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COD與BOD計(jì)算公式

上傳人:jun****875 文檔編號(hào):17803420 上傳時(shí)間:2020-12-06 格式:DOC 頁(yè)數(shù):4 大?。?8.91KB
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1、有機(jī)污染物種類繁多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,化學(xué)穩(wěn)定性差,易被水中生物分解。在環(huán)境監(jiān)測(cè)中,對(duì)有機(jī)耗氧污染物,一般是從各個(gè)不同側(cè)面反映有機(jī)物的總量,如COD、OC、BOD、TOD、TOC等,前四種參數(shù)稱為氧參數(shù),TOC稱為碳參數(shù)。對(duì)于單一化合物,可以通過(guò)化學(xué)反應(yīng)方程進(jìn)行計(jì)算,以求得其理論需氧量(ThOD)或理論有機(jī)碳量(ThOC)。各耗氧參數(shù)在數(shù)值上的關(guān)系有:ThOD>TOD>CODcr>OC>BOD5。 一 化學(xué)需氧量(COD) Chemical Oxygen Demand 化學(xué)需氧量是指水樣在一定條件下,氧化1升水樣中還原性物質(zhì)所消耗的氧化劑的量,以氧的mg/L表示。化學(xué)需氧量反應(yīng)了水中受還原性污染

2、的程度?;谒w被有機(jī)物污染是很普遍的現(xiàn)象,該指標(biāo)也作為有機(jī)物相對(duì)含量的綜合指標(biāo)之一。 對(duì)廢水化學(xué)需氧量的測(cè)定,我國(guó)規(guī)定用重鉻酸鉀法,也可以用與其測(cè)定結(jié)果一致的庫(kù)侖滴定法或各種專用儀器(COD快速測(cè)定儀1 2 3)測(cè)定。 重鉻酸鉀法:在強(qiáng)酸性溶液中,用重鉻酸鉀將水中的還原性物質(zhì)(主要是有機(jī)物)氧化,過(guò)量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑,用硫酸亞鐵銨溶液回滴,根據(jù)所消耗的重鉻酸鉀量算出水樣中的化學(xué)需氧量,以氧的mg/L表示。 計(jì)算公式:CODcr=(V0-V1)c81000/V 二 高錳酸鹽指數(shù)(OC) Permanganate Index 以高錳酸鉀溶液為氧化劑測(cè)得的化學(xué)耗氧量。

3、我國(guó)新的環(huán)境水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中,已把該指標(biāo)改稱高錳酸鹽指數(shù),而僅將酸性重鉻酸鉀法測(cè)得的值稱為化學(xué)需氧量。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)建議高錳酸鉀法僅限于地表水、飲用水和生活污水。 按測(cè)定溶液的介質(zhì)不同,分為酸性高錳酸鉀法和堿性高錳酸鉀法。當(dāng)Cl-含量高于300mg/L時(shí),應(yīng)采用堿性高錳酸鉀法;對(duì)于較清潔的地面水和被污染的水體中氯化物含量不高(Cl-<300mg/L)的水樣,常用酸性高錳酸鉀法。當(dāng)OC超過(guò)5mg/L時(shí),應(yīng)少取水樣并經(jīng)稀釋后再測(cè)定。 1水樣不經(jīng)稀釋 2水樣經(jīng)稀釋公式不同 酸性高錳酸鉀法:在酸性條件下的水樣中加入過(guò)量高錳酸鉀,在沸水浴上加熱30分鐘,利用高錳酸鉀將水樣中某些有機(jī)物及還原性

4、物質(zhì)氧化,反應(yīng)后剩余的高錳酸鉀用過(guò)量的草酸鈉還原,再以高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴過(guò)量的草酸鈉,通過(guò)計(jì)算求出水樣中所含有機(jī)物及還原性物質(zhì)所消耗的高錳酸鉀的量。 堿性高錳酸鉀法:在堿性溶液中,加過(guò)量高錳酸鉀加熱30分鐘,以氧化水樣中的有機(jī)物和某些還原性無(wú)機(jī)物,然后用過(guò)量酸化的草酸鈉溶液還原,再以高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液氧化過(guò)量的草酸鈉,滴定至微紅色為終點(diǎn)。 三 生化需氧量(BOD)Biological Oxygen Demand 原理圖 生化需氧量是指在有溶解氧的條件下,好氧微生物在分解水中有機(jī)物的生物化學(xué)氧化過(guò)程中所消耗的溶解氧量。同時(shí)亦包括如硫化物、亞鐵等還原性無(wú)機(jī)物質(zhì)氧化所消耗的氧量,但這部分通

