TOC与COD的比较doc10.docx
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TOC与COD的比较doc10
TOC与COD的比较（doc10）
1．COD（化学耗氧量）
－ 不充分氧化有机物（芳香烃尖有机物、环状氮化合物等）
－ 亚硝酸、铁（Ⅱ）、硫化物等无机还原物也可氧化，使测试结果偏高
－ 测试时刻长（国标法测试时刻：
2小时）
－ 使用药品量大，爱护治理繁琐，爱护治理费用高。
－ 排放有害物质，（Cr6+和汞）
－ 由于使用强酸（浓硫酸）和强氧化剂（重铬酸钾），容易造成部件腐蚀。
－ 在线COD与国标法中的COD含义并不相同，因为反应条件、反应时刻等不同，造成测试结果不一致。
在线COD与国标中COD是否相同？
COD是通过测试样品中的有机物在氧化剂（重铬酸钾）氧化过程中，所消耗掉的氧化剂的量，从而间接地得出样品中有机物浓度的一种方法。
COD是一种试验方法，并不是分析方法。
－ 物质世界中并没有COD这种成分，或元素。
－ 在测试特定成分或元素时，即使测试方法不同，但只要准确测试出需测试的成分或元素即可。
－ 而COD则不同，必须严格按照规定方法的条件和程序进行分析，这点专门重要。
在COD测试中，有机物的氧化率专门容易受到氧化剂或药品种类、浓度以及加热温度、反应时刻的阻碍。
－ 氧化剂：
重铬酸钾（K2Cr2O7）
－ 氧化催化剂：
硫酸银（Ag2SO4）
－ 屏蔽剂（防氯离子干扰物）：
硫酸泵（HgSO4）
－ 加热条件：
加热至沸2小时
由上能够看出，必须严格按照规定方法进行测试，否则COD的测试结果大不相同。
然而，即使按国标法的在线COD也存在一些咨询题：
－ 重铬酸钾中含有有害Cr6+
－ 硫酸银价格昂贵，运行成本高
－ 硫酸泵含有害水银
－ 2小时加热关于在线分析，时刻太长。
为了解决这些咨询题，人们采取各种方法，例如：
不使用有害试剂，缩短测试时刻等，结果显现了与国标法不同的在线“COD计”。
目前所销售的在线COD计不管试剂种类、浓度、加热时刻、温度等都不是严格遵守规定方法的COD。
这些在线COD计都只是使用了在线COD的名称，而测试方法却与国标法截然不同。
越追求安全、方便、迅速的在线测试方法，离国标法就越远。
2．总有机碳（TOC：
TotalOrganicCarbon）
几乎所有的有机物均可检测，氧化率约100%（专门是燃烧式TOC）
测试迅速、精确度高、灵敏度高－适合在线分析
不使用氧化试剂，爱护治理少，运行成本低，是COD测试的十分之一。
在欧美及日本等发达国家已广泛使用TOC治理废水及水处理.
．TOC测试仪的差不多原理
一样情形下，水中的无机碳包括碳酸盐和碳酸氢盐，有机碳（TOC）存在于所有的有机化合物中，这两种碳素统称为总碳（TC），三者的关系如公式[1]所示：
TOC=TC–IC[1]
因此，测量已除去无机碳的样品（称为试样）中的总碳量，从而测量有机碳的总量（TOC作为水污染指标）。
．TOC测试的测量原理
“Toray”自动TOC分析仪是采纳全自动间歇式盐酸曝气法去除无机碳的在线检测仪器，采纳低温密封燃烧技术，用非发散红外法测量去除无机碳后的试样，以获得总有机碳的含量。
供给TOC分析仪的试样进入曝气筒中，以去除无机碳：
经冲洗装置以置换分析仪管路中往常残留的试样后，称取定量的水样，加入定量的盐酸，在预先设定的时刻内进行曝气，去除无机碳。
氮气或洁净的空气（去除CO2）作为载气连续供向红外分析仪、燃烧炉和去湿器。
试样燃烧过程中，试样要在650℃条件下燃烧，以免产生水雾污染红外分析仪的室壁，而且保证试样在650℃下充分燃烧，这时停止供应载气，燃烧管要密封，取定量的已除去无机碳的试样加入到密封的燃烧管中，在设定的时刻内进行燃烧，有机污染物质进行完全氧化。
之后，密封的燃烧管解除密封状态，进入稳固状态。
