一種工業(yè)廢水化學(xué)耗氧量測(cè)定的改進(jìn)研究

李丹嬌,渠明玉（吉林石化公司乙二醇廠(chǎng),吉林 吉林 132000）

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一種工業(yè)廢水化學(xué)耗氧量測(cè)定的改進(jìn)研究

李丹嬌,渠明玉
（吉林石化公司乙二醇廠(chǎng),吉林 吉林 132000）

摘 要：為了快速分析工業(yè)廢水化學(xué)需氧量（COD或CODr值），擬采用快速消解分光光度法予以改進(jìn)，研究中確定了分析檢量線(xiàn)，并對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：工業(yè)廢水；耗氧量；改進(jìn)研究

吉林石化公司某工廠(chǎng)排放的含有脂肪族化合物的廢水，其化學(xué)需氧量（COD或CODr值）基本在50-1000mg/L范圍內(nèi)。傳統(tǒng)的重鉻酸鹽法［1］測(cè)定過(guò)程時(shí)間較長(zhǎng)，工作強(qiáng)度非常大。文獻(xiàn)報(bào)道［2-3］，快速消解分光光度法是一種可選的方法，可以在一定范圍內(nèi)，解決上述測(cè)量矛盾，即在強(qiáng)酸溶液中，將一定量重鉻酸鉀作氧化劑加入廢水水樣中，在專(zhuān)用復(fù)合催化劑存在下，于165℃恒溫加熱消解，重鉻酸鉀被水中有機(jī)物還原為三價(jià)鉻，而三價(jià)鉻在波長(zhǎng)610nm處具有特征峰，即可關(guān)聯(lián)出三價(jià)鉻的含量，再根據(jù)三價(jià)鉻離子的量換算出消耗氧的質(zhì)量濃度。因此，針對(duì)該工廠(chǎng)工業(yè)廢水情況，使用分光光度法，確定出一種便捷、可靠的分析檢測(cè)方案非常必要。

1 主要實(shí)驗(yàn)試劑與儀器

1.1 實(shí)驗(yàn)試劑

濃硫酸（分析純），東莞市原品化工有限公司；鄰苯二甲酸氫鉀（優(yōu)級(jí)純）， 杭州富強(qiáng)化工儀器有限公司；蒸餾水，自制；硫酸亞鐵銨（分析純），徐州摩爾醫(yī)藥試劑廠(chǎng)；硫酸銀（分析純），南京化學(xué)試劑股份有限公司；專(zhuān)用固體氧化劑，泰州大成分析儀器有限公司；專(zhuān)用固體催化劑，泰州大成分析儀器有限公司。（試劑沒(méi)有純度說(shuō)明）。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

HH-6型化學(xué)耗氧量測(cè)定儀，江蘇江分電分析儀器有限公司；反應(yīng)管，江蘇江分電分析儀器有限公司；其它輔助器具等。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

2.1.1 鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)液

準(zhǔn)確稱(chēng)取在105-110℃烘干兩小時(shí)的鄰苯二甲酸氫鉀0.0425g，置于500mL容量瓶中，以蒸餾水定容至標(biāo)線(xiàn)，搖勻備用，該標(biāo)液的COD的理論值為100mg/L；準(zhǔn)確稱(chēng)取在105-110℃烘干兩小時(shí)的鄰苯二甲酸氫鉀（優(yōu)級(jí)純）0.5101g，置于500mL容量瓶中，以蒸餾水定容至標(biāo)線(xiàn)，搖勻備用，該標(biāo)液的COD的理論值為1200mg/L。

2.1.2 專(zhuān)用氧化劑

取隨機(jī)配備的整瓶專(zhuān)用固體氧化劑，放入500mL燒杯中，先加入200mL蒸餾水，再加入100mL濃硫酸，冷卻后置于500mL容量瓶中，以蒸餾水定容至標(biāo)線(xiàn)，搖勻備用。

2.1.3 專(zhuān)用催化劑

取隨機(jī)配備的整瓶專(zhuān)用固體催化劑，溶于500mL濃硫酸中，搖勻放置1-2天，使其完全溶解。取上述溶液100mL再加入400mL濃硫酸，搖勻備用。

低量程5-100mg/L COD的標(biāo)準(zhǔn)溶液由100 mg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液配制成系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，見(jiàn)表1。

高量程100-1200 mg/L COD的標(biāo)準(zhǔn)溶液由1200 mg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液配制成系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，見(jiàn)表2。

