超短時(shí)回餾法測定水中CODcr在制藥廠污水處理監(jiān)測中的應(yīng)用

摘要：化學(xué)需氧(Chemical Oxygen  Demand)簡稱COD，CODcr在我國頒布的環(huán)境水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定是以酸性重鉻酸鉀法測定的值稱為化學(xué)需氧量，和它有區(qū)別的是CODMn被稱為高錳酸鹽指數(shù)。文章闡述了超短時(shí)回餾法測定水中CODcr的方法與國標(biāo)、行標(biāo)的對(duì)比，驗(yàn)證了超短時(shí)回餾法在操作、耗時(shí)、耗能以及污水處理實(shí)際運(yùn)行中的指導(dǎo)意義等各方面的可行性，對(duì)于改善安陽市制藥行業(yè)污水狀況有著極其重要的指導(dǎo)意義。

在自然界的循環(huán)中，還原性物質(zhì)，特別是有機(jī)化合物在生物降解過程中消耗水中溶解氧(Dissolved  Oxygen，簡稱DO)而造成氧的消失，溶解氧的缺失會(huì)破壞環(huán)境和生物群落的平衡并帶來不良影響，從而引起水體惡化。

化學(xué)需氧量是指水體中易被強(qiáng)氧化劑氧化的還原性物質(zhì)所消耗的氧化劑的量，結(jié)果折算成氧的量(以mg/L計(jì))，它是表征水體中的還原性物質(zhì)的綜合性指標(biāo)，如何快捷、簡便的測定水中的CODcr，是及時(shí)指導(dǎo)污水處理運(yùn)行、檢驗(yàn)污水處理效果的重要手段，通常可作為衡量水體中有機(jī)物的相對(duì)含量，它的作用與醫(yī)生以提問判斷人的一般健康狀態(tài)有些相似，對(duì)于河流和工業(yè)廢水的研究及污水處理廠的效果評(píng)價(jià)來說，它是一個(gè)重要并且易得的工藝參數(shù)，在污水處理運(yùn)行當(dāng)中起著必不可的重要作用。

1 安陽市制藥廠污水特征及現(xiàn)狀

安陽市點(diǎn)源廢水年排放總量為18 946.44萬t，年排COD 54 517.09 t、NH3-N 2 978.68 t，其中工業(yè)企業(yè)256家，年排廢水13  557.06萬t，年排COD 41 602.02 t。全市可以入河的城市生活污水年排放量為5 389.37萬t，年排COD 12  915.07噸。256家重點(diǎn)企業(yè)中有35家企業(yè)廢水全部地滲，不對(duì)水環(huán)境功能區(qū)產(chǎn)生影響：這部分企業(yè)年排廢水853.01萬t，占工業(yè)源調(diào)查總量的6.29%，年排COD  988.08  t，占工業(yè)源調(diào)查總量的2.38%。結(jié)合安陽市具體情況，安陽市非點(diǎn)源入河系數(shù)取0.01，根據(jù)河流流域面積和功能區(qū)長度，把非點(diǎn)源污染物進(jìn)行對(duì)照分配。其中，安陽市制藥企業(yè)由于長期在省內(nèi)具有一定優(yōu)勢，發(fā)展迅速，有一些小型企業(yè)趁勢而上，逐步用較為簡陋的技術(shù)處理手段占領(lǐng)了一部分市場，他們加重了污水中CODcr占有的總量，造成了比較難解的影響，及時(shí)對(duì)他們污水中CODcr的檢測與處理，對(duì)我市改善水環(huán)境有著極其重要的作用。本次以其中某廠為例，論述超短時(shí)回餾法測定水中CODcr在制藥廠污水處理監(jiān)測中的應(yīng)用。

2 某制藥廠污水處理工藝概況

該廠目前主要生產(chǎn)經(jīng)霉歌素K鹽，另外生產(chǎn)慶大霉素等抗生素類藥物，所排放的生產(chǎn)廢水具有污染嚴(yán)重、日排放水量大、直接排放污染分環(huán)境且簡單處理難以達(dá)到環(huán)保要求等特點(diǎn)。

某制藥廠污水處理采用的處理工藝為：

①集水池。集水池容積約為400 m3。

②預(yù)沉池。預(yù)沉池容積約為300 m3，采用高分子絮凝劑進(jìn)行預(yù)沉降，去除廢水中較大顆粒和懸浮物，停留時(shí)間約5～6 h。

③水解池。水解池容積約為400 m3，主要作用是使高濃度有機(jī)廢水先行發(fā)生水解反應(yīng)，使水中CODcr得到初步降解，停留時(shí)間為35～40 h。

④厭氧池。厭氧池容積約600 m3，由水解池泵入的廢水進(jìn)入?yún)捬醭剡M(jìn)行厭氧消化，廢水的污染程度在此反應(yīng)器內(nèi)得到很大程序的降解，停留時(shí)間約40 h。

⑤中間調(diào)節(jié)池。中間調(diào)節(jié)池容積約300 m3，它的作用是調(diào)節(jié)由厭氧而來的廢水CODcr，使得廢水更適宜于下一處理單元的處理工藝。

