生活污水處理系統(tǒng)水中水治理方法分析

三亞環(huán)境水質(zhì)凈化有限公司 陳忠麗

化學(xué)需氧量（COD）又被稱之為化學(xué)耗氧量，實(shí)際就是在特定條件或環(huán)境下，選用特定的強(qiáng)氧化劑對(duì)水樣進(jìn)行處理時(shí)，所能夠消耗的氧化劑量。從基礎(chǔ)層面來(lái)分析，COD實(shí)際就是評(píng)定水中還原性物質(zhì)多少的重要指標(biāo)。在水中含有多種還原性物質(zhì)，不僅有亞硝酸鹽、有機(jī)物，而且還有亞鐵鹽、硫化物等，其中，含量最高的是有機(jī)物。所以，COD通?？僧?dāng)作對(duì)水中有機(jī)物質(zhì)含量多少進(jìn)行衡量的關(guān)鍵性指標(biāo)。COD越大，提示有機(jī)物對(duì)水體所造成的污染情況越嚴(yán)重。因此，在處理生活污水時(shí)，COD被當(dāng)作是一個(gè)控制指標(biāo)，在多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，且越發(fā)受到重視。在此背景下，怎樣對(duì)水中的COD進(jìn)行準(zhǔn)確、有效測(cè)量，已經(jīng)成為當(dāng)前需要迫切需要解決的難題。通常情況下，可通過實(shí)驗(yàn)室取樣測(cè)量、就地在線測(cè)量等方法來(lái)進(jìn)行。由于水樣中有著不同的還原性物質(zhì)，因此，在具體的測(cè)定值上也會(huì)有一定的差異存在。針對(duì)COD實(shí)驗(yàn)室測(cè)量方法來(lái)講，其已經(jīng)出現(xiàn)多種類型，不僅有靜電流法、電化學(xué)探頭法，而且還有極譜法、庫(kù)侖法等。本文圍繞這些方法，對(duì)其進(jìn)行逐一闡述。

一、測(cè)定COD的主要方法

（一）重鉻酸鉀法

依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，將所需要的各種實(shí)驗(yàn)儀器以及實(shí)驗(yàn)過程中所需要的標(biāo)準(zhǔn)溶液配制好，然后依據(jù)如下步驟展開操作：（1）對(duì)水樣進(jìn)行精取，共計(jì)10.00mL，然后將其置入與磨口相對(duì)應(yīng)的回流錐形瓶當(dāng)中。此操作完成后，分別加入兩項(xiàng)內(nèi)容，其一為重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液（5mL），其二是玻璃珠（3個(gè)），并且還需要與磨口處于連接狀態(tài)，對(duì)冷凝管進(jìn)行回流，使其不斷輸送至自冷凝管的上口處。此時(shí)，便可把事先準(zhǔn)備好的15mL硫酸—硫酸銀溶液加入其中，然后對(duì)錐形瓶實(shí)施均勻且輕微搖動(dòng)。最后，給予加熱回流，時(shí)間控制在2小時(shí)。（2）當(dāng)完全冷卻后，用適量水對(duì)冷凝管壁進(jìn)行沖洗（自上往下），并且還需要把錐形瓶取下來(lái)。（3）再次講溶液進(jìn)行冷卻，并且把一些試亞鐵靈指示劑加入其中，用硫酸亞鐵銨實(shí)施滴定操作，在此過程中，若溶液的顏色發(fā)生改變，從黃色變成了藍(lán)綠色，然后又變成了紅褐色，那么便是終點(diǎn)。（4）在對(duì)水樣進(jìn)行測(cè)定時(shí)，選取重蒸餾水（10.00mL）進(jìn)行空白試驗(yàn)，將硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液用量（滴定空白時(shí)）記錄下來(lái)。（5）計(jì)算。（V0-V1）×C×8×1000÷V=COD，其中，C在公式當(dāng)中所表示的是硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的具體濃度；V0所表示的是硫酸亞鐵銨溶液用量；V1代表的是溶液用量；V表示的是水樣的體積。

