城市高浓度废水实验室测定方法研究-中国期刊网

城市高浓度废水实验室测定方法研究

张语欣

身份证： 44010419980428 **** 广州冠建工程质量检测有限公司，中国广东广州 51066 0

[摘要]文章探索了测试高浓度有机废水中总有机碳(TOC)的测定方法。高浓度有机废水经过15倍稀释后测定

TOC，获得了线性方程：COD(mg/L)=4.9524TOC(mg/L)+220.24，R=0.993，相关性良好，表明测试具有比较高的精确

度。TOC 指标衡量废水的污染程度比COD具有更多更好的优越性，预测今后几年在我国高浓度有机废水处理行业中

将会得到越来越多的应用。

[关键词]总有机碳；高浓度有机废水；总有机碳监测

[中图分类号]O657.99 [文献标识码]A [文章编号]@@@@@@-020#-03

Measurement Experiment Research on TOC in High ConcentrationOrganic Sewage of city

Yuxin-Zhang ID:420103199804280022

Guangzhou Guanjian Engineering QuqlityInspection Co.,Ltd~（510660 China)

Abstract: The TOC measurement in high concentration organic sewage was explored in the paper. When the high concentrationorganic sewage was diluted 15 times, the equation was: COD(mg/L)=4.9524TOC(mg/L)+220.24, R=0.993, relationship of the equationwas good. This approved that the test was quite precision. Using TOC to describe the polluted degree of sewage is much better than COD.It could be forecasted that in the later years TOC will be more and more used in the high concentration organic sewage treatment industry.

Keywords: TOC；high concentration organic sewage；TOC detection

生化需氧量(BOD)和化学需氧量(COD)两大指标被广泛发现未经稀释的高浓度有机废水 TOC 和 COD 之间的线性关

用于评价生活污水和工业废水的污染程度。随着环境保护监测系较差，TOC 测定仪检测结果不精确，但经稀释一定倍数后

技术的进步和红外、紫外分光光度仪器的逐渐普及^[1-2]，可以的高浓度有机废水 TOC 和 COD 之间具有良好的线性关系，更加全面、科学表征生活污水和工业废水污染程度的总有机碳 TOC 测定仪检测结果精确。

(TOC)指标已经进入实验室和生产实践中^[3]，有望若干年后将

作为最重要的废水排放污染指标被列入国家标准中。近年来，

1 试验部分

在国家和地方政府的支持和鼓励下，国内许多大中型废水处理 1.1 主要试剂

厂纷纷采用 TOC 分析仪对生产和治理废水进行在线和离线检邻苯二甲酸氢钾标准溶液(500 mg/L)、邻苯二甲酸氢钾(分

测。笔者在广州市某污水处理厂高浓度有机废水工程设计和调析纯)、消解液Ⅰ(0.05 mol/L 硫酸亚铁铵)、消解液Ⅱ(0.025mol/L

试过程中，首次使用了新购的 TOC 分析仪对废水进行了试测，硫酸亚铁铵)、消解液Ⅲ(0.01 mol/L 硫酸亚铁铵)、催化剂(浓硫

酸，分析纯)、掩蔽剂(10 %硫酸，分析纯)。 5 倍后测试，每个样平行测 6 次，测试精度有所提高，达 20 %～

1.2 主要仪器

35 %，和先前测定的值进行了相关性数学处理，结果见图 1。

T

1800

1700

1600

1500

1400

1300

OC 分析仪，型号 TOC-Vcph，日本岛津；COD 消解仪，

型号 JJY24YHCA-100，上海精科实业有限公司；分析天平，

型号 BS124S，上海精密科学仪器有限公司；烘箱，型号 101-2，

上海安亭科学仪器厂。

Y=1.0397X+1117.77

R=0.91

1.3 试验水样

取自与笔者有设计项目合作的广州市荔湾区某污水处理厂。

1.4 COD 的测定

比色法测定^[4-5]。

200 300 400 500 600

TOC/(mg·L^-1)

图 1 TOC 与 COD 线性关系

2 结果与讨论

Fig.1 The linear relation between TOC and COD

2.1 TOC 仪的原理^[6]

TOC分析仪主要是通过两种反应系统将有机物氧化分解

生成二氧化碳，这两种反应系统分别采用紫外-过硫酸盐法和

高温燃烧催化氧化法，一般情况下，后一种方法比前一种方法

检测效果好，所以高温燃烧法应用较为普遍。高温燃烧法的反

应机理是利用燃烧炉中装有的铂等高性能氧化催化剂，将通过

燃烧炉的水样在 680 ℃的高温下燃烧分解成二氧化碳和水蒸

气，水蒸气通过冷凝器冷却后被除去。二氧化碳则进入非分散

红外检测器(NDIR)，NDIR 对单质分子和化合物分子吸收，检

测器会模拟出平滑的正弦波形状的检测信号，波峰面积与样品

的有机碳浓度即 TOC 值成正比，通过标准曲线校准后，仪器

自动计算出待测试样的 TOC 浓度值。并在荧光屏一一排列出

来，如果需要，可连接打印机，将结果打印出来。

其反应机理可以表示如下：

可吹脱的无机物→CO₂(除去)(在 O₂吹扫的条件下)