5、常占很小比例。有機(jī)物在微生物作用下好氧分解大體上分為兩個(gè)階段。 1含碳物質(zhì)氧化階段,主要是含碳有機(jī)物氧化為二氧化碳和水; 2硝化階段,主要是含氮有機(jī)化合物在硝化菌的作用下分解為亞硝酸鹽和硝酸鹽。約在5-7日后才顯著進(jìn)行。故目前常用的20℃五天培養(yǎng)法(BOD5法)測(cè)定BOD值一般不包括硝化階段。BOD是反映水體被有機(jī)物污染程度的綜合指標(biāo),也是研究廢水的可生化降解性和生化處理效果,以及生化處理廢水工藝設(shè)計(jì)和動(dòng)力學(xué)研究中的重要參數(shù)。 (一)五天培養(yǎng)法(20℃) 水樣經(jīng)稀釋后,在201℃條件下培養(yǎng)5天,求出培養(yǎng)前后水樣中溶解氧含量,二者的差值為BOD5。如果水樣五日生化需氧量未超過(guò)7mg/

6、L,則不必進(jìn)行稀釋,可直接測(cè)定。對(duì)不含或少含微生物的工業(yè)廢水,如酸性廢水、堿性廢水、高溫廢水或經(jīng)過(guò)氯化處理的廢水,在測(cè)定BOD5時(shí)應(yīng)進(jìn)行接種,以引入能降解廢水中有機(jī)物的微生物。當(dāng)廢水中存在難降解有機(jī)物或有劇毒物質(zhì)時(shí),應(yīng)將馴化后的微生物引入水樣中進(jìn)行接種。 1、稀釋水和接種稀釋水的配制 稀釋水一般用蒸餾水配制,先通入經(jīng)活性炭吸附及水洗處理的空氣,曝氣2-8小時(shí),使水中DO接近飽和,然后20℃下放置數(shù)小時(shí)。臨用前加入少量氯化鈣、氯化鐵、硫酸鎂等營(yíng)養(yǎng)溶液及磷酸鹽緩沖溶液,混勻備用。稀釋水的pH值應(yīng)為7.2,BOD5<0.2mg/L。 接種稀釋水是在稀釋水中接種微生物,即在每升稀釋水中加入生活

7、污水上層清液1-10mL或表層土壤浸出液20-30mL或河水、湖水10-100mL,使pH=7.2,BOD5約在0.3-10mg/L之間為宜。配后立即使用。 2、水樣稀釋倍數(shù) 1)根據(jù)OC(地面水)或CODcr(工業(yè)廢水)值估計(jì),分別乘上相應(yīng)系數(shù); 2)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)等估計(jì)。 3、測(cè)定結(jié)果計(jì)算 1)對(duì)不經(jīng)稀釋直接培養(yǎng)的水樣:BOD5(mg/L)=C1-C2 2)對(duì)稀釋后培養(yǎng)的水樣: BOD5(mg/L)=[(C1-C2)-(B1-B2)f1]/f2 (二)其他方法 870直讀式BOD測(cè)定儀-1 BOD測(cè)定儀-2 BOD測(cè)定儀-3檢壓庫(kù)侖式BOD測(cè)定儀、微生物膜電極BO

8、D測(cè)定儀、呼吸計(jì)法BOD測(cè)定儀等均可直接顯示BOD測(cè)定結(jié)果。870型直讀式BOD測(cè)定儀則是根據(jù)測(cè)壓法的原理制成的。 四 總有機(jī)碳(TOC) 總有機(jī)碳是以碳的含量表示水體中有機(jī)物質(zhì)總量的綜合指標(biāo)。由于TOC的測(cè)定采用燃燒法,因此能將有機(jī)物全部氧化,它比BOD5、COD更能反應(yīng)有機(jī)物的總量?,F(xiàn)在廣泛應(yīng)用的測(cè)定方法是燃燒氧化-非色散紅外吸收法。 測(cè)定原理:將一定量水樣注入高溫爐內(nèi)的石英管,在900-950℃下,以鉑和三氧化鈷或三氧化二鉻為催化劑,使有機(jī)物燃燒裂解轉(zhuǎn)化為二氧化碳,然后用紅外線氣體分析儀測(cè)定CO2含量,從而確定水樣中碳的含量。(此為總碳量,TC) 要測(cè)TOC量,有兩種方法: 方

9、法一,先將水樣酸化,通入氮?dú)馄貧?,?qū)除各種碳酸鹽生成的CO2,然后再注入儀器內(nèi)測(cè)定。 方法二,把等量水樣分別注入高溫爐和低溫爐,則水樣中有機(jī)碳和無(wú)機(jī)碳均轉(zhuǎn)化為CO2,依次導(dǎo)入非色散紅外氣體分析儀,分別測(cè)得總碳(TC)和無(wú)機(jī)碳(IC),二者之差即為T(mén)OC。 五 總需氧量(TOD) 總需氧量是指水中能被氧化的物質(zhì),主要是有機(jī)物質(zhì)在燃燒中變成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所的氧量,結(jié)果以氧的mg/L表示。 用TOD測(cè)定儀測(cè)定TOD的原理是,將一定量水樣注入裝有鉑催化劑的石英燃燒管,通入含已知氧濃度的載氣(N2)作為原料氣,則水樣中的還原性物質(zhì)在900℃下被瞬間燃燒氧化。測(cè)定燃燒前后原料氣中氧濃度的減少量,便

