化工装置循环水中TOC与COD的线性关系探究

景小菊， 华 碧

(神华宁夏煤业集团煤化工分公司质检计量中心，宁夏 银川 750411)

化工装置循环水中TOC与COD的线性关系探究

景小菊， 华 碧

(神华宁夏煤业集团煤化工分公司质检计量中心，宁夏 银川 750411)

COD和TOC都是反映水体中有机物污染的程度。由于氧化率的不同，TOC相对于COD更能全面反映水体中有机物污染的程度。通过对某烯烃公司五大循环水中COD和TOC的数据相关性研究，建立了TOC与COD之间的线性回归方程，不但为循环水中TOC的监测提供数据支持，而且为工艺装置快速查漏提供依据。

化工装置循环水；COD与TOC；线性关系

化学需氧量(COD)是利用化学氧化剂(如重铬酸钾、高锰酸钾)将水中可氧化物质(如有机亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等)氧化分解，根据残留的氧化剂的量计算出氧的消耗量[1]。总有机碳(TOC)为水中有机物所含碳的总量，表示水体中有机物质总量的综合指标。所有含碳物质，包括苯、吡啶等芳香烃类有毒有害物质均能反映在TOC指标值中，所以TOC能完全反映有机物对水体的污染水平[2]。

理论表明，对只有单一有机物的水样进行COD和TOC测定时，如果没有其他物质干扰，且有机物完全被氧化为CO2和O2，COD=K×TOC，K=32/12=2.67。在实际水样中，由于COD和TOC的氧化率不同，且受水体中还原性无机物和难氧化有机物的影响，K值会有波动。

对于各种有机物TOC、COD间的转化率及其相关性，国外从1960年代就开始研究，甚至有些国家已在部分行业内以TOC的检测代替COD的检测。美国主要以TOC指标来监测水体中有机物含量。日本在20世纪70年代初期也把TOC指标列入日本工业标准[3]。中国从八十年代初开始对不同类型水体中的COD与TOC的相关性进行研究。本文通过对神宁化工烯烃公司五大循环水系统中COD和TOC的数据相关性研究，建立了TOC与COD之间的线性回归方程。

2 试验部分

2.1 主要仪器和试剂

TOC分析仪(德国耶拿)；微电脑COD仪(德国罗维邦)；邻苯二甲酸氢钾(优级纯)；COD试剂：0～150mg/L、0～1500mg/L。

2.2 研究对象

神宁化工烯烃公司有五大循环水场，一循循环水量80000m3/h，二循循环水量65000m3/h，三循循环水量40000m3/h，四循循环水量60000m3/h，五循循环水量10000m3/h。本试验采用同一时间同一人员在五大循环水场取样，分别使用德国罗维邦微电脑COD仪和德国耶拿TOC分析仪分析同一循环水样。通过同一水样的COD与TOC的数据比较，建立COD与TOC的线性关系。

3 结果与讨论

对烯烃各循环水场的COD与TOC进行测定，共56组比对数据。利用Q检验法对每一组数据进行取舍。将每组数据按大小顺序排列，计算可疑值与最邻近数据之差，除以最大值与最小值之差，所得商称为Q值。由于测得值是按顺序排列，所以可疑值可能出现在首项或末项。若可疑值出现在首项，则

查表1，若计算n次测量的Q计算比表中查到的Q值大，或相等则弃去，若小则保留。

Q计算≥Q(弃去)，Q计算

表1 舍弃商Q值表(置信度90%)

表2 1-3循环水COD与TOC的原始数据对应表

表2(续)

表3 4-5循环水COD与TOC的原始数据对应表

表4 舍去可疑值后的1-5循环水COD与TOC的数据对应表

舍去可疑值后，建立COD与TOC的趋势图，从图1中看出COD随着TOC变化而变化。于是建立COD和TOC的转换曲线，对实验数据采用最小二乘法进行回归分析，设定COD为y，TOC为x，则y=a+bx。求出截距a=0.8139和斜率b=1.658。

图1 循环水中COD与TOC的趋势图

对回归曲线进行相关性检验。对于一元回归分析习惯采用相关系数r来检验。通过公式(1)-(4)

(1)

(2)

(3)

(4)

计算r=0.6372。经查检验相关系数的临界值表5，得出在置信度90%，自由度f=6时，r90，6=0.6215，r>r90，6，所以COD与TOC之间存在很好的线性关系。

表5 检验相关系数的临界值表(置信度90%)

4 COD和TOC的分析优劣性的比较

表6 COD与TOC的分析优劣性比对表

通过120个样品的分析与比对，快速消解法测定COD的单个样品分析时间长，分析人员接触毒物，且分析所产生的废液需要二次处理。而TOC的测定时间短，操作简单，没有二次污染。

5 结论

通过实验研究，烯烃厂循环水COD与TOC之间的线性关系满足y=0.8139+1.658x。基于TOC的分析时间短，操作简单，可以监测循环水中TOC，通过线性关系转换为COD，用于指导生产。

[1] 国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法[M].北京:中国环境科学出版社，2002.

[2] 汪志国，李国刚.浅谈TOC与COD的关系[J].干旱环境监测，2001，15(1):1-3.

[3] 陈 光,刘廷良,孙宗光.水体中TOC与COD相关性研究[J].中国环境监测，2005，21(5)：10-12.

[4] 孙立岩，姚志鹏，张军等.地表水中TOC与COD换算关系研究[J].中国环境监测，2013，29(2):125-130.

(本文文献格式：景小菊， 华 碧.化工装置循环水中TOC与COD的线性关系探究[J].山东化工，2016，45(02)：74-76.)

2015-12-07

X832

A

1008-021X(2016)02-0074-03