教你輕鬆掌握COD和BOD那些事!
發布時間:2020-11-20      點(diǎn)擊次數:2654

關於COD和BOD,很多(duō)人(rén)也就知道COD是化學需氧量,BOD生化需氧量,還有老師們不下數萬次強調過的用B/C判定水的可生化(huà)性(xìng),然後就魔性的在大腦裏循環 0.3 0.3 0.3 0.3....

不過隨著自(zì)己經驗的逐漸積累,才發覺自己之前了解的都是些啥呀。深深體會到“紙上得來終覺淺,絕(jué)知此事(shì)要躬行”的那麽一點點真諦。


一、為什麽(me)需要BOD與COD

目前汙水最重要的處理(lǐ)方法是(shì)生化法特別是好(hǎo)氧法 。用微生物在好氧條件下降(jiàng)解有機物的氧氣消耗來表達有機物濃度,可(kě)行且有很強的實戰意義。因此需要BOD。無疑BOD應用無窮(qióng)長時間來測定,即BODu。這(zhè)也不現實。由於有實(shí)際意義的HRT不會太久(jiǔ),因此可以用幾十(shí)天的BOD來近似代替BODu。為避免硝化(huà)影響,時(shí)間還要再短一些,因(yīn)此一(yī)般(bān)使用20日BOD。

20日BOD測定周期也很長。目前流行的是5日BOD。據說5日標準是因為英國最長的河流從(cóng)源頭到入海不超過5日。英國是島國,如(rú)果美國也這麽定,密蘇裏河入海恐怕要一個月吧。因此5日沒有什麽特殊的物理(lǐ)意義。下(xià)文沒有特(tè)殊說明之處,BOD均為5日。為和社會工作周期吻(wěn)合,好些歐洲國家習慣用7日BOD。5日BOD時間也不短(duǎn),因(yīn)此需要(yào)更(gèng)快捷的方法。COD用激烈的化學氧化法,可以相對迅速獲得結果,彌補時間缺陷。

高錳酸鉀氧(yǎng)化性強,且自身顏色鮮明,可用作COD方法。高錳酸鉀顏色鮮明,特別適合在低濃度下準確測定,因此在給水領域盛行(háng)。日本在汙水領域也很流行。(所以日本(běn)廢水BOD經常表(biǎo)達得比COD還高,包括生活汙水)。

重鉻酸鉀在強酸條件下,加熱回流時氧化能力更粗暴,多數場合氧(yǎng)化充分。世界範圍內流行。下文沒有特殊說明之處,COD均為重鉻(gè)酸鉀法。

在更暴力的反應氛圍下,一把火(huǒ)燒(shāo)掉有(yǒu)機物,測定氧消耗量或二氧化碳產量(liàng),測定更可靠。此即TOD與TOC。明確知道汙(wū)水中(zhōng)各主要汙染物構成與(yǔ)比例,可以根據分子式直接計算,即理論COD。不過實際過程中往往不易實現或沒有必要實現。


二、 BOD與COD方法、儀器的內在缺陷

2.1 、BOD方法、儀器內在缺陷

BOD測定方法決定(dìng)了(le),實際使用水樣隻能消耗一部分(fèn)DO,對應有機(jī)物濃度(dù)範圍大約是幾個mg/L。有些(xiē)汙染物在(zài)這一濃度範圍內生化性(xìng)不壞,但是實際廢水中因汙染物濃度(dù)高,產生新(xīn)的物理、化學、生化性質,導致BOD假陽性。上述性質變化可能是滲透壓、pH、表麵性質(有表麵活性劑效應的物質(zhì)超(chāo)過臨界濃(nóng)度後影響傳質)等(děng)。這類(lèi)廢水啟動難,但(dàn)隻要反應器內不積累,很容易對付。

例1:滲(shèn)透壓—糖。糖生化性(xìng)極好,但(dàn)高濃度糖水的滲透(tòu)壓(yā)高,直接生化性極差。(南方的蜜餞就是用高濃度糖水來保鮮的)。因BOD測定方法缺陷,必須稀釋到幾個ppm水平才能測(cè)定,因此滲透壓問題被(bèi)繞過去了。當然不會有人(rén)直(zhí)接排放這麽高濃度的糖水,且即使蜜(mì)餞濃度高,進入生化係統後隻要糖可以在低濃度下降解,體(tǐ)係中始終(zhōng)不會出現積(jī)累滲透壓問題。

