污水中化學(xué)需氧量（COD）與濁度的關(guān)系

摘 要：【目的】研究某采油管理區(qū)生活污水處理站出水樣品中化學(xué)需氧量與濁度之間的關(guān)系，提出便捷、快速判斷污水水質(zhì)的方式，為該處理站運(yùn)營(yíng)人員提供管理依據(jù)?！痉椒ā渴褂每焖贉y(cè)定儀，對(duì)2023年8月份不同日期，在該采油管理區(qū)生活污水處理站出口處采取的16個(gè)水樣的化學(xué)需氧量與濁度進(jìn)行檢測(cè)，并使用最小二乘法對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析。【結(jié)果】結(jié)果表明，該采油管理區(qū)生活污水處理站出水水樣中化學(xué)需氧量與濁度存在線性正相關(guān)關(guān)系，線性方程為y=0.247 1x-4.848 8，線性回歸判定系數(shù)R2=0.931 5（即化學(xué)需氧量與濁度具有較高的相關(guān)性）?！窘Y(jié)論】可以通過簡(jiǎn)單易測(cè)的濁度來表征該采油管理區(qū)生活污水處理站出水中的化學(xué)需氧量。

關(guān)鍵詞：生活污水；化學(xué)需氧量（COD）；濁度；相關(guān)性

中圖分類號(hào)：X824" "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " "文章編號(hào)：1003-5168（2024）11-0087-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.11.017

The Correlation Between Chemical Oxygen Demand （COD） And Turbidity in Sewage

DING Yingying LI Wenya LI Huailian ZHOU Bin CAO Yuanpu GAO Nan

（Henan Yuanguang Technology Co.， LTD.， Puyang 457001，China）

Abstract：[Purposes] The relationship between chemical oxygen demand （COD） and turbidity in the effluent of domestic sewage treatment station in an oil production management area was studied to judge the quality of sewage in a convenient and rapid way， so as to provide management basis for the operators of domestic sewage treatment station in the oil production management area .[Methods] 16 water samples taken at the exit of domestic sewage treatment station in the oil production management area on different dates in August，2023 were tested and analyzed with a rapid analyzer， and the chemical oxygen demand and turbidity of each water sample were determined respectively.[Findings] The results showed that there was a linear positive correlation between chemical oxygen demand and turbidity in the discharge water of domestic sewage treatment station in the oil production management area， and the linear equation was y=0.247 1x-4.848 8， which linear regression coefficient R2=0.931 5 （namely chemical oxygen demand and turbidity have a high correlation）.[Conclusions] The turbidity can be easily measured to characterize the chemical oxygen demand in the effluent of the domestic sewage treatment station in the oil production management area.

Keywords： domestic sewage; chemical oxygen demand （COD）; turbidity; relevance

0 引言

突發(fā)性水環(huán)境污染事故具有很大的不確定性，及時(shí)開展現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)急監(jiān)測(cè)十分重要。應(yīng)急監(jiān)測(cè)是突發(fā)環(huán)境事件處置和善后處理工作的基礎(chǔ)和前提［1］，也是突發(fā)性環(huán)境污染事故處理處置中的首要環(huán)節(jié)［2］。

1973年我國(guó)頒布了第一個(gè)綜合性環(huán)境資源標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)“三廢”排放試行標(biāo)準(zhǔn)》［3］，經(jīng)過50余年的發(fā)展，截至目前，我國(guó)現(xiàn)行水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)共37項(xiàng)，其中綜合類標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)，行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)36項(xiàng)。除國(guó)家制定的標(biāo)準(zhǔn)之外，北京、上海、廣東、河南、河北、山東、山西、福建、遼寧、新疆維吾爾自治區(qū)等地，均根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r均制定了適用于當(dāng)?shù)氐牡胤剿廴疚锱欧艠?biāo)準(zhǔn)。

