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生活污水中的化学需氧量浓度检测分析

来源:时间:2025-04-22 02:32:12

化學需氧量是生活評價水體汙染度重要綜合指標,表征水體受還原性汙染狀況重鉻酸鹽法操作過程冗長,污水難以同時分析大批量樣本,化学研究者提出提高溶液酸度等多種改進措施。需氧析近年來社會經濟快速發展,量浓導致環境問題日益嚴重,度检水質汙染對生活環境造成重大影響。测分有機物汙染嚴重,生活直接影響海洋生態安全。污水國務院關於環保若幹問題的化学決定規定,要控製汙染物排放量。需氧析生活汙水需經處理,量浓使其CODcr值達到環境汙染排放標準要求。度检對生活汙水進行化學需氧量監測分析,测分關鍵控製因素是生活與反應溶劑酸度、催化劑有無等試驗條件有關。水樣中化學需氧量監測結果受分析條件影響較大,需加強監測控製確保結果準確。

化學需氧量檢測方法

化學需氧量是水質監測的重要項目,表示易被強氧化劑還原性物質消耗氧化劑量,水中的還原性物質包括亞硝酸鹽等,生成COD物質對水體生物產生不良影響。我國水資源短缺,水環境汙染日益嚴重。水質分析是環境監測的重要任務,化學耗氧量是國內水汙染重要指標,監測生活汙水COD排放量非常必要。為掌握汙染物排放狀況,改善水環境質量,我國製定《汙水綜合排放標準》中對CODcr標準限定作出明確規定,把廢水汙染項目化學需氧量列為大多數工況企業比測項目。

實驗室測定COD大多采用標準法,重鉻酸鉀硫酸回流閥測定結果準確,適用於各類COD值大於30mg/L的水樣。重鉻酸鉀法在用重鉻酸鉀氧化水中還原性物質,根據硫酸亞鐵溶液用量計算水中還原物質消耗氧量。重鉻酸鉀法適用於測定汙染嚴重工業廢水,但存在分析時間長、二次汙染嚴重等不足。芳香族有機物不易氧化,氯離子不能被重鉻酸鹽氧化,向水樣中加入硫酸汞。重鉻酸鉀法適用於用0.25mol/L濃度重鉻酸鉀溶液可測定大於50mg/L的COD值,重鉻酸鉀法優點是測定結果準確,缺點是耗時長;回流設備占較大空間;測定中消耗大量濃硫酸。對區域水質調查中大批量樣品測定具有局限性。

我國主要應用重鉻酸鉀法測定工業廢水化學需氧量,以氧的量表示處理水樣消耗量,酸性法為水樣加入硫酸後加入高錳酸鉀溶液,通過計算公式求出高錳酸鉀指數值。水樣中加入氫氧化鈉後加入高錳酸鉀溶液,用過量草酸鈉溶液還原剩餘高錳酸鉀。高錳酸鉀法測定水體化學需氧量具有環境汙染少等優點。但由於在工業廢水測定中具有分析數據不可靠等確點受到限製。ISO建議用於測定地表水。

汙水化學需氧量測定方法改進

為提高分析速度,目前國內外對化學需氧量測定方法改進研究使用廉價替代催化劑等測定化學需氧量。標準法耗時長原因是需要回流消解2h,目前采取快速消解方法主要有開管消解法等。密封消解法是樣品密封加熱進行樣品消解,消解試樣反應管密封,可提高測定結果準確性。具有快速、省電等優點,適用於各廠礦企業申報大批量水樣監測。

微波消解法是在微波能量下加快分子運動,采用硫酸—重鉻酸鉀消解體係,方法特點是反應液加熱采用電磁波能量進行,微波特點體現在極性分子在微波場隨著微波頻率快速變換方向,絕緣體可透過微波,如玻璃聚四氟乙烯不會吸收微波的能量。微波加熱快,可降低反映活化能,使得微波消解能力增強。加熱快慢與微波的功率有關,與試樣的濃度及試劑種類有關。

COD測定中,需加入催化劑使樣品消解,標準法使用Ag2SO4,但其價格昂貴。為提高有機物氧化分解速率,國內外尋找Ag2SO4替代物。研究以MnSO4代替Ag2SO4作催化劑,相比標準法精密度良好。研究探討NISO4代替單純硫酸銀作催化劑可能性,經對不同Ag2SO4-NiSO4混合物測定廢水CODcr值比較,用NiSO4作催化劑可行,可降低分析費用。由於標準法測定COD不能滿足水質調查大批量樣品測定需求,國內外研究者研製在線自動COD測定儀。綜合運用自動測量技術、計算機應用技術等智能化產品,由反應係統、控製係統等組成。