例2:pH—檸檬酸可(kě)直接進(jìn)入三羧酸循環,生化性(xìng)遠(yuǎn)超過葡(pú)萄糖。但到了一定濃(nóng)度,廢水明顯為(wéi)酸性(xìng),可(kě)以放幾個月都不臭。做過(guò)油脂工廠廢水(shuǐ)的朋友們對酸性緩衝溶液型廢水一定有有(yǒu)印象。當然用上一段(duàn)所提解決方法也好用。

例3:蛋白質變性—甲醛。甲醛測定BOD奇高。但高濃度(dù)甲醛別名是福(fú)爾馬林,可泡標本!

例4:極少數(shù)有機物因‘鎖鑰效應(yīng)’,濃度越高,越不利於降(jiàng)解。大家有興趣不妨查閱專業生物化學。

例5:界麵性質(zhì)—洗滌劑。這與BOD測定方法的另外一項內在缺陷有(yǒu)關(guān)。BOD測定水(shuǐ)樣(yàng)的(de)DO變化不可以太小,否則測定缺乏重現性。如果真能準確測定ppb級別的DO消耗值,其實直鏈型洗滌劑—LAS的生化性至少不是很差。問題是LAS濃(nóng)度稍(shāo)微高一點兒,就達到臨界濃度,改變界麵(miàn)性質,嚴重影響實際(jì)生化。

例6:鹹菜(cài)可(kě)長期保存,當然也難直接生化。向糖水中加入大量鹽分,測定BOD很高,但持續進入生(shēng)化係統後,雖然糖可降解,鹽卻幾乎沒有變化,後果是高BOD廢水把微生(shēng)物醃製成了鹹菜(cài)。此類廢水特點是:廢(fèi)水中有一(yī)些生(shēng)化惰性物質,低濃度下不(bú)影響生化甚至是微(wēi)生物必不可少的物(wù)質(例如氯離子、硫酸根離子等),一定濃度下影(yǐng)響廢水整體物理(lǐ)、化學性質。與前麵的5個例子不(bú)同,這類廢水不可能直接用生化(huà)法處理,但測定B/C也可能(néng)很高。此類廢(fèi)水算是一種特(tè)殊(shū)變例(lì)。

例7:油脂。各位(wèi)可注意過油(yóu)脂的BOD?生物(wù)油脂的生化性至少是不很差,做過屠宰廢水(shuǐ)的都知道。可是油脂實際平均降解(jiě)周期(qī)並不短,5日BOD並不高(gāo)。然而屠宰廢水的處理(lǐ)一般(bān)有幾個小時就可以獲得滿意效果,且反應器內不嚴(yán)重積累。因為有些有機物可以被微生物先吸附,相當於含在嘴裏,雖然消化時間可能像吞吃(chī)了羚羊的蟒蛇一樣長,但是—出(chū)水沒有羚羊。這一例子對於BOD電(diàn)極來說是個(gè)壞事:SS態有機物如何能(néng)被電(diàn)極迅速測定?

2.2 、COD方法(fǎ)、儀器內在缺陷

 物理缺陷:常規生(shēng)化處理,水溫頂多三十度(dù)出頭。重(chóng)鉻(gè)酸鉀法COD測定,加熱回流時,沸點70度(dù)以下的有機物會損失很多。現在開始流行的160度高(gāo)溫降解,影(yǐng)響更大。

化學缺陷:銀鹽催化(huà)對(duì)直鏈脂肪烴效果(guǒ)還可以,對(duì)芳香烴效果不是一般的差。

例8:吡啶實際生化性很差,可是測定B/C>>1。

例9:常見有機物:苯(注意取樣前充(chōng)分震蕩、乳化)、甲醛、鹽酸二甲胺、DMF、汽油(震蕩、乳化(huà))、氯仿(fǎng)、醋酸(suān)、甲醇、醋酸銨,COD與理論值都差很遠,且(qiě)缺少重現性,數據可以令人崩(bēng)潰(kuì)。

