超短時回餾法測定水中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)標準中規(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)。文章闡述了超短時回餾法測定水中CODcr的方法與國標、行標的對比，驗證了超短時回餾法在操作、耗時、耗能以及污水處理實際運行中的指導(dǎo)意義等各方面的可行性，對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)，它是表征水體中的還原性物質(zhì)的綜合性指標，如何快捷、簡便的測定水中的CODcr，是及時指導(dǎo)污水處理運行、檢驗污水處理效果的重要手段，通常可作為衡量水體中有機物的相對含量，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，對于河流和工業(yè)廢水的研究及污水處理廠的效果評價來說，它是一個重要并且易得的工藝參數(shù)，在污水處理運行當(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家重點企業(yè)中有35家企業(yè)廢水全部地滲，不對水環(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，把非點源污染物進行對照分配。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，及時對他們污水中CODcr的檢測與處理，對我市改善水環(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到環(huán)保要求等特點。

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行預(yù)沉降，去除廢水中較大顆粒和懸浮物，停留時間約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入?yún)捬醭剡M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150 m3，共6個，總900 m3，停留時間為12 h。

3 工藝流程

根據(jù)工程特點，本工程的工藝流程簡圖如圖1所示。

4 實驗方案設(shè)計

本實驗方案根據(jù)該污水處理工藝的特點合理設(shè)置水樣采樣點。在設(shè)計方案前已經(jīng)做了大量的分析實驗，了解該廢水在每個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，結(jié)合目前我國關(guān)于污水CODcr的監(jiān)測、檢驗標準，制定了本實驗的方法，并通過大量實驗，總結(jié)出了一定的規(guī)律，對于節(jié)能、短時、簡單、準確等各方面做了詳細的分析，如果應(yīng)用于廠礦企事業(yè)單位的污水處理的檢驗、監(jiān)測都會有不小的幫助。

根據(jù)文章實際的數(shù)據(jù)，對本實驗過程進行了一系列的研究和計算。

在行業(yè)標準中規(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，在這個反應(yīng)中，反應(yīng)時間和反應(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)時間，以此來盡量縮短CODcr的分析時間，盡管這樣當(dāng)反應(yīng)兩小時后，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，多長時間能被還原多少，或者說被還原的比例有多少?這個問題有些復(fù)雜，因為本身水中的污染物是不一定的，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，對于混合型污水的分析在反應(yīng)時間上下一個被還原的定論是不現(xiàn)實的，為此，本實驗只針對一類被污染的廢水來做這個實驗，應(yīng)該是現(xiàn)實的。

pH做為基本的污水指標，勢必成為供求的熱點，這對廣大的E-1312 pH電極制造商，比如美國BroadleyJames來說是個重大利好。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，測試準確，廣泛應(yīng)用于各級環(huán)保污水監(jiān)測以及污水處理過程。

本實驗針對我市某制藥廠生產(chǎn)紅霉素鉀鹽的生產(chǎn)廢水的污水處理過程，在各個不同的采樣點上，定時、定量采樣，安排定人、定時分析，采取行業(yè)標準分析方法和超短時回餾分析方法同時進行的辦法，堅持檢驗了一個月的時間，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，短時分析法比行業(yè)標準法得出的數(shù)據(jù)明顯要低，但是總的來說是普遍低一個水平，分析其原因，主要是因為廢水中還原性物質(zhì)被氧化的時間和反應(yīng)條件所決定的，在相同的反應(yīng)條件下，縮短回餾時間，就會得出結(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)的時間較短，仍能得出接近真實結(jié)果的數(shù)據(jù)，不難得出這樣的結(jié)論;增加回餾時間、提高回餾溫度，都會得出接近真實結(jié)果的數(shù)據(jù)，通過大量的實驗，可以總結(jié)出在相同反應(yīng)條件下，廢水水質(zhì)成分相對接近的樣品，在做過超短時回餾和標準回餾的對比后，可以得出一個系數(shù)，在實際的生產(chǎn)指導(dǎo)性分析中，*可以采用超短時回餾法來對CODcr進行規(guī)范的分析，在得出超短時回餾法的結(jié)論后，乘以通過實驗得出的那個系數(shù)，就能準確的表達水樣的CODcr值了。