（二）快速密閉催化消解法

（1）精取水樣3.00mL，置入加熱管（具有密封塞）中，然后將適量的掩蔽劑（1.00mL）加入，充分混勻。（2）把適量的催化劑（5mL）、消解液（3.00mL）加入，將密封蓋擰緊，充分混勻。（3）把加熱器與電源相連接，溫度設(shè)定為165℃，然后把加熱管置入加熱器當(dāng)中，同時(shí)將計(jì)時(shí)開關(guān)打開，待7分鐘后，液體溫度升至165℃，此時(shí)將加熱器的溫度清零。（4）當(dāng)加熱器工作時(shí)間達(dá)到15分鐘時(shí)，其便會(huì)自動(dòng)報(bào)時(shí)，將加熱管取出冷卻之后，采用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，與此同時(shí)進(jìn)行空白試驗(yàn)。（5）計(jì)算方法與上述相同。

二、實(shí)際應(yīng)用分析

本文用CTL-12COD速測(cè)儀催化氧化法來(lái)測(cè)定，此方法具有省時(shí)、省力、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，能夠與標(biāo)準(zhǔn)回流法之間實(shí)現(xiàn)等效應(yīng)用。

（一）儀器與試劑

采用承德華通環(huán)保儀器廠生產(chǎn)的化學(xué)需氧量速測(cè)儀（CTL-12型）及其配套的剝離器皿。（1）重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.2500mol/L）。精取基準(zhǔn)優(yōu)級(jí)純重鉻酸鉀12.258g（120℃烘干2h），溶于水中，然后轉(zhuǎn)移到容量瓶中（1000mL），稀釋到標(biāo)線，充分混勻。（2）硫酸—硫酸銀溶液。精取硫酸銀10g，融入濃硫酸當(dāng)中（1000mL），從中移取25mL，然后置入容量瓶當(dāng)中（250mL），采用濃硫酸進(jìn)行定容，使之到標(biāo)線，充分搖勻后備用。（3）硫酸汞掩蔽劑。精取硫酸汞20g，置入容量瓶當(dāng)中（100mL），然后將適量純水（80mL）加入，最后再把濃硫酸10mL加入，使其充分溶解，采用純水進(jìn)行定容至標(biāo)線，充分搖勻且備用。（4）硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.1mol/L）。精取分析純硫酸亞鐵銨39.5mL，并把適量的6H2O融入水中；把濃硫酸（20mL）加入，冷卻之后移入到容量瓶當(dāng)中（1000mL），用水進(jìn)行稀釋，使之到標(biāo)線。在使用前，采用K2Cr2O7（0.1000mol/L）、鄰菲羅啉（1.4850g）溶解于水中稀釋到100mL，然后將其儲(chǔ)存在棕色瓶當(dāng)中，待用。

（二）實(shí)驗(yàn)方法

精確0.5101g鄰苯二甲酸氫鉀（105-110℃烘干2h），溶于水中，然后置入容量瓶當(dāng)中（500mL），用以純水進(jìn)行定容，使之到標(biāo)線，充分搖勻后備用，此標(biāo)液理論值是1200mg/L。取6支反應(yīng)管，分別加入到0.0mL、0.1mL、0.5mL、1.0mL、2.0mL、3.0mL標(biāo)液當(dāng)中，與其相對(duì)應(yīng)的COD理論值分別是 0mg/L、40mg/L、200mg/L、400mg/L、800mg/L、1200mg/L。采用純水把各個(gè)反應(yīng)管補(bǔ)足，使之達(dá)到3mL，各支管中均加入1-2滴掩蔽劑。并且還需要將1.0mL專用氧化劑（隨機(jī)自帶）快速、垂直地加入到各個(gè)反應(yīng)管中，催化劑使用液5.0mL，蓋塞后充分搖勻。

把反應(yīng)管放到儀器加熱孔當(dāng)中，當(dāng)溫度升高至＞164.5℃時(shí)，接下“消解”鍵，此時(shí)消解燈處于常亮狀態(tài)。經(jīng)10分鐘恒溫消解后，指示水樣充分消解，把反應(yīng)管置于試管架上，實(shí)施空氣冷卻，時(shí)間為1-2分鐘。

