再生水化學需氧量測定方法的研究

（中國石油烏魯木齊石化公司研究院，新疆 烏魯木齊 830019）

再生水化學需氧量測定方法的研究

李 紅 郭景玉

（中國石油烏魯木齊石化公司研究院，新疆 烏魯木齊 830019）

針對再生水中化學需氧量測定方法消解時間、催化劑的加入量、硫酸的加入量進行條件優(yōu)選，采用該方法，測定結(jié)果的準確度高，精密度好，測定結(jié)果的相對標準偏差不大于1.30%，對環(huán)境污染小，耗時短，適用于再生水化學需氧量的測定。

再生水 化學需氧量 準確度

0 引言

再生水是對回收水源經(jīng)適當處理后可在一定范圍內(nèi)重復利用的水資源?；瘜W耗氧量是判斷再生水能否滿足回用要求的重要依據(jù)。準確可靠的分析數(shù)據(jù)才能提供良好的工程設(shè)計依據(jù)，才能正確引導生產(chǎn)運行。根據(jù)再生水的水質(zhì)特點和工藝需求，研究比較快速的化學耗氧量測定方法，使水質(zhì)檢測和工藝調(diào)整能較好的匹配，對指導生產(chǎn)具有重要意義。 而目前在我國尚未建立再生水化學耗氧量的測定標準。制定再生水中化學耗氧量的測定方法標準便于試驗室的標準化管理和量化考核。為了適應我國再生水回用技術(shù)發(fā)展的要求，為生產(chǎn)運行水質(zhì)監(jiān)測和試驗提供較合適的化學耗氧量指標測定方法?；瘜W耗氧量是一項表征水體污染程度的綜合性指標，即使是再生水，由于原水的情況不同，再生工藝的差別， 運行效果的差別，使再生水中的COD組成也有所不同。建立再生水化學耗氧量測定方法，為公司污水深度處理回用項目配套分析監(jiān)測方法。

1 實驗部分

1.1 方法原理

在水樣中加入已知量的重鉻酸鉀標準溶液，在強酸介質(zhì)下以硫酸錳、硫酸高鈰作催化劑，加熱使之充分反應，再以1,10-菲啰啉-亞鐵指示液為指示劑，用硫酸亞鐵銨標準滴定溶液滴定水樣中未被還原的重鉻酸鉀，由消耗的硫酸亞鐵銨的量換算成消耗氧的質(zhì)量濃度[1]。

1.2 試劑和材料

（1）硫酸錳（MnSO4）溶液:50g/L；

（2）硫酸高鈰（Ce(SO4)2）溶液:50g/L，溶液有沉淀，用時搖勻；

（3）鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液

稱取0.4251g預先在（105±2）℃干燥2h的鄰苯二甲酸氫鉀，精確至0.2mg，溶于水中，并稀釋至1000mL，混勻。再稀釋10倍得到理論COD值為50mg/L的標準溶液；

（4）重鉻酸鉀標準溶液

c(1/6K2Cr2O7)=0.0500mol/L

稱取2.4516g預先在 （105±2） ℃干燥2h后的重鉻酸鉀， 精確至0.2mg， 溶于水中， 定量轉(zhuǎn)移至1000mL容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻備用；

（5）硫酸亞鐵銨標準滴定溶液

c[(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O]約 0.020mol/L

溶解8g硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O]于水中，加入2mL硫酸，待其溶液冷卻后稀釋至1000mL。

每次臨用前，用重鉻酸鉀標準溶液準確標定此溶液的濃度；

（6）1,10-菲啰啉-亞鐵指示液

溶解0.7g硫酸亞鐵（FeSO4.7H2O）于70mL水中，加2滴硫酸，加入1.5g 1,10-菲啰啉，溶解后，稀釋至100mL。該溶液現(xiàn)用現(xiàn)配

1.3 實驗步驟

水樣的測定

將水樣充分搖勻，移取10mL于250mL錐形瓶中，加入5mL重鉻酸鉀標準溶液，搖勻。緩慢加入3.3mL硫酸錳溶液和1mL硫酸高鈰溶液，再緩慢加入18mL硫酸，邊加邊輕輕搖動錐形瓶，使之混合均勻。（若加入硫酸后或加熱后顏色出現(xiàn)綠色，表示水樣的耗氧量過高，應該稀釋后測定）。

錐形瓶口上倒扣小燒杯，放入溫度不高于120℃的干燥箱中，待干燥箱升溫到155℃后開始計時，在155℃～160℃加熱35min后取出， 冷卻至室溫后，

用水瓶沿瓶壁從瓶口沖一下， 調(diào)整溶液體積至約70mL，加入三滴1,10-菲啰啉-亞鐵指示液，用硫酸亞鐵銨標準滴定溶液滴定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍綠色變?yōu)榧t褐色即為終點。記錄硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的消耗毫升數(shù)V1。 同時進行空白試驗[1]。再生水的化學需氧量（COD）以質(zhì)量濃度ρ計，數(shù)值以毫克每升（mg/L）表示，按式（2）計算:

式中:

V0—空白試驗所消耗的硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的體積的數(shù)值，單位為毫升（mL）；

V1—測定水樣所消耗的硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的體積的數(shù)值，單位為毫升（mL）；

c—硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的濃度的準確數(shù)值，單位為摩爾每升（mol/L）；