10、可求得水樣的總需氧量值。 六 揮發(fā)酚類 酚中毒的治療 酚類為原生質(zhì)毒物,屬高毒類物質(zhì),在人體富集時(shí)出現(xiàn)頭痛、貧血,水中酚濃度達(dá)5g/L時(shí),水生生物中毒。酚類污染物主要來(lái)自煉油廠、洗煤廠和煉焦廠等。根據(jù)酚類能否與水蒸氣一起蒸出,分為揮發(fā)酚(沸點(diǎn)在230度以下)與不揮發(fā)酚(沸點(diǎn)在230度以上)。 揮發(fā)酚類的測(cè)定方法有容量法、分光光度法、色譜法等。尤以4-氨基安替比林分光光度法應(yīng)用最廣,對(duì)高濃度含酚廢水可采用溴化容量法。無(wú)論哪種方法,當(dāng)水樣中存在氧化劑、還原劑、油類及某些金屬離子時(shí),均應(yīng)設(shè)法消除并進(jìn)行預(yù)蒸餾。預(yù)蒸餾作用有二,一是分離出揮發(fā)酚,二是消除顏色、渾濁和金屬離子等的干擾。

11、4-氨基安替比林分光光度法測(cè)定原理:pH10.00.2的介質(zhì)中,在鐵氰化鉀的存在下,酚類化合物與4-氨基安替比林(4-AAP)反應(yīng),生成橙紅色的吲哚酚安替比林染料,在510nm波長(zhǎng)處有最大吸收,用比色法定量。該法所測(cè)酚類不是總酚,而只是與4-AAP顯色的酚,并以苯酚為標(biāo)準(zhǔn),結(jié)果以苯酚計(jì)算含量。 溴化滴定法測(cè)定原理:在含過(guò)量溴(由溴酸鉀和KBr產(chǎn)生)的溶液中,酚與溴反應(yīng)生成三溴酚,進(jìn)一步生成溴代三溴酚。剩余的溴與KI作用放出游離碘,與此同時(shí),溴代三溴酚也與KI反應(yīng)生成游離碘,用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定釋出的游離碘,并根據(jù)其耗量,計(jì)算出以苯酚計(jì)的揮發(fā)酚含量。 計(jì)算公式: 揮發(fā)酚(以苯酚計(jì),

12、mg/L)=(V1-V2)*C*15.68*1000/V 七 礦物油 水中的礦物油來(lái)自工業(yè)廢水和生活污水。礦物油漂浮于水體表面,影響空氣與水面的氧交換;分散于水中的油被微生物氧化分解,消耗水中的溶解氧,使水質(zhì)惡化,礦物油中還含有毒性大的芳烴類。 測(cè)定的方法有重量法、非色散紅外法、紫外分光光度法、熒光法、比濁法等。 重量法:是常用方法,不受油品種的限制,但操作繁瑣,靈敏度低,只適用于測(cè)定10mg/L以上的含油水樣。 測(cè)定原理:以硫酸酸化水樣,用石油醚萃取礦物油,然后蒸發(fā)除去石油醚,稱量殘?jiān)?,?jì)算礦物油含量。此法所測(cè)為水中可被石油醚萃取的物質(zhì)總量,可能含有較重的石油成分不能被萃

13、取。蒸發(fā)除去溶劑時(shí),也會(huì)造成輕質(zhì)油的損失。 非色散紅外法:是利用石油類物質(zhì)的甲基、亞甲基在近紅外區(qū)(3.4μm)有特征吸收,作為測(cè)定水樣中油含量的基礎(chǔ)。測(cè)定時(shí),先用硫酸酸化水樣,加Nacl破乳化,再用三氯三氟乙烷萃取,萃取液經(jīng)無(wú)水硫酸鈉層過(guò)濾、定容,注入紅外分析儀測(cè)其含量。標(biāo)準(zhǔn)油可采用受污染地點(diǎn)水中石油醚萃取物或混合石油烴。 紫外分光光度法:石油及其產(chǎn)品在紫外光區(qū)有特征吸收,如一般原油的兩個(gè)吸收峰波長(zhǎng)為225nm和254nm,輕質(zhì)油及煉油廠的油品吸收波長(zhǎng)位225nm,故可采用紫外分光光度法測(cè)定。水樣先用硫酸酸化,加NaCl破乳化,然后用石油醚萃取,脫水,定容后測(cè)定。標(biāo)準(zhǔn)油可采用受污染地