選擇(zé)重(chóng)鉻(gè)酸鉀法的氧(yǎng)化性在一些場合不夠(gòu)強,不(bú)能代表全部有機物;然(rán)而對無(wú)機物,有時也一鍋端氧化。

例10:亞鐵。當然可以被氧化,否則如何用亞鐵鹽滴定?可是這是一種常見(jiàn)無(wú)機(jī)物。

例11:雙氧水。也(yě)是無機(jī)物,且理論上雙氧(yǎng)水的COD是負值(zhí)。實(shí)際上會(huì)被重鉻酸鉀一鍋煮掉,而且是缺少重現性的正值。搞Fenton的水友有(yǒu)體會(huì)吧 。


三、BOD與COD的運用性(xìng)缺陷

1、政府

為所有汙染物分(fèn)別製訂標準不現實,為有共同特性的汙(wū)染物製訂半經驗(yàn)標準成本更低。因(yīn)此,政府將BOD、COD列入國(guó)標,並成為最重要標準;各國標準均是。

2、科(kē)研與設計

如何判斷不(bú)同(tóng)廢水處理使用的反應器或微生物性能?也需要一個統一指(zhǐ)標,一(yī)般也(yě)用BOD、COD。實際上對(duì)不同生化性廢水(shuǐ)來說,該指標沒有直接可對比性。同樣,科研設計用哪一個指標也完全是習慣。對(duì)於已知生化性質汙水,當然可以(yǐ)放心選用其中一個指標。最典型的(de)是生活汙水,各地汙(wū)水(shuǐ)廠(chǎng)一般(bān)都是按照BOD負荷設計,沒什麽,好比用公斤還(hái)是用磅,無所謂。當然(rán),如果喜歡用7日或其它時間的BOD也可以,相應調整一些常數就行。但是對工業廢水來說,應(yīng)慎(shèn)重。與生活廢水生化性質接近的廢水,例(lì)如食品工業廢水,一般可以放心選用BOD負荷。其(qí)它工業廢水,如果無法獲得現成參數,一般應作小試。小試一(yī)般可以作出有效負荷,但很少能直接獲得風量與剩(shèng)餘汙泥量指標。如果廢水B/C不高,那麽氣量、剩餘(yú)汙泥產量等指標可能有重大偏差(chà)。一般汙泥處理設施餘量比較充分,但風量不足的話,修正難度可(kě)不小。此類場(chǎng)合還是用COD為原始參數更好。注意,本節默認了COD測定不存在重大缺陷。如果(guǒ)存在重大缺陷,用COD也未必可靠。這類場合還是(shì)用TOC或TOD吧,再麻(má)煩也勝過(guò)開工(gōng)後再修改。

3、高(gāo)級別運用

根據B/C,預估生化(huà)性(xìng)能。對未知特性廢水,一般可以根據測(cè)定B/C來粗略估計生化性能,前提(tí)還是假定BOD、COD測定方法(fǎ)沒有缺陷。如果(guǒ)願意用其它時間BOD與COD的(de)比值來粗(cū)估生化性能,也可以,相應調整數值即可。既然目(mù)前5日(rì)BOD的相關資料(liào)最全,那麽(me)還(hái)是(shì)優先用5日B/C吧。此外,還有一些預估生活性(xìng)能的旁門左(zuǒ)道功夫,算是偏方,供各位參考。注意,不是一切場合都適用,否則就不(bú)是(shì)偏方了。一般分子量大不易降解。分子為環狀構(gòu)造的(de)不易降解。分子上活性基團少的不易降(jiàng)解。分子支鏈發達(dá)的不易降解。人不吃的不易降解。不易發臭、不易長毛的不易降解。注(zhù)意有些廢水適當稀釋(shì)後容易發臭(chòu)或長毛,原(yuán)始狀態不容易,例如糖(táng)蜜廢水。