通過查閱我國(guó)現(xiàn)行的37項(xiàng)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)及各地市的地方水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)中的水污染物控制項(xiàng)目均涉及化學(xué)需氧量。化學(xué)需氧量作為判斷污水污染程度非常重要的參數(shù)，及時(shí)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，在突發(fā)性水環(huán)境污染事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)中有著至關(guān)重要的作用。目前，污水中化學(xué)需氧量的常用檢測(cè)方法主要為酸性高錳酸鉀檢測(cè)法與重鉻酸鹽法［4］，但實(shí)驗(yàn)室手工檢測(cè)方法所需時(shí)間大體為幾小時(shí)［5］，與應(yīng)急監(jiān)測(cè)中快速、準(zhǔn)確檢測(cè)數(shù)據(jù)的要求明顯不符。

通過研究發(fā)現(xiàn)，不管是酸性高錳酸鉀檢測(cè)法還是重鉻酸鉀法檢測(cè)污水中的化學(xué)需氧量時(shí)，均需先對(duì)水樣進(jìn)行過濾，以去除其中的懸浮物和顆粒物［6］。懸浮物和顆粒物等不溶性物質(zhì)的存在會(huì)引起液體的透明度降低，即濁度，利用水樣中微粒物質(zhì)對(duì)光的散射特性表征濁度，測(cè)量結(jié)果單位用NTU表示［7］。測(cè)定水的渾濁度可用的方法有分光光度法、目視比濁法［8］和濁度計(jì)法［9］。

本研究采集某采油管理區(qū)生活污水處理站出水水樣16個(gè)，樣品采集及保存嚴(yán)格按照《污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ 91.1—2019）相關(guān)要求。該采油管理區(qū)生活污水處理站所采用的處理工藝為：格柵+調(diào)節(jié)池+RAAO+消毒+過濾，于2016年建成并投入使用，設(shè)計(jì)處理規(guī)模為360 m3/h，處理后水質(zhì)達(dá)到《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》（GB/T 18920—2020）中城市綠化用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。通過對(duì)水樣檢測(cè)結(jié)果的分析，探討該采油管理區(qū)污水處理站出水中的化學(xué)需氧量與濁度之間是否存在相關(guān)性關(guān)系。

1 測(cè)量?jī)x器

本研究使用化學(xué)需氧量（COD）快速測(cè)定儀、濁度測(cè)定儀分別測(cè)定所采集水樣中的化學(xué)需氧量、濁度，測(cè)量?jī)x器的主要信息見表1。

2 測(cè)量結(jié)果

經(jīng)過對(duì)該采油管理區(qū)生活污水處理站出水處所采集的16個(gè)水樣進(jìn)行檢測(cè)后，得出各水樣中化學(xué)需氧量及濁度，測(cè)量結(jié)果見表2。

3 結(jié)果分析

為找出污水中化學(xué)需氧量與濁度之間的關(guān)系，一些學(xué)者也進(jìn)行了很多類似研究。何繼寶等［10］采集了深圳特區(qū)某單位經(jīng)生物氧化處理后的污水，采用目視比濁法測(cè)定水樣的渾濁度、重鉻酸鉀法測(cè)定化學(xué)需氧量，通過對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析，結(jié)果顯示污水中的渾濁度與CODCr呈密切的正相關(guān)，可以通過測(cè)定污水的渾濁度推測(cè)CODCr；張紅等［11］選用了3種類型的污水，污水Ⅰ為某高校生活污水，污水Ⅱ?yàn)樵撔Ｉ钗鬯?jīng)處理用于校園綠化的二級(jí)出水，污水Ⅲ為經(jīng)生物膜工藝處理的二級(jí)出水，3種污水的濁度測(cè)定采用GDS-3型光電式濁度儀，CODCr的測(cè)定采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分析方法（GB 11914—1989），試驗(yàn)結(jié)果表明，選用的3種污水的濁度和CODCr具有較好的線性相關(guān)性，在不具備較高的檢測(cè)條件時(shí)，可通過測(cè)定污水的濁度來估算CODCr。以上學(xué)者的研究結(jié)果均表明污水中的濁度與COD之間具有線性相關(guān)性。