14、點(diǎn)水樣的石油醚萃取物。 八 其他有機(jī)污染物質(zhì) 氣相色譜儀 BOD測(cè)量的是可以生物降解的物質(zhì),COD測(cè)量的是可以化學(xué)降解的物質(zhì)(當(dāng)然包括可以生物降解的物質(zhì)),但在工業(yè)污水中,BOD和COD之間的有著巨大差異,因?yàn)橛袡C(jī)物通常不可生物降解,另外COD測(cè)量中還包含無(wú)機(jī)物的反應(yīng)以及N-和S-的化合物。總的來(lái)說(shuō),BOD就是測(cè)量細(xì)菌的活性,COD測(cè)量的是可被氧化物質(zhì)的量。 八種中各自的 BOD5與 cr(x)線性關(guān)系密切 ,其直線回歸方程分別為 : 1機(jī)械廢水 : y=0.2732x+1.80; 2冷卻廢水 :y=0.1285x+0.11; 3制藥廢水 :y=0.3922x+131.21;

15、 4紡織印染廢水 :y=0.4208x-2.49; 5食品加工廢水 :y=0.6126x+13.70; 6飲食廢水 :y=0.5992x+17.51; 7醫(yī)院廢水 :y=0.3439x-0.41; 8生活 :y=0.486x+17.02。 BOD5/COD指標(biāo) BOD5/COD指標(biāo)是5日生化需氧量與化學(xué)需氧量的比值,是污水可生化降解性的指標(biāo)。公式表示為BOD5/COD=(1-α)(K/V)式中:α為生化難以降解部分CODNB與COD之比;K為BOD5與最終生化需氧量BODU之比,為常數(shù)。從式中可以看出BOD5/COD值隨α增大而減小,故這一比值可反映污水可生化降解性的功能。通常

16、以BOD5/COD=0.3為污水可生化降解的下限。 SOD指的是底泥耗氧 用重鉻酸鉀法 在強(qiáng)酸性溶液中,用重鉻酸鉀將水中的還原性物質(zhì)(主 要是有機(jī)物)氧化,過(guò)量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑,用硫酸亞鐵銨溶液回滴,根據(jù)所消耗的重鉻酸鉀量算出水樣中的化學(xué)需氧量,以氧的mg/L表示。 反應(yīng)過(guò)程: Cr2O72-+14H++6e 2Cr3++7H2O Cr2O72-+14H++6Fe2+ 6Fe3++ 2Cr3++7H2O 6Fe2++試亞鐵靈 紅褐色 測(cè)定結(jié)果按下式計(jì)算: CDD(O2,mg/L)=〔(V0-V1)M81000〕/V 詳見(jiàn)GB11914-89《水質(zhì) 化學(xué)需氧量的測(cè)

17、定 重鉻酸鉀法》。 高錳酸鉀法 以高錳酸鉀溶液為氧化劑測(cè)得的化學(xué)耗氧量。我國(guó)新的環(huán)境水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中,已把該指標(biāo)改稱高錳酸鹽指數(shù),而僅將酸性重鉻酸鉀法測(cè)得的值稱為化學(xué)需氧量。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)建議高錳酸鉀法僅限于地表水、飲用水和生活污水。 按測(cè)定溶液的介質(zhì)不同,分為酸性高錳酸鉀法和堿性高錳酸鉀法。當(dāng)Cl-含量高于300mg/L時(shí),應(yīng)采用堿性高錳酸鉀法;對(duì)于較清潔的地面水和被污染的水體中氯化物含量不高(Cl-<300mg/L)的水樣,常用酸性高錳酸鉀法。當(dāng)OC超過(guò)5mg/L時(shí),應(yīng)少取水樣并經(jīng)稀釋后再測(cè)定。 酸性高錳酸鉀法:在酸性條件下的水樣中加入過(guò)量高錳酸鉀,在沸水浴上加熱30分鐘,利用高錳酸鉀將水樣中某些有機(jī)物及還原性物質(zhì)氧 化,反應(yīng)后剩余的高錳酸鉀用過(guò)量的草酸鈉還原,再以高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴過(guò)量的草酸鈉,通過(guò)計(jì)算求出水樣中所含有機(jī)物及還原性物質(zhì)所消耗的高錳酸鉀的量。 堿性高錳酸鉀法:在堿性溶液中,加過(guò)量高錳酸鉀加熱30分鐘,以氧化水樣中的有機(jī)物和某些還原性無(wú)機(jī)物,然后用過(guò)量酸化的草酸鈉溶液還原,再以高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液氧化過(guò)量的草酸鈉,滴定至微紅色為終點(diǎn)。 一般地表水和飲用水用高錳酸鉀法,而污廢水用重鉻酸鉀法

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