环境管理需求下的COD在线监测技术改进研究

环境管理需求下的COD在线监测技术改进研究

陈利英

浙江环茂自控科技有限公司浙江省杭州市311100

摘要：在文章中，笔者将通过对COD在线监测技术和该技术的应用现状所进行的分析，深入研究在环境管理需求下COD在线监测技术的改进措施。

关键词：环境管理；COD；在线监测技术

一、COD在线监测技术的研究

主要有以下几个方面：第一，监管方面。从目前应用情况来看，COD在线监测技术主要需求在于成产总量减排、排污权信息审核、信息公开化以及环境风险监测等诸多领域。首先，在总量减排与排污权交易方面，COD是总量减排标准之一，又属于全国各地排污权场地试用的范围，所以对COD进行排放的总数据量监测有非常重要的需要。其次，产生的污染源消息及时公开。这就要求在重点污染源问题解决中，要及时公开。信息中需包含自动监测的COD浓度和大气排放量等。最后，环境监测与统计方面的要求。在环境监测中重点是在线监测环境质量稳定性与可持续性的好坏，能够真实的非常可靠的显示污染排放趋势，以保证所建模型输入和输出的数据质量。第二，监管指标方面。我国的COD在线监测主要包括浓度和总量监测。浓度监测要求准确度非常精准，但是对监测数据频率要求是非常低的。总量监测不仅仅是要求浓度监测准确度非常高，而且对监测数据频率要求也比较高；因为监测频率越高，就越能够捕捉污染排放的峰谷和趋势变化。第三，监管对象方面。污染源监管主要包括污水处理厂和工业源。污水处理厂空间规模非常庞大，对生活污水COD控制的成败有重要影响。而工业源是重要庞大的污染根源，需要重点监管，而且由于不断纳入城市管网，因此工业污染源纳管COD浓度的在线监测对整个污水处理系统有非常重要意义。

二、COD在线监测技术的应用现状分析

1.COD常见的在线监测技术

COD在线监测技术有很多，常见的有重铬酸钾消解－氧化还原滴定法、重铬酸钾消解－光度测量法、重铬酸钾消解－库仑滴定法、湿式臭氧法、TOC法、UV法等。调研发现目前我国主要使用其中两类。一类是以国标经典法为原理的重铬酸钾型，另一类是以紫外(UV)法为原理；此外还有部分TOC仪。其中重铬酸钾型监测仪较为常用，特别是光度测量法和氧化还原滴定法，比UV法应用更多，而TOC仪在我国应用时往往没有将结果转换为COD。特别是UV法最初在我国的应用案例较多，由于没有严格选择适用水质，一些反面案例影响了市场对UV法的信任。大量文献显示，重铬酸钾型优点明显，如:适用水质范围广，与监管依据的国标法原理一致，技术简单成熟，价格便宜。而缺点同样明显，如:相比同原理的实验室方法，在线仪器测出的数据并不十分准确，测量精度也不高，往往需要人工校正；测量慢，通常为1-2h；故障率比较高，可靠性较低；会产生含汞的强酸废液，带来二次污染。而UV法的缺点主要体现在两个方面：第一，对待测水样的水质要求比较高。因紫外光对不饱和烃和芳香族化合物有吸收，对饱和烃基本无吸收，故对含醇、糖类较高的污水检测不能采用UV法；浊度、色度、悬浮物对紫外光的吸收影响也较大，故而对于水质不稳定的废水无法得到紫外光吸收量与COD值确定的相关性。但是，由于醇、糖等饱和烃均为有价值的资源，在循环经济和清洁生产技术日益深入我国工业生产的情况下，废水中大量含有此类物质的可能性越来越小。一般情况下，废水中含有的有机物以不饱和烃为主。另外，一部分UV测定仪器具有浊度补偿功能。因此，在充分理解UV法特性的基础上，仍然可以实现其在废水管理中的有效使用。第二，UV法直接测定的指标是吸光度，跟TOC法一样需要经过转换才能表征COD，而我国尚未出台相关转换标准，通常由仪器公司提供经过现场标定的转换公式。但是UV法的优点也同样明显，如：属于国家允许的产品清单范围内；对适用的水样，数据准确度、测量精度都很高；测量迅速，2s读取一个数据；故障率较低，可靠性很高，部分品牌仪器具有自清洁功能，基本免维护；无废液产生，不存在二次污染；无需反复添加试剂，运营成本较低且简便。