生活汙水化學需氧量濃度檢測控製

實驗準備環節

水樣采集時應注意保證取樣代表性,水樣采集中要注意取樣量不能過少,充分振搖水樣,水樣搖勻後立即取樣。為使檢測水樣具有代表性,取樣前對樣本充分振搖。經過處理的水檢測前需對樣品振搖,水樣化學需氧量檢測時經振搖水樣具有代表性。汙水中不均勻懸浮物多,應避免懸浮物下沉影響水樣代表性。要求水樣充分振搖後立即取樣。振搖使樣品體積存在誤差,但誤差不會對結果造成決定性影響。

化學需氧量濃度高的水樣可進行多次稀釋,取水量過小易出現汙水高耗氧顆粒無法吸取,采用2.00,20.00mL取水檢測實驗,發現2.00mL原水測出結果存在較大差距,20.00mL水樣測定結果穩定。證明取樣量對最終檢測結果產生影響。移液管吸口口徑影響化學需氧量測定結果,移液管因口徑小無法吸取水中懸浮物,無法迅速吸取足夠量水樣,振搖後懸浮物沉澱,吸取樣本與水質存在誤差。汙水樣存在較大懸浮物采用較小吸口移液管取樣不符合檢測操作規範。應采用大口徑移液管,確保最終檢測結果可靠。化學需氧量濃度較大原水檢測,不能僅考慮重鉻酸鉀加入量,應保證水樣吸取量滿足檢測需要,對重鉻酸鉀加入量進行調整。

盛裝水樣容器要禁用塑料製品,塑料容器材質混有催化劑等物質,一些塑料容器具有許多微孔,水樣中有機物易被吸附,要避免選用塑料容器。保存水樣先淋洗盛裝容器,采集水樣後及時檢測,避免化學需氧量發生變化。需暫時保存水樣可加入硫酸,廢水中存在一些固體顆粒,為水質均化帶來不利影響,易影響提取水樣代表性。要重視水樣均化對確保化學需氧量檢測結果準確的作用,可用水浴超聲器作用5min達到均化效果。

實驗過程控製

CODr指標具有很強條件性,任何條件變化都會影響檢測結果。必須對檢測試驗條件進行嚴格控製。試驗條件控製主要包括重鉻酸鉀標準溶液濃度,滴定液硫酸亞鐵銨標準溶液濃度等。汙水進行化學需氧量檢測中采用0.25mol/L重鉻酸鉀濃度,樣品中重鉻酸鉀加入10.00mL,汙水提取量為20.00mL,通常采取減少樣品提取量的方法。生活汙水測試稀釋樣品不能滿足樣品具有足夠代表性,應適當調整對重鉻酸鉀溶液濃度加入量。

重鉻酸鉀濃度降低到0.025mol/L,顏色變化不明顯,可使用0.05mol/L濃度重鉻酸鉀溶液。原水濃度高,可采用0.5mol/L重鉻酸鉀溶液,保證樣品滴定與空白體積差減量明顯。

硫酸亞鐵銨濃度計算公式為

C[(NH4)2Fe(SO4)2]=0.250x10.00[(NH4)2Fe(SO4)2]

濃度為0.01mol/L重鉻酸鉀未消耗,重鉻酸鉀被消耗一半,建議使硫酸亞鐵銨濃度大於0.05mol/L,使樣品消耗與滴定體積適當。實驗檢測要注意一些細節的控製,操作者保證溶液配製準確性,試劑使用要統一規範;為防止有機物對化學需氧量檢測影響,避免使用肥皂水清洗儀器;水樣回流消化分解時要充分冷凝;化學需氧量濃度高的水樣多次稀釋取樣不少於5ml;回流冷凝管不能用軟質乳膠管;加熱回流中禁止停電;用手摸冷取水不能有溫感;滴定不能激烈搖動錐形瓶。

結語

據統計,我國每年以COD廢液形式排放汞量達數噸,對環境造成嚴重二次汙染。研究耗用試劑少的綠色CDO測定方法具有重要意義。本文對化學需氧量測定方法進行探討,對高錳酸鉀加熱方式改進,探討測定化學需氧量影響因素。保證汙水樣本代表性是生活汙水化學需氧量檢測的關鍵,如不能采取有效措施控製會影響最終檢測結果。樣本化學需氧量檢測因加入氧化劑種類,催化劑有無獲得不同的結果。

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