通過對(duì)測(cè)定結(jié)果的分析，表明該采油管理區(qū)生活污水處理站出水中的化學(xué)需氧量與濁度之間存在著線性關(guān)系。同一個(gè)水樣，測(cè)定出其濁度后，根據(jù)線性回歸方程可得出化學(xué)需氧量測(cè)定值，從而得出具體的線性關(guān)系。假設(shè)測(cè)定出的水樣濁度為自變量xi（i=1，2，3，4，5，…，n），化學(xué)需氧量的濃度值為因變量yi（i=1，2，3，4，5，…，n）。觀察并計(jì)算表2中的濁度、化學(xué)需氧量的測(cè)定值比值，得出 [xy] 間的關(guān)系成直線相關(guān)關(guān)系，則擬定線性回歸方程為y=bx+a，運(yùn)用最小二乘法進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式為式（1）至式（4）。

式中：xi，yi分別為各水樣濁度、化學(xué)需氧量的測(cè)定值；[x]，[y]分別為各水樣濁度、化學(xué)需氧量測(cè)定值的平均值；a，b為線性回歸方程的回歸系數(shù)。

根據(jù)表2中的測(cè)定結(jié)果計(jì)算得出a=-4.848 8，b=0.247 1，其線性回歸方程為y=0.247 1x-4.848 8。通過計(jì)算線性回歸方程的判定系數(shù)R2驗(yàn)證自變量（濁度）與因變量（化學(xué)需氧量）之間的擬合程度，其計(jì)算公式為式（5）。

計(jì)算得出該線性回歸方程的判定系數(shù)R2=0.931 5，由此可驗(yàn)證該線性回歸方程擬合效果較好，可用于表示該采油管理區(qū)生活污水處理站出水水中濁度與化學(xué)需氧量之間的關(guān)系。其線性回歸方程圖像如圖1所示。

為進(jìn)一步驗(yàn)證該采油管理區(qū)生活污水中化學(xué)需氧量與濁度的線性關(guān)系成立，在其生活污水處理站出水處另采取3個(gè)水樣，對(duì)比其化學(xué)需氧量的計(jì)算量與實(shí)測(cè)量的區(qū)別，對(duì)比結(jié)果見表3。

何繼寶等、張紅等及本研究的研究結(jié)果均顯示污水中濁度與化學(xué)需氧量之間存在線性關(guān)系，可通過污水的濁度間接推算其化學(xué)需氧量。

4 結(jié)論

研究結(jié)果表明，該采油管理區(qū)生活污水處理站出水樣中的濁度與化學(xué)需氧量之間具有線性正相關(guān)關(guān)系，即濁度越高，化學(xué)需氧量越高。若日后發(fā)生突發(fā)性水環(huán)境污染事件時(shí)，可快速通過測(cè)量污水中的濁度間接推算化學(xué)需氧量，從而做出應(yīng)急處理。 在日常的污水處理站運(yùn)營(yíng)管理中，可通過安裝濁度在線監(jiān)測(cè)儀，根據(jù)所顯示數(shù)值可間接反映污水處理的運(yùn)行效果，為生活污水的治理提供依據(jù)，從而提高污水處理站的運(yùn)營(yíng)效果，節(jié)省時(shí)間和成本支出。

在對(duì)污水進(jìn)行分析和測(cè)定的時(shí)候，化學(xué)需氧量測(cè)定值在很大程度上代表著水樣中還原性物質(zhì)的分布和總體情況。其中包含可溶性還原物質(zhì)和不可溶性物質(zhì)中的其他還原物。采用這樣的方式對(duì)化學(xué)需氧量測(cè)定值與濁度的相關(guān)性進(jìn)行分析，讓試驗(yàn)結(jié)果更加真實(shí)、準(zhǔn)確，并能準(zhǔn)確反映區(qū)域污水的具體污染程度，為水環(huán)境治理提供必要依據(jù)。本研究選用的是某采油管理區(qū)生活污水處理站2023年8月份的出水水樣，分析所得污水中濁度與化學(xué)需氧量存在線性關(guān)系是否適用于該采油管理區(qū)其他月份生活污水處理站出水或其他地區(qū)（類型）污水需進(jìn)一步研究。

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收稿日期：2024-03-13

作者簡(jiǎn)介：丁瑩瑩（1994—），女，本科，助理工程師，研究方向：污水處理技術(shù)。