3.3.2 根據BOD、COD變化趨勢,判斷相(xiàng)關問題。這裏要詳細論述的話,可以寫一本(běn)書。例如對生化池入水、出水、沉澱上清(qīng)液、混合液(yè)、汙泥脫出水分等水(shuǐ)樣分別測定後(hòu)分析、推理,可以(yǐ)獲(huò)得很多信息。具體怎(zěn)麽分析、判斷,在下水平(píng)有限,時間(jiān)有限,就不囉嗦了。不僅僅是生化池,其它處理節點、手段都可以運用,而且也不僅僅是BOD、COD,其它指標也(yě)要聯合考(kǎo)慮。這(zhè)一節內容,差不多全看個(gè)人修為,要(yào)有良好的內功基礎,初級水友運用要小心。本節具體(tǐ)問題太多太大。


估算其它參數。COD、BOD與其它參數沒有必然聯係(xì),但如果知道汙染物構成特性,可以根據COD估算一(yī)些參數,有些場合很方便。

例12:MLVSS。汙水廠一般有馬弗爐,可測(cè)定MLVSS,但常規中小汙水工程一般隻能測定MLSS。好些工業廢水含有細小SS,其生化池內MLVSS/MLSS並(bìng)非常數,且未必穩定。既然活性(xìng)汙泥幹重主要構成為多糖與蛋白質(zhì),理論COD當量都(dōu)在1—1.1間,完全可以用COD方法測定,結(jié)果近似等於MLVSS。(原則上應扣除濾液COD,但實際上一般可(kě)以忽略)。

例13:SS。不是所有SS都能被濾(lǜ)紙測定(dìng);不是所有公司都配備0.45um微孔濾膜抽濾裝置;對缺少驗證的廢水,光度法或濁度法不可靠。但如果知道SS大致化學構成,且有足夠把握確定溶解態COD物質不很高,就可以用COD法來測定。那麽如何知道SS構成?一(yī)般是向上遊車間調查。例如天然纖維類粉末一般COD當量為1.1,化纖類粉末一般為2—3,油類為(wéi)3—3.5、肉(ròu)末、毛發碎屑為1.1。如果SS是多種物質構成(chéng),隻要比例大致不變,也可(kě)以用這一招。如(rú)果比(bǐ)例也多變,那就沒有辦法了。

例14:TKN。TKN測(cè)定很(hěn)麻煩,且往往(wǎng)第二天才能(néng)有數據。如果水中汙染物化學構成基本不變,完全可以用COD來換算(suàn)TKN。實際上有些分析人員就是這(zhè)麽作的,即使不知道原理,沒有練過內功,照(zhào)樣可(kě)用九陰白骨爪。

根據上遊特點,估算COD、BOD 根據(jù)分子式,可以推算理論COD。對規劃中又缺乏參照的工廠,這一條(tiáo)很有用。上遊生(shēng)產使用的工藝、原料、輔料、中間產物,可以通過物質(zhì)守恒定律,計算下遊水中汙(wū)染物指標。實際上多(duō)數工廠汙染物尤其是惡性汙染物最大來源一般是(shì)跑冒滴漏,因此實際廢水指標可能要高得多。但至少可以判斷BOD、COD測(cè)定(dìng)中(zhōng)是(shì)否會出現(xiàn)假陽性結果。


四. 初步結(jié)論

1、BOD是一個有先天缺陷的測定指標。

2、BOD是一個半經驗指標(biāo)。

3、BOD不(bú)代表可降解有機物(當(dāng)然更不代表不可降解有機(jī)物)。

4、COD也是一個有先天性缺陷(xiàn)的指標,但比BOD可靠(kào)性好一些。

5、COD經驗性色彩比BOD弱一些。

6、COD一(yī)般可以代表有機(jī)物總量。

7、BOD/COD判據在多數場合(hé)可用。(如果詢問具體哪些場合,我隻能回答:先去練內功)

8、COD-BOD作為經驗判據很勉強,甚至不夠作判據(jù),不可用場合比例太大。初級水友要小心。當然理論COD-無窮大或充分(fèn)大時間段BOD可以作充分判據,但實際中很難獲得這一數據。

9、生活汙水、食品工業汙水使用BOD作工程計算(suàn),也可(kě)以。化工廢水用BOD來(lái)計算各(gè)池(chí)、各機械風險很大,特別是風量。初級水友小(xiǎo)心。

各位當然還要用BOD、COD。但用的時候最好能思(sī)考一下,尤其是難(nán)降解場(chǎng)合,不要踩地雷。


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