,当水样中存在氧化剂、还 原剂、油类及某些金属离子时,均应设法消除并进行预蒸馏。预蒸馏作用有二,一是分离出 挥发酚,二是消除颜色、浑浊和金属离子等的干扰。 4-氨基安替比林分光光度法测定原理:pH10.0±0.2 的介质中,在铁氰化钾的存在下,酚类 化合物与 4-氨基安替比林(4-AAP)反应,生成橙红色的吲哚酚安替比林染料,在 510nm 波 长处有最大吸收,用比色法定量。该法所测酚类不是总酚,而只是与 4-AAP 显色的酚,并以 苯酚为标准,结果以苯酚计算含量。 溴化滴定法测定原理:在含过量溴(由溴酸钾和 KBr 产生)的溶液中,酚与溴反应生成三 溴酚,进一步生成溴代三溴酚。剩余的溴与 KI 作用放出游离碘,与此同时,溴代三溴酚也 与 KI 反应生成游离碘,用硫代硫酸钠标准溶液滴定释出的游离碘,并根据其耗量,计算出 以苯酚计的挥发酚含量。 计算公式: 挥发酚(以苯酚计,mg/L)=(V1-V2)*C*15.68*1000/V 七 矿物油 水中的矿物油来自工业废水和生活污水。矿物油漂浮于水体表面,影响空气与水面的氧交 换;分散于水中的油被微生物氧化分解,消耗水中的溶解氧,使水质恶化,矿物油中还含有 毒性大的芳烃类。 测定的方法有重量法、非色散红外法、紫外分光光度法、荧光法、比浊法等。 重量法:是常用方法,不受油品种的限制,但操作繁琐,灵敏度低,只适用于测定 10mg/L 以上的含油水样。 测定原理:以硫酸酸化水样,用石油醚萃取矿物油,然后蒸发除去石油醚,称量残渣量, 计算矿物油含量。 此法所测为水中可被石油醚萃取的物质总量, 可能含有较重的石油成分不 能被萃取。蒸发除去溶剂时,也会造成轻质油的损失。 非色散红外法:是利用石油类物质的甲基、亚甲基在近红外区(3.4μm)有特征吸收,作 为测定水样中油含量的基础。测定时,先用硫酸酸化水样,加 Nacl 破乳化,再用三氯三氟 乙烷萃取,萃取液经无水硫酸钠层过滤、定容,注入红外分析仪测其含量。标准油可采用受 污染地点水中石油醚萃取物或混合石油烃。 紫外分光光度法:石油及其产品在紫外光区有特征吸收,如一般原油的两个吸收峰波长为 225nm 和 254nm,轻质油及炼油厂的油品吸收波长位 225nm,故可采用紫外分光光度法测 定。水样先用硫酸酸化,加 NaCl 破乳化,然后用石油醚萃取,脱水,定容后测定。标准油 可采用受污染地点水样的石油醚萃取物。 八 其他有机污染物质 气相色谱仪 BOD 测量的是可以生物降解的物质,COD 测量的是可以化学降解的物质(当然包括可以生 物降解的物质) ,但在工业污水中,BOD 和 COD 之间的有着巨大差异,因为有机物通常不可 生物降解,另外 COD 测量中还包含无机物的反应以及 N-和 S-的化合物。总的来说,BOD 就 是测量细菌的活性,COD 测量的是可被氧化物质的量。 八种中各自的 BOD5 与 cr(x)线性关系密切 ,其直线回归方程分别为 : 1 机械废水 : y=0.2732x+1.80; 2 冷却废水 :y=0.1285x+0.11; 3 制药废水 :y=0.3922x+131.21; 4 纺织印染废水 :y=0.4208x-2.49; 5 食品加工废水 :y=0.6126x+13.70; 6 饮食废水 :y=0.5992x+17.51; 7 医院废水 :y=0.3439x-0.41;

8 生活 :y=0.486x+17.02。 BOD5/COD 指标 BOD5/COD 指标是 5 日生化需氧量与化学需氧量的比值, 是污水可生化降解 性的指标。 公式表示为 BOD5/COD=(1-α )×(K/V)式中: 为生化难以降解部分 CODNB 与 COD α 之比;K 为 BOD5 与最终生化需氧量 BODU 之比,为常数。从式中可以看出 BOD5/COD 值随 α 增大而减小,故这一比值可反映污水可生化降解性的功能。通常以 BOD5/COD=0.3 为污水 可生化降解的下限。 SOD 指的是底泥耗氧 用重铬酸钾法 在强酸性溶液中,用重铬酸钾将水中的还原性物质(主 要是有机物)氧化,过量的重铬 酸钾以试亚铁灵作指示剂, 用硫酸亚铁铵溶液回滴, 根据所消耗的重铬酸钾量算出水样中的 化学需氧量,以氧的 mg/L 表示。 反应过程: Cr2O72-+14H++6e 2Cr3++7H2O Cr2O72-+14H++6Fe2+ 6Fe3++ 2Cr3++7H2O 6Fe2++试亚铁灵 红褐色 测定结果按下式计算: CDD(O2,mg/L)=〔(V0-V1)×M×8×1000〕/V 详见 GB11914-89《水质 化学需氧量的测定 重铬酸钾法》 。 高锰酸钾法 以高锰酸钾溶液为氧化剂测得的化学耗氧量。 我国新的环境水质标准中, 已把该指标改称 高锰酸盐指数,而仅将酸性重铬酸钾法测得的值称为化学需氧量。国际标准化组织(ISO) 建议高锰酸钾法仅限于地表水、饮用水和生活污水。 按测定溶液的介质不同, 分为酸性高锰酸钾法和碱性高锰酸钾法。 Cl-含量高于 300mg/L 当 时,应采用碱性高锰酸钾法;对于较清洁的地面水和被污染的水体中氯化物含量不高(Cl-< 300mg/L)的水样,常用酸性高锰酸钾法。当 OC 超过 5mg/L 时,应少取水样并经稀释后再 测定。 酸性高锰酸钾法:在酸性条件下的水样中加入过量高锰酸钾,在沸水浴上加热 30 分钟,利 用高锰酸钾将水样中某些有机物及还原性物质氧 化,反应后剩余的高锰酸钾用过量的草酸 钠还原, 再以高锰酸钾标准溶液回滴过量的草酸钠, 通过计算求出水样中所含有机物及还原 性物质所消耗的高锰酸钾的量。 碱性高锰酸钾法:在碱性溶液中,加过量高锰酸钾加热 30 分钟,以氧化水样中的有机物和 某些还原性无机物, 然后用过量酸化的草酸钠溶液还原, 再以高锰酸钾标准溶液氧化过量的 草酸钠,滴定至微红色为终点。 一般地表水和饮用水用高锰酸钾法,而污废水用重铬酸钾法


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