M—氧的摩爾質(zhì)量的數(shù)值，單位為克每摩爾（g/ mol）(M=16.0)；

V—水樣的體積的數(shù)值，單位為毫升（mL）。

表1 消解時間的選擇試驗

2 結(jié)果與討論

2.1 消解時間的選擇

查閱國內(nèi)有關(guān)密封罐消解測定COD的科技文獻，消解溫度一般都在135 ～ 170℃之間，在本方法中使用160℃在烘箱中加熱消解時間從5～45min不等，消解溫度與時間是與氧化劑濃度、酸度以及水樣性質(zhì)有關(guān)系的。取理論COD值50mg/L的標樣進行檢測[2]。

從表1中可以看出，用20min時間消解不太完全，而45min與35min時間消解結(jié)果相似，選擇35min的時間已可消解完全，確定在本標準方法中使用35min的消解時間。

1.表演式閱讀。顧名思義，這一閱讀方法主要是指借助角色扮演來完成閱讀過程，通過深入?yún)⑴c到表演過程中來，小學低年級學生將能更好地理解繪本中描述的故事情節(jié)，同時也能很好地調(diào)動學生積極性。以《猜猜我有多愛你》這一繪本為例，教師可以邀請學生分別扮演小兔和媽媽，并通過表演性的閱讀來輔助學生理解繪本中傳達的“母子情深”。

2.2 催化劑加入量的選擇

在廢水中CODcr測定中利用硫酸錳和硫酸鈰協(xié)同催化代替硫酸銀質(zhì)量比為 2∶1，催化劑總量在0.2g時取得了好的效果。在這個條件附近進行了多次試驗，最終從催化劑用量和溶液配制方面考慮，確定將硫酸鈰和硫酸錳都配制成0.05g/mL的水溶液，取理論COD值50mg/L的標樣進行檢測。然后進行不同配比催化劑的試驗，測試結(jié)果見表2。

由表2試驗可見，當硫酸錳和硫酸鈰分別加入3.3mL和1.0mL時，取得最好的效果。

2.3 硫酸加入量的選擇

表2 催化劑加入量的選擇試驗

表3 硫酸加入量的選擇

樣品消解時硫酸的加入是為了調(diào)節(jié)消解體系的酸度加酸量太少會導致消解不完全，太多造成試劑浪費。取理論COD值50mg/L的標樣進行檢測。

3 實驗方法驗證

3.1 實驗樣品測定

樣品個數(shù):6個；平行試驗組數(shù):3組；試驗數(shù)據(jù)如表4和表5所示。

表4 實驗樣品測定

平行試驗組數(shù):6組；結(jié)果如表5所示。

表5測定結(jié)果表明，本標準制定的方法切實可行，測定結(jié)果具有良好的平行度和重現(xiàn)性。

3.3 不同實驗室進行檢測

由標準化委員會安排儀征工程塑料廠按照方法進行檢測。

3.3.1 標準樣品測定

取理論COD值50mg/L的標樣進行檢測。

3.3.2 實驗水樣樣品測定

對某廠的再生水裝置采樣點的不同時間所采水樣進行檢測。

從表6和表7的實驗數(shù)據(jù)看以看出，不同的實驗室采用此方法，對標準樣品和實驗水樣進行檢測，準確度和精密度都達到要求，而且具有耗時短、低污染等優(yōu)點。

4 結(jié)論

（1）消解樣品時錐形瓶請勿直接放入升溫至155℃的干燥箱中，避免發(fā)生試樣暴沸，導致酸液濺出。也不可使用具塞錐形瓶。試樣在加熱消解過程中有氣相產(chǎn)生，為避免瓶塞被壓力頂出，導致酸液濺出，所以使用小燒杯倒扣在錐形瓶上，平衡壓力，并阻止氣體大量蒸發(fā)；

表5 標準樣品測定

表6 不同實驗室標準樣品測定

表7 不同實驗室實驗水樣樣品測定

（2）由于再生水成分復雜，裝置中水質(zhì)情況的變化，對分析檢測的影響因素有些尚不明確， 在日常檢測中，嚴格按標準規(guī)定的進行測定，隨時用標準溶液進行質(zhì)量控制，提高分析檢測的準確度；

（3）根據(jù)國家標準化管理委員會國標委綜合[2007]105號文《關(guān)于下達2007年第四批國家標準制修訂計劃的通知》的要求，本標準由全國標準化委員會水處理劑分會提出，由全國化學標準化技術(shù)委員會水處理劑分會（SAC/TC63/SC5）歸口，2008年本標準由烏魯木齊石化公司研究院制定，2012年進行修訂。

[1] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫局. GB/T22597-2012再生水化學需氧量的測定 重鉻酸鉀 [s]，北京:中國標準出版社，2013

[2]鄧保軍. 高鹽廢水中化學需氧量測定方法的研究[J].化學分析計量,2013,1:64

Reclaimed Water Chemical Oxygen Demand (cod) Determination Method of Research

LI Hong GUO Jing-yu
(Research Institute of Urumqi Petrochemical Company, PetroChina, Urumqi 830019, China)

In view of the reclaimed water chemical oxygen demand (cod) determination method is the addition of digestion time, catalyst amount, addition amount of sulfuric acid conditions optimization, by using this method, the determination results of high accuracy, good precision, relative standard deviation of determination results is not more than 1.30%, the environmental pollution is small, short time-consuming, apply to reclaimed water content determination of chemical oxygen demand (cod).

reclaimed water; chemical oxygen; demand (cod) accuracy

X832

A

10.13726/j.cnki.11-2706/tq.2016.11.077.04

李紅（ 1966—），女，新疆烏魯木齊人，大專，助理工程師，主要從事化工水質(zhì)分析監(jiān)測和計量檢定/校準工作，國家二級注冊計量師。