將3.0mL純水分別加入到各支反應(yīng)管中，蓋塞搖勻，完成操作后，水冷處理，降低至室溫，然后開展吸光度測(cè)定。通過處理后能夠得到如下方程：C=1337.30×A+6.72（r=0.9999）。 在 此公式當(dāng)中，C所代表的是標(biāo)液COD值，A代表的是標(biāo)液加入量。精取3mL均勻待測(cè)水樣，然后依據(jù)上述方法進(jìn)行吸光度的測(cè)定，借助吸光度對(duì)COD值進(jìn)行計(jì)算。

（三）結(jié)果

1.測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)樣品

y=1337.30X+6.72， 取COD值 為404mg/L的標(biāo)樣，分別稀釋10倍，在各倍數(shù)下（3.33倍、2倍、1.43倍、1倍），對(duì)其吸光度進(jìn)行測(cè)定，然后帶入曲線，將其COD值計(jì)算出來(lái)，見表1。從中可知，所測(cè)值與COD的標(biāo)準(zhǔn)值基本相同，線性關(guān)系較好。

表1 標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)試結(jié)果

2.明確樣品消解時(shí)間

需要指出的是，樣品消解充分與否，會(huì)對(duì)COD測(cè)定數(shù)據(jù)造成直接影響，但并非消解時(shí)間越長(zhǎng)便越好，選擇合適的消解時(shí)間實(shí)為實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)所在，本法消解時(shí)間是10分鐘。為了對(duì)10分鐘是最佳消解時(shí)間進(jìn)行驗(yàn)證，本文選用中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站COD濃度是404mg/L標(biāo)準(zhǔn)樣品，依據(jù)既定的實(shí)驗(yàn)方法實(shí)施測(cè)定，6份樣品的消解時(shí)間分別為5、10、15、20、25、30分鐘。從中可知（見表2），伴隨消解時(shí)間的延長(zhǎng)，COD值持續(xù)升高，如果時(shí)間為10分鐘，樣品基本能夠達(dá)到完全氧化，因此，消解時(shí)間以10分鐘為宜。

表2 消解時(shí)間對(duì)測(cè)定結(jié)果所產(chǎn)生的影響

3.催化法的準(zhǔn)確度、精密度

為了對(duì)此設(shè)備的效果進(jìn)行驗(yàn)證，分別對(duì)三種濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣（高、中、低）實(shí)施精密度實(shí)驗(yàn)，見表3。

表3 精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4.處理水浴超聲器

需要指出的是，無(wú)論是工業(yè)廢水還是生活污水，其中都會(huì)含有大量的惰性有機(jī)顆粒物或者活性物質(zhì)，某些水樣當(dāng)中的COD含量比較高，實(shí)際是引發(fā)水樣污染的重要誘因。因此，對(duì)COD值進(jìn)行測(cè)定，并以此對(duì)水體污染程度進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，不需要采用大顆粒狀懸浮物來(lái)進(jìn)行過濾去除操作。此外，還需要強(qiáng)調(diào)的是，針對(duì)水樣來(lái)講，如果未實(shí)施均化預(yù)處理，而是用移液管（2.0mL）來(lái)圍繞水樣實(shí)施吸取操作，那么受多種因素的影響（比如移液管吸嘴窄等），通常較難均勻并且高效地將顆粒物吸入，如此一來(lái)，便會(huì)對(duì)COD值測(cè)定的精密度、準(zhǔn)確度造成嚴(yán)重影響。所以，缺少實(shí)用性突出的水樣均化方法，COD密閉催化消解法較之重鉻酸鉀法，憑借快速、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，更加具有適用性。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上，圍繞生活污水處理系統(tǒng)，對(duì)水當(dāng)中的COD值實(shí)施測(cè)定操作，通常需同時(shí)運(yùn)用多種方法，其中，最為常見且效果理想的方法有重鉻酸鉀法、快速密閉催化消解法等，通過開展系統(tǒng)化實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，密閉催化消解法的應(yīng)用效能更為突出。伴隨科學(xué)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，生活污水處理系統(tǒng)水中COD的測(cè)量方法，應(yīng)用效能更為凸顯。