曾家源 赖彩丽

(中山市环境监测站，广东中山 528403)

当前CODcr和BOD5作为印染企业废水环境监测的两项重要指标，被广泛应用于反应印染废水的有机污染程度，两个指标也能为印染行业的污水处理设施运行提供重要的参考数据。其中BOD5更是研究废水的可生化讲解性和生化处理效果以及生化处理废水工艺设计和动力学研究中的重要参数。现阶段国内也进行了这方面的研究，例如地表水中CODcr和BOD5的相关性研究［1－2］、城市污水CODcr和BOD5的相关性研究［3］、工业废水 CODcr和 BOD5的相关性研究［4］。

在环境监测中，测定BOD5常用的方法是稀释法，即《水质五日生化需氧量 (BOD5)的测定稀释与接种法》(HJ 505－2009)，测定原理是水样经稀释后，在20±1℃条件下培养5 d，求出培养前后水样中溶解氧含量，二者的差值为BOD5。目前这种方法还有许多不足之处，如操作复杂、重现性差、干扰较大、分析时间较长、难以现场测定，且对于不含或少含微生物的工业废水，如酸性废水、碱性废水、高温废水或经过氯化处理的废水，在测定BOD5时应进行接种，以引入能降解废水中有机物的微生物，而当废水中难被一般生活污水中的微生物以正常速度降解的有机物或有剧毒物质时，还应将驯化后的微生物引入水样中进行接种。因此，在指导污水处理设施运营的时候需要一种操作简单、准确、快速的方法来测定BOD5。而且在污水处理设施中，活性污泥法被广发应用，其中只需要知道BOD5的初步结果就能很好地指导污水处理设施的运营。曹志强［5］综述了环境监测中BOD5快速测定方法，认为相关系数法缩短了分析测试的时间，减少了工作量，提高了工作效率。

通过连续对中山市某印染企业废水规范化排放口进行采样，同时对水样的CODcr和BOD5进行测定，分析CODcr和BOD5之间的规律，然后对两组数据进行相关性研究，确定它们之间相关关系，通过CODcr的数值推导出BOD5的数值，达到指导污水处理设施运行的目的。

1 实验部分

1.1 CODcr的测定

CODcr的测定采用重铬酸盐法［6－7］，即在强酸的条件下，准确加入过量的重铬酸钾标准溶液，以硫酸银为催化剂，加热回流2 h，水样中部分还原性被重铬酸钾氧化，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作为指示剂，用已标定的硫酸亚铁铵标准溶液回滴，根据所消耗的硫酸铁铵标准液的量计算出水样CODcr的数值。

1.2 BOD5的测定

BOD5的测定是利用碘量法［8－9］，水样经稀释后，在 (20±1)℃条件下培养5 d，求出培养前后水样中溶解氧的含量，二者的差值为BOD5。如果水样五日生化需氧量未超过7 mg/L，则不必进行稀释，可直接测定。

根据上述的实验方法，对中山市某印染企业处理前的CODcr和BOD5进行连续30 d测定，所得数据见表1。

表1 CODcr和BOD5结果

2 结果分析

2.1 水样的总体情况

由表1可以看出该印染企业中的CODcr和BOD5在30 d时间内相对比较稳定。其中CODcr最大值为289 mg/L，最小值为253 mg/L，波动范围为36 mg/L，BOD5最大值为61.4 mg/L，最小值为53.5 mg/L，波动范围为7.9 mg/L。

2.2 CODcr和BOD5相关性研究

在印染企业工艺和原料组成相对稳定的状态下，印染企业排放的废水组成相对稳定，废水中各种有机物相对组成没有太大变化，化学需氧量和生化需氧量之间存在一定的比例关系。由表1可知，该印染企业废水水质相对稳定，通过CODcr和BOD5线性分析后，我们可建立二者的线性回归方程［10］，通过CODcr计算BOD5近似值，实现在实际工作中快速得出BOD5结果从而指导废水处理设施运营的效果。

设CODcr和BOD5的线性关系为BOD5=aCODcr+b，其中a、b均为常数。对于某一印染企业，由于废水水质的稳定性，存在常数a、b使得上式成立。我们可以利用最小二乘法对该废水的CODcr和BOD5的平行分析数据进行求解。

式中x为CODcr值，y为BOD5值，n为平行分析组数。得出a、b值后，在进行该方程的相关系数显著性检验即可。利用上述数据求得:

B=0.184 628取b=0.185，A=6.923 718取a=6.924，

因此回归方程为y=0.185x+6.924，即BOD5=0.185CODcr+6.924。

2.3 线性回归方程检验

2.3.1 相关性检验

本文采用相关系数r值来判断CODcr和BOD5的线性关系。相关系数是按积差方法计算，同样以两变量与各自平均值的离差为基础，通过两个离差相乘来反映两变量之间相关程度。r值在－1到+1之间，若越接近1，说明x与y相关关系越密切;若越接近0，则表示x与y越不相关。

式中x为CODcr值，y为BOD5值，n为平行分析组数。利用表1数据可求得r=0.97。由此可得x与y正相关。

2.3.2 显著性检验

利用表1数据和r=0.97可得:t=21.11。由相关性检验可知x与y正相关，所以采用单侧检验，但显著性水平a=0.01是，自由度n=30－2=28，查t值表得t0.01(28)=2.47。由于t＞t0.01(28)，所以x与y相关具有显著意义，线性回归方程BOD5=6.924 CODcr+0.185成立。

3 结语

根据该线性方程，其中任何一个项目的数值为已知的情况，可以对另一个项目进行估算。我们继续对该企业进行连续5d的监测，所得数据见表2。

表2 CODcr和BOD5结果分析

从表2可知，BOD5预测值与实测值相对误差均在±10%以内，验证了该方程的有效性。

在该企业工艺和原料组成不变的情况下，废水的CODcr和BOD5结果相对稳定，可利用CODcr的结果估算出BOD5的结果，对印染企业的污水处理设施的正常运营有重要指导意义。

需要指出的是，该回归方程是有一定局限性的，当印染企业的工艺或者原料组成发生变化时，其废水中各组分含量也可能会发生相应变化，这时应重新计算CODcr和BOD5的线性关系。

［1］郑晓红．浅析地表水中CODcr、CODmn、BOD5的相关性［J］．仪器仪表与分析监测，2012(10):43－45．

［2］张野，李爽，付腕霞，等．某城市淮河水CODmn、BOD5和CODcr的相关性分析［J］．给水排水，2012(S1):124－127．

［3］刘洋．鞍山市污水BOD与COD的关系研究［J］．能源与节能，2012(12):64－66．

［4］卞勋胜．石油化工污水中的BOD与COD相关性的研究［D］．大连:大连海事大学，环境工程，2013．

［5］曹志强，韩柏平，秦晓．BOD快速测定方法研究进展［J］．环境技术，2004(5):12－15．

［6］国家环境保护总局《水和废水监测分析方法编委会》．水和废水监测分析方法［M］．4版．北京:中国环境科学出版社，2002:20－213．

［7］北京市化工研究院．GB11914－89水质化学需氧量的测定重铬酸盐法［S］．北京:国家环保部局标准处，1989．

［8］国家环境保护总局《水和废水监测分析方法编委会》．水和废水监测分析方法［M］．4版．北京:中国环境科学出版社，2002:227－231．

［9］沈阳市环境监测中心站．HJ 505－2009水质五日生化需氧量(BOD5)的测定稀释与接种法［S］．北京:中国环境科学出版社，2009．

［10］赵欣，甘海明，甘霖．水环境中有机污染物生化需氧量的测定［J］．分析科学学报，2003，19(4):378－381．