薛阳阳
内蒙古中煤远兴能源化工有限公司 内蒙古鄂尔多斯市 017300
摘要：通过采用总有机碳分析仪测定水中的TOC或者NPOC，同时采用传统的消解法（COD消解仪）测定同一水样的COD，寻找TOC或者NPOC与COD的类线性关系，从而测定水中的COD。采用此方法，能迅速的分析出水中的COD含量，无环境污染，节省人工成本和药剂成本。同时数据的准确性和精密度均可得到满意结果，分析数据能很快指导生产。
关键词：TOC NPOC COD
1.引言
所谓化学需氧量（COD），是在一定的条件下采用一定强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个重要指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等，但主要以有机物为主。因此，化学需氧量（COD）又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。
在化工生产过程中，快速、准确地分析出水中的COD，对指导生产有着非常重要的意义。本文介绍使用总有机碳分析仪测定水中TOC或者NPOC，将其转化成COD。此方法能简单、快速、准确报出结果，且无环境污染，节省人工成本和药剂成本。
2.TOC-L CPH分析仪测定原理
目前TOC的测定方法有催化燃烧法、紫外氧化法、过硫酸盐氧化法、紫外-过硫酸盐氧化法、紫外-过硫酸盐-加热氧化等。水中的有机物被氧化成CO2，通过非色散红外检测器（NDIR）检测二氧化碳的量，从而测定TOC的含量。
（1）TC（总碳）分析原理
样品被送到装满了氧化催化剂的TC燃烧管中，并加热至680C。样品在燃烧管内燃烧，其中的TC成分转化为二氧化碳。以150 mL/min的速度流入燃烧管的载气将燃烧管中的样品燃烧产物携带至电子除湿器中，样品在此冷却和脱水。随后，载气又携带样品燃烧产物通过卤素脱除器，去除氯等各种卤素。最后，载气将样品燃烧产物带至非色散红外(NDIR)气体检测器中，检测二氧化碳。
（2）IC（无机碳）分析原理
先将样品注入IC反应器中，然后样品中的IC被转换为二氧化碳，再经过通气处理后，这些二氧化碳都会挥发出样品，并最终被NDIR检测器检测到。
（3）NPOC（不可吹除有机碳）分析原理
将样品酸化至pH值在2至3后，再用喷射气体对样品进行通气处理，喷射气体通过时产生的气泡可以清除样品中的IC成分。然后，再对剩下的样品进行TC的测量，以确定总有机碳量，测量的结果可作为TOC值。不过，在TOC-L中，该分析值被称作NPOC，以区别计算TC和IC差所得的TOC值。NPOC为不可吹除有机碳之意,是不挥发的有机碳。
（4）TOC（总有机碳）测量原理
测量TOC的方法有3种。
TC-IC法：在TC-IC法中，用TC分析和IC分析的差值测量TOC。对于IC含量高于TOC含量的样品(TC几乎全由IC构成的样品)，不建议用TC-IC法，而采用NPOC法。
NPOC法：NPOC法是最为广泛使用的TOC分析方法。对于喷射期间会起泡的样品，不建议用NPOC法。喷射期间起泡的样品很容易生成泡沫并流出注射器，这很容易带走高浓度的TOC成分，而注射器中使只剩下少量的TOC了。因此在这种情况下，采用TC-IC法。
POC+NPOC法：当样品中POC含量不可忽视的时候，应使用POC+NPOC法。
一般情况下TOC或者NPOC与COD之间没有普遍的相关关系，但在甲醇生产废水中TOC或者NPOC和COD常常有很高的线性相关关系。通过测定水样中的TOC或NPOC以及COD，对同一水样通过一系列分析数据寻找TOC或者NPOC与COD之间类线性关系，最终通过分析水中的TOC或者NPOC，经过转换测定水中的COD。
2.1实验仪器及实验
2.1.1 仪器：
日本岛津总有机碳分析仪（TOC-L CPH）