燃烧所产生的所有的气体与载气一起在去湿器中除去湿气后，进入红外分析仪，得到燃烧气体中CO2浓度的电子信号。
通过自动零点补偿后，经线形信号转换，显示TOC浓度，或以趋势图或波峰的形式记录下来（外部输出转换）。
3．TOC与COD的有关性
为了及时了解水质变化动态，专门是为了及时监督废水排放，目前国内外已广泛采纳TOC监测。
TOC与COD、BOD5之间有一定的有关性，但不同行业有关系数不同。
当水体中有机物的组成相对稳固时，TOC与COD之间具有稳固的有关关系，只要通过对比实验，就能找到有关系数。
例如日本总结出在四种行业排放的废水中COD与TOC的有关关系：
行业
有关关系
有关系数
食品加工
COD=0.85TOC+15
r=0.914
纺织工业
COD=0.98TOC+0.24
r=0.972
造纸业
COD=1.10TOC+22
r=0.896
污水处理厂
COD=1.1TOC+3.6
r=0.965
在中国，自2000年9月，我公司在浙江嘉兴民丰造纸厂，利用日本东丽公司制造的TOC-620在线测定仪测定排放废水的TOC值，同时用实验室的标准方法测定同一水样的COD值，结果如下：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
仪器测定的TOC值（mg/l）
8.9
31.8
27.5
23.6
34.75
20.8
18.95
12
10.95
标准方法测定的CODCr值（mg/l）
48.6
123.1
105.9
94
130.4
86.7
80.3
59.45
56.95
得其关系为：
COD=3.14TOC+21.31r=0.9992
其线性如下图：
COD（mg/l）
140
●
120
●
100
●
●
80
60
●
●
40
20
10
20
30
40
TOC（mg/l）
在民丰造纸厂用该套TOC测试仪，测定该厂排放废水的TOC值，同时用实验室的标准方法测定同一水样的COD值。
通过对比实验，得出TOC－620在线测试仪所测试的显示的COD值与实验室CODCr的对比曲线如下：
7.几种TOC测试方法的比较
常见的各种TOC测定仪的比较见表一至表三。
通过比较能够看出，低温密封燃烧方式（如TEK公司生产的TOC-620型）具有灵敏度高，适用范畴广，燃烧管寿命长等优点，是目前在线监测的首选类型。
表一：
燃烧氧化法的比较
性能
高温燃烧氧化法（900-950℃）
低温燃烧氧化法（650℃）
氧化能力
氧化能力强
氧化能力强
灵敏度
数PPM以下难以测量
能够达到10ppb的高灵敏度
妨碍
不太适用于海水等高盐分水样
能够用于海水等高盐分水样
寿命
燃烧管寿命短
燃烧管、催化剂的寿命大增
操作性
简单、迅速
简单、迅速
表二：
污染源用TOC自动分析装置比较表
比较项目
燃烧氧化式TOC计
（TEK的TOC-620）
紫外线＊氧化式TOC计
比较结果
测量原理
低温密封燃烧-红外线分析法（低温密封燃烧方式为东丽公司专利）
紫外线氧化分解-红外线分析法
紫外线氧化方式一样用于测量纯水中的TOC含量
测量范畴
0－100/1000ppm（采纳稀释法最大能够测量到20000ppm）
0－50ppm
在实际中紫外线氧化方式的测量界限为25ppm，无法用于高浓度
测量周期
4分－99分可调（间歇）
连续
紫外线氧化方式尽管是连续测量，但90%的应答时刻为5分钟
试剂种类
去除无机碳：
盐酸（浓度为2mol）
氧化剂：
过硫酸钠或者过硫酸钾
去除无机碳：
磷酸或者硫酸
紫外线氧化方式下，因为氯等阻碍物质因此无法使用便于调配的盐酸，而且仅紫外线无法消解，需氧化剂。
试剂用量
最大2L/月
10－20L/月
燃烧氧化方式下不需要经常添加试剂，因此能够减少试剂用量
阻碍物质
无
氯元素（海水、氯化合物）、过氧化氢
