时 美 张伯进 顾正辉

（上海东浩兰生智慧科技有限公司 上海 200021）

1 引言

随着农村污水径流和未经处理的生活污水的增加，部分地区的污染物流入生态系统，造成河道水体富营养化，甚至出现黑臭水体。为实现建设美丽乡村的目标，我国逐渐开始重视农村地区的生活污水治理，很多地区建立了农村分散式生活污水处理设施，农村分散式生活污水处理技术有：人工湿地、生物滤池、稳定塘、多级土壤渗滤等[1]。水质化学需氧量（COD）可作为出水水质监测指标，评价污水处理技术。水质COD通常用来指示水体受还原性污染物的程度，是水质检测的重要指标之一。建立可靠的COD监测方法是当前农村分散式生活污水监测的重点。

农村分散式污水处理站的出水监测通常会选择电导率法、光谱法等进行替代监测。光谱法通常利用水中的还原性污染物对紫外可见光谱中254 nm的光有一定的吸收度这一特点，通过对吸收度和COD浓度之间建立响应的线性或者非线性拟合公式，并结合实际环境的数学模型获得较为精准的实时COD数值[2]。研究表明，在城市污水中，COD和电导率有正相关性[3]。本文就这2种替代方法和化学法进行比对，对这2种常用方法进行评价。研究表明，光谱法COD的准确度相对较高，适用于农村分散式污水处理站的出水监测。

2 试验部分

2.1 仪器和样品

本研究化学法监测选择哈希的CODCr预制管试剂配合DRB200消解设备和DR1010 COD测定仪进行反应，得出水质的COD值。本文预设该方法与HJ 828—2017《水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法》[4]数据保持一致。

光谱法COD监测仪表选择DHLS-COD在线监测仪表，该光谱法监测仪表自带数字信号输出，能满足农村分散式污水设备出水监测的特点。

电导率选择DDB-303A电导率仪，为了使测定值具有可比性，采用测定实际温度下的电导，经过温度补偿后折算为25℃下的电导率。

2.2 方法

2.2.1 采样方法

于3—4月份，收集231个农村分散式污水处理站点的出水样品，涉及2种不同的污水处理工艺，分别是膜-生物反应器（MBR工艺）共计167个和移动床生物膜反应器（MBBR工艺）共计64个。对现场情况了解得知，有部分污水站点正在建设过程中，出水水质可能不达标。

采集的样品采用无有机污染物的塑料采样瓶，每次采样500 mL，低温密封避光贮存，且贮存时间不超过2 h。

2.2.2 测量方法

对所采集样品的化学法CODCr值、光谱法COD值、电导率值进行测定。为了保证测试样品的稳定性，要在样品收集后2 h内测试完毕。

为了保证测量的准确度和精确性，每次检测样品时都进行1次空白纸测试，并对每个样品平行测量3次，取平均值。

3 数据与分析

3.1 电导率与化学法CODCr的相关性分析

以化学法测试的CODCr值（mg/L）为横坐标，电导率值（μs/cm）为纵坐标做散点图，对CODCr数值和电导率数值进行相关性分析。

图1为污水处理设备出水电导率与CODCr的散点图，共有231个监测点。从散点图的分布情况可以看出，有201个监测点数据的CODCr值低于100，电导率值低于1 500，另外30个监测点在此范围外。图中框内的监测点为电导率值小于1 500，而CODCr小于100。以图中框内的点数201除以总点数231，数值为87%。因此，可以得出在概率约为87%的情况下，若电导率值小于1500mg/L，基本可以判断CODCr值低于100 mg/L。虽然CODCr反映的是还原性物质的浓度，电导率反映的是导电物质的浓度，但对于农村生活污水处理设备出水的水质，二者存在一定概率的相关度。

3.2 光谱法COD与化学法CODCr数据的相关性分析

图1电导率值与的CODCr相关性图

以化学法测试的CODCr值为横坐标值，光谱法值为纵坐标值做散点图，对COD数值和电导率数值进行相关性分析。

图2为分散式污水处理站出水的COD数值和化学法CODCr数值相关性分析图，共有231个监测点。从图中可以看出，光谱法COD数值与化学法CODCr数值线性相关，线性趋势较明显。线性斜率为0.9578，光谱法的COD数值比化学法CODCr数值偏低。

为了验证结果的准确性，用相关系数进行检验，计算2组数据的相关系数数值，2组数据的相关系数r值为0.946 3，接近于1，说明二者呈正相关，且相关性较强。

3.3 根据3种监测方式对2种不同工艺处理效果比较

在231个农村分散式生活污水监测站点中，有167个站点的处理工艺是MBR工艺，64个站点的处理工艺为MBBR工艺。这2种工艺对污水中COD、生物需氧量（BOD）和氨氮都有较高的去除率，但MBR工艺依靠的是其较高的污泥负荷，MBBR工艺依靠的是填料中的生物膜[5]。在同一地区，需要比较2种工艺的适用性，本文根据出水的监测方式对2种工艺的处理效果进行比较，结果详见表1。

从表1可知，大部分监测站的出水均合格，MBBR工艺的出水合格率比MBR出水合格率更高。这与最初设定的试验条件较为吻合。如果以化学法COD数值作为参考，光谱法COD的数据与化学法的COD数据更为接近。

表1 3种监测方法监测的污水处理站点出水的合格数统计（单位：个）

4 结论

通过对3种农村分散式生活污水处理设施的实际水样出水监测方法进行比较，光谱法COD监测数值与化学法CODCr值是强相关。在农村分散式生活污水出水监测方法中，使用光谱法COD进行测量具备较为可靠的准确度。而光谱法设备本身具有实时、简约、免维护的特点，适用于农村生活污水的出水监测。COD反映的是还原性物质的浓度，包括无机物和有机物；电导率反映的是导电物质的浓度，主要是无机离子的浓度。由于在特定生活污水区域污染物排放种类相对固定，所以，电导率法与化学法CODCr数值也有较弱的相关性，可以对污水出水水质做半定量的评估。而电导率设备由于其成本较低，具备一定可靠性，可以广泛应用于农村污水处理站点的监测。