不可吹脱的无机物+H+→CO₂+H₂O(除去)(在硫酸为催化

剂的条件下)

不可吹脱的有机物+O^2-→CO₂(+H₂O)→TOC 浓度值(第一

其线性关系式为：

COD(mg/L)=1.0397TOC(mg/L)+1117.77

R=0.91，相关性不高。

2.2.3 低浓废水 TOC 和 COD 的相关性

将废水样稀释 15 倍后测试 TOC，每个样平行测 6 次，测

试精度明显提高，达 5 %～10 %，和先前测定的值进行了相关

性数学处理，结果见图 2。

3 300

3000

2700

2400

Y=4.9524X+220.24

R=0.993

2100

1800

1500

1200

200 300 400 500 600

TOC/(mg·L^-1)

图 2 TOC 与 COD 线性关系

Fig.2 The linear relation between TOC and COD

步在铂-氧化钴为催化剂的条件下；第二步通过 NDIR 吸收测

试结果)

TOC 仪经校正，TOC 标准值为 250 mg/L。

2.2 TOC 和 COD 的相关性

2.2.1 高浓度有机废水的 TOC

用上述方法测定了高浓度有机废水水样的 COD，其值范围在

1300～4500 mg/L 之间。然后试测了每个水样的 TOC，每个样

平行测 6 次，结果精度较差，相对误差为 40 %～85 %。

其原因可能是高浓度的有机废水中含大量悬浮固体物，而

TOC 测定仪采用针孔进样，这种进样方式会阻碍大颗粒物进

入注射器^[6]，难以保证每次进样的均匀性，导致测量的精确度

和准确度下降。

2.2.2 中浓度废水 TOC 和 COD 的相关性

鉴于高浓度废水对测定仪管路引起的堵塞，试将废水稀释

其线性关系式为：COD(mg/L)=4.9524TOC(mg/L)+220.24，

R=0.993，相关性良好。说明高浓度有机废水经过一定倍数的

稀释，用 TOC 分析仪测定，其值和 COD 具有良好的线性关

系，结果具有足够的精确度。

2.3 TOC 与 COD 测定方法的比较

(1)COD 测试时遇到结构稳定的杂环族、芳香族化合物

如高浓度有机废水中的木素大分子，氧化分解不完全，测定结

果偏低。TOC 方法则可将这些复杂结构的有机碳完全燃烧后

全部转化为供红外检测的 CO₂，使测定结果比前者更准确。(2)COD 测试时需要消解溶液 2 h，比较费时。TOC 测定时，

一般连续做 3 个平行样，前后约 10 min，这就可将信息迅速

反馈，及时指导现场工艺调试。(3)COD 测试需消耗贵重的

AgNO₃，以及对周围环境造成毒害的 H₂SO₄、K₂Cr₂O₇、Hg₂SO₄

等。TOC 方法仅使用极少量

的邻苯二甲酸氢钾，对环境污染小。参考文献

(4)但 COD 测试方法的优势是精度较高，我们多年测试高

[1]傅德黔，汪志国，孙宗光．燃烧氧化一非分散红外吸收法测定废水中

浓度有机废水的 COD，相对误差仅 0.5 %～3 %。TOC 测试的

TOC[J]．中国环境监测，2003，3：19．

相对误差则大了许多。还有 TOC 测试要求具备昂贵的仪器， [2]陈凌云，卢宝光，陈婷婷．快速推算废水中的 BOD₅[J]．环境监测管理

投资维修费用不菲。

与技术，2005，4：12．

3 结论

[3]莫新萍．PTA 废水 TOC 的测定及其与 COD 相关性研究[J]．扬子石油

化工，2001，2：16．

探索了用 TOC 仪测试高浓度有机废水的方法，废

[4]奚旦立，孙裕生，刘秀英．环境监测[M]．北京：高等教育出版社，1996．

水经过 15 倍稀释后检测，获得了线性方程：

[5]吴忠标，吴祖成，沈学优，等．环境监测[M]．北京：化学工业出版社，2003．

COD(mg/L)=4.9524TOC(mg/L)+220.24

[6]田英姿，李友明．TOC(总有机碳)分析仪测定原理及应用[J]．造纸科学

R=0.993，相关性良好，表明测试具有足够的精确度。TOC

与技术，2003，22(2)：45-47．

表征废水的污染程度比 COD 具有更多的优越性，相信今后几

年我国高浓度有机废水及其他污水处理行业将会越来越多地

使用此方法。

作者简介：

张语欣（1998-），女，广东广州人，不列颠哥伦比亚大学本科，研究方向为化学工程

城市高浓度废水实验室测定方法研究