⑥好氧池。好氧池容積為單個(gè)150 m3，共6個(gè)，總900 m3，停留時(shí)間為12 h。

3 工藝流程

根據(jù)工程特點(diǎn)，本工程的工藝流程簡圖如圖1所示。

4 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)方案根據(jù)該污水處理工藝的特點(diǎn)合理設(shè)置水樣采樣點(diǎn)。在設(shè)計(jì)方案前已經(jīng)做了大量的分析實(shí)驗(yàn)，了解該廢水在每個(gè)處理工序單元中的污染程度，其中在水解池前，其CODcr一般維持在13  000～18 000 mg/L之間，在厭氧池前，其CODcr一般在1 500～1 800 mg/L之間，在氧化池后CODcr一般在120～200  mg/L之間，根據(jù)廢水的CODcr的特點(diǎn)，結(jié)合目前我國關(guān)于污水CODcr的監(jiān)測、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，制定了本實(shí)驗(yàn)的方法，并通過大量實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出了一定的規(guī)律，對(duì)于節(jié)能、短時(shí)、簡單、準(zhǔn)確等各方面做了詳細(xì)的分析，如果應(yīng)用于廠礦企事業(yè)單位的污水處理的檢驗(yàn)、監(jiān)測都會(huì)有不小的幫助。

根據(jù)文章實(shí)際的數(shù)據(jù)，對(duì)本實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行了一系列的研究和計(jì)算。

在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的CODcr檢測方法中，其方法原理利用了重鉻酸鉀的強(qiáng)氧化性來氧化被污染的水中的還原性物質(zhì)，再以硫酸亞鐵銨定量滴定反應(yīng)后剩余重鉻酸鉀的量，以反應(yīng)中消耗的重鉻酸鉀的剩余量來指示水中的CODcr的指標(biāo)，在這個(gè)反應(yīng)中，反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)速率是很關(guān)鍵的，所以考慮添加了硫酸銀來催化反應(yīng)時(shí)間，以此來盡量縮短CODcr的分析時(shí)間，盡管這樣當(dāng)反應(yīng)兩小時(shí)后，仍不可能100%反應(yīng)*，這當(dāng)然不僅僅是氧化速度的問題，其中主要存在的一個(gè)問題是被氧化的還原性物質(zhì)是不是在分析控制的條件下就能得到還原或是部分還原，多長時(shí)間能被還原多少，或者說被還原的比例有多少?這個(gè)問題有些復(fù)雜，因?yàn)楸旧硭械奈廴疚锸遣灰欢ǖ?，那么，既然污染物不一定，則它的被氧化性就不可能是一致的，因此，對(duì)于混合型污水的分析在反應(yīng)時(shí)間上下一個(gè)被還原的定論是不現(xiàn)實(shí)的，為此，本實(shí)驗(yàn)只針對(duì)一類被污染的廢水來做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該是現(xiàn)實(shí)的。

pH做為基本的污水指標(biāo)，勢必成為供求的熱點(diǎn)，這對(duì)廣大的E-1312 pH電極制造商，比如美國BroadleyJames來說是個(gè)重大利好。美國BroadleyJames做為老牌的E-1312 pH電極制造商，必將為中國的環(huán)保事業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我們美國BroadleyJames生產(chǎn)的E-1312 pH電極經(jīng)久耐用，質(zhì)量可靠，測試準(zhǔn)確，廣泛應(yīng)用于各級(jí)環(huán)保污水監(jiān)測以及污水處理過程。

本實(shí)驗(yàn)針對(duì)我市某制藥廠生產(chǎn)紅霉素鉀鹽的生產(chǎn)廢水的污水處理過程，在各個(gè)不同的采樣點(diǎn)上，定時(shí)、定量采樣，安排定人、定時(shí)分析，采取行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)分析方法和超短時(shí)回餾分析方法同時(shí)進(jìn)行的辦法，堅(jiān)持檢驗(yàn)了一個(gè)月的時(shí)間，得到了一些規(guī)律，總結(jié)如下：

通過上文的分析，我們不難看到，短時(shí)分析法比行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)法得出的數(shù)據(jù)明顯要低，但是總的來說是普遍低一個(gè)水平，分析其原因，主要是因?yàn)閺U水中還原性物質(zhì)被氧化的時(shí)間和反應(yīng)條件所決定的，在相同的反應(yīng)條件下，縮短回餾時(shí)間，就會(huì)得出結(jié)果偏低的結(jié)論，適當(dāng)?shù)奶岣呋仞s溫度(即反應(yīng)劇烈)，即使是反應(yīng)的時(shí)間較短，仍能得出接近真實(shí)結(jié)果的數(shù)據(jù)，不難得出這樣的結(jié)論;增加回餾時(shí)間、提高回餾溫度，都會(huì)得出接近真實(shí)結(jié)果的數(shù)據(jù)，通過大量的實(shí)驗(yàn)，可以總結(jié)出在相同反應(yīng)條件下，廢水水質(zhì)成分相對(duì)接近的樣品，在做過超短時(shí)回餾和標(biāo)準(zhǔn)回餾的對(duì)比后，可以得出一個(gè)系數(shù)，在實(shí)際的生產(chǎn)指導(dǎo)性分析中，*可以采用超短時(shí)回餾法來對(duì)CODcr進(jìn)行規(guī)范的分析，在得出超短時(shí)回餾法的結(jié)論后，乘以通過實(shí)驗(yàn)得出的那個(gè)系數(shù)，就能準(zhǔn)確的表達(dá)水樣的CODcr值了。