2.2 實(shí)驗(yàn)步驟

取3mL標(biāo)準(zhǔn)樣或工業(yè)廢水樣品置于清洗干凈的反應(yīng)管中，每只反應(yīng)管依次加1mL專(zhuān)用氧化劑，5mL專(zhuān)用催化劑，具塞搖勻。將反應(yīng)管插入爐孔，在165℃，消解15-30min。后自然冷卻2min，再用水冷卻至室溫，向每只反應(yīng)管加入3mL蒸餾水，具塞搖勻，用化學(xué)耗氧量測(cè)定儀測(cè)得樣品的吸光度，換算COD值。為了考察測(cè)定值的準(zhǔn)確性，采用重鉻酸鉀法，對(duì)各樣品COD值進(jìn)行測(cè)定。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 消解時(shí)間對(duì)試驗(yàn)樣品濃度的影響

快速消解分光光度法測(cè)定試驗(yàn)樣品時(shí)，首先需要確定合理的消解時(shí)間， 考慮到水樣中的有機(jī)成分在較短時(shí)間內(nèi)消解氧化程度的問(wèn)題，取其COD理論值為400 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，將消解時(shí)間依次定為15、20、25、30、35、40 min，分別測(cè)定其質(zhì)量濃度結(jié)果如表3所示。

表3 標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)定值

表3所示結(jié)果表明樣品消解時(shí)間在15至30 min時(shí)其測(cè)值準(zhǔn)確度較高，超過(guò)30 min測(cè)定濃度值的偏離及誤差較大。考慮到各種水樣成分的復(fù)雜性，短時(shí)間內(nèi)水體中揮發(fā)性有機(jī)物氧化程度不完全，可按所測(cè)水樣的來(lái)源類(lèi)型相應(yīng)調(diào)整消解時(shí)間，但不宜超過(guò)30 min，本檢測(cè)確定消解時(shí)間為15min。

3.2 標(biāo)定曲線(xiàn)

采用消解時(shí)間為15min的情況下，對(duì)系列標(biāo)準(zhǔn)樣進(jìn)行測(cè)定，得到對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)COD值（用Y表示）的吸光度（用X表示），采用最小二乘法進(jìn)行直線(xiàn)擬合，獲得Y-X檢量線(xiàn)關(guān)系式：

低濃度范圍：Y= 571.4X+55.86，相關(guān)度R=0.999。高濃度范圍：Y=1288.5X+4.3，相關(guān)度R=0.999。由線(xiàn)性相關(guān)度可知，標(biāo)準(zhǔn)樣的COD值和該溶液吸光度線(xiàn)性關(guān)系可靠。

3.3 工業(yè)廢水中COD值的測(cè)定

用改進(jìn)后的高量程方法和低量程方法對(duì)廢水水樣進(jìn)行測(cè)定，并與重鉻酸鹽法進(jìn)行對(duì)比，見(jiàn)表4。結(jié)果表明，改進(jìn)后的高量程方法和低量程方法的相對(duì)誤差分別在3.64%～2.72%之間和2.63%～5.00%之間，均與重鉻酸鹽法的COD測(cè)定結(jié)果吻合較好，能夠滿(mǎn)足該工廠(chǎng)工業(yè)廢水的COD測(cè)定要求。

表4 高量程方法和低量程方法的相對(duì)誤差比較

4 結(jié)論

用重鉻酸鉀回流法測(cè)定廢水COD值雖具有重現(xiàn)性好，準(zhǔn)確度和精密度高的優(yōu)點(diǎn)，但存在測(cè)量時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，效率低下，且對(duì)光譜樣品的測(cè)定有一定的局限性；通過(guò)使用快速消解分光光度法測(cè)定廢水中COD值，在能保證有較高的測(cè)定精密度、準(zhǔn)確度的情況下，滿(mǎn)足工業(yè)廢水COD分析的要求，還可以節(jié)省分析試劑，降低分析儀器操作的復(fù)雜程度。

參考文獻(xiàn)：

［1］GB 11914-1989 水質(zhì)化學(xué)需氧量的測(cè)定.重鉻酸鹽法［S］．

［2］黃功浩.謝少熊.林文惠.消解光度法測(cè)定化學(xué)需氧量［J］.大連鐵道學(xué)院學(xué)報(bào),1998,19（02）：71-73．

［3］酒井馨等.環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器分析［M］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1992：379.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.053