参照*1
无机碳
去除方式
间歇方式（按照无机碳含量，能够改变试剂的添加量和曝气时刻）
连续方式
连续方式下无法完全去除无机碳
多流路测量功能
最大能够在6个流路间切换测量（可选）
无
使用多流路能够降低每一流路的价格
废液处理
不需要
有必要
专门是磷酸可导致富营养化。
表三：
流域用TOC自动分析装置比较表
比较项目
燃烧氧化式TOC计
（TEK的TOC-620）
紫外线氧化式TOC计
比较结果
测量原理
低温密封燃烧-红外线分析法（低温密封燃烧方式为东丽公司专利）
紫外线氧化分解-红外线分析法
紫外线氧化方式一样用于测量纯水中的TOC含量
测量范畴
0－5/50ppm（采纳稀释法最大能够测量到1000ppm）
0－50ppm
在实际中紫外线氧化方式的测量界限为25ppm，无法用于高浓度
测量周期
4分－99分可调（间歇）
连续
紫外线氧化方式尽管是连续测量，但90%的应答时刻为5分钟
试剂种类
去除无机碳：
盐酸（浓度为2mol）
氧化剂：
过硫酸钠或者过硫酸钾
去除无机碳：
磷酸或者硫酸
紫外线氧化方式下，因为氯等阻碍物质因此无法使用便于调配的盐酸，而且仅紫外线无法消解，需氧化剂。
试剂用量
最大2L/月
10－20L/月
燃烧氧化方式下不需要经常添加试剂，因此能够减少试剂用量
阻碍物质
无
氯元素（海水、氯化合物）、过氧化氢
参照*1
无机碳去除方式
间歇方式（按照无机碳含量，能够改变试剂的添加量和曝气时刻）
连续方式
连续方式下无法完全去除无机碳
多流路测量机能
最大能够在6个流路间切换测量（可选）
无
使用多流路能够降低每一流路的价格
废液处理
不需要
有必要
专门是磷酸可导致富营养化。
*1关于紫外线氧化方式的TOC计的阻碍物质
（1）关于紫外线氧化分解方式的TOC计来讲，如果水样中含有卤素（专门是氯），TOC测量值会低于理论值。
按照氯的含量，测量值会下降到理论值的一半以下，（同时因为氧化能力会随着氯浓度的变化而改变，因此无法进行补偿）。
海水中的NaCl含量为30000ppm，因此只要水样中混入海水，就无法得到正确的TOC值。
（2）如果水样中含有过氧化氢等容易气化的物质，就会对生成的二氧化碳起稀释作用，从而造成测量误差。
CODTOC两种仪器特点对比
序
号
项目
COD
TOC
进口
国产
进口
2
年运行费用
2-3万元
1-2万元
0.2万元
3
年运行爱护时刻
320小时
320小时
120小时
4
大修周期
3年
1年
3年
5
测定时刻
最小40-60分钟
最小30分钟连续
最小5分钟
6
适用范畴
无法测试高氯污水
各种水质
7
法律依据
有国家检测标准、废水排放标准、排污收费标准
有国家检测标准、废水排放标准
8
国际使用情形对比
欧美、日本已差不多不用，目前只有中国、台湾、印度、韩国广泛使用
欧美、日本及世界大多数国家广泛使用，代替COD
9
优缺点
A：
标准齐全，经典方法
B：
运行费用高，爱护工作量大，产生二次污染，废液需要处理，投资大
C：
无法测试高氯污水
可精确测出水中总碳，测试时刻短，运行爱护费用低不产生二次污染，投资中，与COD有有关性
在不同燃烧条件及不同燃烧温度下，水中有机污染物的氧化率
燃烧法测定TOC的氧化曲线如下图所示：
氧化率
100%
80%开放式燃烧的氧率
500℃600℃700℃800℃900℃
温度
TORAY低温密闭燃烧法的优点
因为温度低，触媒的寿命比其他高温开放式燃烧法的最小延长一倍。
可测试高含盐量水样，能够准确测量消毒废水等。
连海水亦可测定。
但开放式燃烧不能够。
氧化充分，测定准确度高。
密闭式燃烧能够防止杂质进入NDIR，延长NDIR的使用寿命，提升其测试稳固性。
省电，延长燃烧炉寿命。
运行简单，费用低。
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