哈希DRB200消解仪
哈希DR2800分光光度计
2.1.2药 剂：
（1）邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）：基准试剂
（2）无水碳酸钠：基准试剂
（3）碳酸氢钠：基准试剂
2.1.3 仪器参数设定
（1）总有机碳分析仪
载气气压：200Kpa
载气流速：150mL/min
电炉温度：680℃
（2）哈希DRB200消解仪
消解温度：150℃
消解时间：120min
（3）哈希DR2800分光光度计
高量程COD波长620nm
低量程COD波长420nm
3.实 验
3.1标准贮备液的制备
（1）TC标准贮备液：在105-120℃下干燥约1小时邻苯二甲酸氢钾，放在干燥器内冷却后。准确称取2.125g邻苯二甲酸氢钾溶解后用蒸馏水定容至1L的容量瓶中，此贮备液的浓度为1000mg/L。
（2）IC标准贮备液：碳酸氢钠NaHCO3预先在硅胶干燥器中干燥2小时；碳酸钠Na2CO3预先在280—290℃下干燥约1小时，在干燥器内冷却。准确称量碳酸氢钠3.50g及碳酸钠4.41g，溶解后用蒸馏水定容至1L的容量瓶中，此贮备液的浓度为1000mg/L。
（3）NPOC标准贮备液：在105-120℃下干燥约1小时邻苯二甲酸氢钾，放在干燥器内冷却后。准确称取2.125g邻苯二甲酸氢钾溶解后用蒸馏水定容至1L的容量瓶中，此贮备液的浓度为1000mg/L。
3.2 TC、IC、NPOC标准溶液的配制
根据水样中TC、IC、NPOC含量从各自的贮备液中根据生产实际稀释得来。
3.3标准曲线的制作
由标准溶液仪器自动逐级稀释成不同浓度的TC、IC、NPOC标准系列溶液，分别绘制各自的标准曲线。
3.4 方法的制作
将TC标准曲线和IC标准曲线分别调入TOC方法模板中，制作成TOC方法，即TC-IC方法。
将NPOC标准曲线调入NPOC方法模板中，制作成NPOC方法。
3.5水样TOC测定
对于经常分析的水样，如混合调节池、气化灰水等水样，TC远远大于IC，采用TC-IC分析法；对于循环水、IMC池水样，TC与IC结果接近，TC-IC方法误差较大，采用NPOC分析法。
3.6 水样COD测定
对于混合调节池、气化灰水等COD含量较高（CODCr＞150mg/L）的水样，采用高量程曲线于620nm处测量COD值。
对于循环水、IMC池水样等COD含量较低（CODCr≤150mg/L）的水样，采用低量程曲线于420nm处测量COD值。
4.结果的表示
（1）对于混合调节池、气化灰水等TC远大于IC的水样分析一段时间（一般是15天）的TOC和COD，找出TOC与COD的线性关系。
（2）对于循环水、IMC池等TC与IC接近的水样，分析一段时间（一般是15天）的NPOC和COD，找出NPOC与COD的线性关系。
找到TOC或NPOC与COD的关系后，只需要测量水样的TOC或NPOC通过关系式便计算出水中的COD。
5.实验结果与讨论
5.1 采用此方法分析水样的COD需要10分钟，而采用重铬酸钾消解法测定水中的COD需要2个小时，能够大量节省分析时间，及时指导生产。
5.2 对于水样COD变化较大的水样，不宜采用此方法。
5.3 对于水样COD较稳定的水样，采用此方法。但定期需要验证曲线的准确性。TOC或NPOC转化后的COD结果与实际分析的COD结果偏差在5%以内认为曲线满足要求。
6.结 论
采用总有机碳分析仪测定水中COD，可以高效、准确的报出分析数据，避免人工分析速度慢、分析误差大、不能及时指导生产的状况，总有机碳分析仪操作简单，用时短、稳定性高、易于维护，无环境污染。
参考文献：
[1]GB/T 13193-1991水质总有机碳（TOC）的测定-非色散红外线吸收法
[2]水中总有机碳测定方法研究进展。周述琼 ?章骅 ?但德忠 ?