2.COD在线监测技术的常见问题

通常COD在线监测技术的常见问题有：第一，准确度差距，目前安装COD在线监测仪器准确度还不能达到所需要的要求。一方面是技术问题，在线监测COD分析方法与试验存在一定的误差，产品可靠性低，监测过程中形成的巨大差异使得业内无法完全肯定COD在线监测数据精准性。故障率不断提高，由于废水水质不稳定性、冲击负荷出现频繁而导致UV法不稳定。第二，监测频率差距，由于我国的污染的根源采用重铬酸钾型的COD在线监测仪，所取得的结果周期一般比较短，这对于不稳定水质来说，检测频率过低，非常容易遗漏一些临时冲击负荷。第三，我国目前几乎所有的COD在线监测设备采用的都是以重铬酸钾型的氧化还原滴定法和光度测量法为原理设计制造的仪器。其中氧化还原滴定法仪器使用最多，因为这种方法的仪器从原理到检测过程和实验室方法中的国标经典法完全一致，政策风险较小。此外，由于仪器价格的原因，此类方法的国产仪器的占有率大大高于进口仪器，而由于国产仪器的废液产生量数倍于进口仪器，废液中存在大量的汞、铬和强酸，存在二次污染隐患。随着在线监测仪器安装的日益增多，如果处理不好会产生非常恶劣的后果。归根结底，测定COD的目的是改善水环境质量，而不是仅仅为测定COD数值。因此，检测仪器本身应尽可能达到低环境负荷。在这方面，UV法的“零试剂”有明显优势。第四，COD在线监控装置产品质量水平和监督还有待进一步提高。COD在线监控装置产品质量体现在两方面：一是故障率高，二是质量监督力度不足。尽管《污染源自动监控管理办法》(国家环境保护总局令2005年第28号)要求“自动监控设备中的相关仪器应当选用经国家环境保护总局指定的环境监测仪器检测机构适用性检测合格的产品”，且目前水质污染监测仪器已经列入环境监测强制检定目录，按照国家计量法规定必须强制检定，但是由于计量部门缺乏此类仪器检定的资质、技术，使得年检工作开展十分有限。

三、COD在线监测技术改进的建议

综上所述，要改善我国的COD在线监测现状，需要从技术、应用模式、监管体系等方面进行改进。第一，在技术方面，重铬酸钾型在线监测仪能提高消解速度，缩短单样本的监测周期；降低仪器故障率；增加对废液的处理。UV法在线监测仪能提高数据模型处理水平，增强其抗干扰能力，以提高对水质的适应能力；制定UV法吸光度与COD之间的数值转换标准。第二，技术进步可提高监测数据的执法可靠性，但是应用模式改进可以进一步挖掘在线监测仪器当前的潜能，还可以带动其他监测仪器、专业模型软件、系统控制与管理软件、配套硬件以及专家咨询等上下游产业。例如：UV法在线监测仪服务于中国正在兴起的工艺运行监测，挖掘新的市场，既可基于单个工艺单元监测，重点控制个别单元的运行参数调节或故障预警；也可着眼于污水厂整体精细化运营，以监测数据支撑系统控制模型，达到稳定出水、精确曝气/加药、节能降耗等整体运营优化目标。第三，提高在线监测的同时也需要加强监管。在监测过程中除了质量检查以外，还可以建立在线监测产品资质的退出标准，这样就可以达到防篡改性能的数据采集传输技术要求的标准。

参考文献

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[2]徐玉宏.COD在线监测对比结果不合格原因分析[J].环境与可持续发展,2011(01).

[3]袁雅姝，傅金祥，刘军.紫外分光光度法测COD影响因素研究[J].辽宁化工,2010(04).