快速消解電位滴定法測定電鍍廢水的化學需氧量

葉汝漢,羅 平，許 晉，楊英娣，馬鳳珠

(江門市崖門新財富環(huán)保工業(yè)有限公司，廣東 江門 529100)

化學需氧量(COD，Chemical Oxygen Demand)是在一定的條件下，經(jīng)強氧化劑來氧化處理水中的還原性物質(zhì)時所消耗氧化劑的量，從而間接測量水中有機物的含量，是一種表征有機污染物含量的重要指標[1-2]。隨著社會發(fā)展和國家對環(huán)保問題越來越重視，作為體現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量的重要指標之一的COD在環(huán)境監(jiān)測中的地位也越來越重要。目前主流的廢水中COD的測試方法有兩種[3-5]：一是重鉻酸鹽法[6]，二是快速消解分光光度法[7]。重鉻酸鹽法在樣品前處理時間非常長，不能快速得到結(jié)果；而分光光度法在測定時干擾因素較多，對于背景復雜的電鍍廢水的測試結(jié)果誤差較大。本文采用快速消解-電位滴定法，通過研究消解條件、滴定方式等，驗證了方法對電鍍廢水COD的準確度、精密度等，建立適用于快速測定電鍍廢水COD的測定方法。

1 實驗材料及方法

1.1 儀器與試劑

888 Titrando自動電位滴定儀(瑞士萬通(中國)有限公司)； XJ-III 型CODCr快速消解儀(韶關(guān)市明天環(huán)保儀器有限公司)，Master-D UV實驗室純水系統(tǒng)(上海和泰儀器有限公司)。

重鉻酸鉀、鄰苯二甲酸氫鉀為優(yōu)級純；六水合硫酸亞鐵銨、十二水合硫酸鋁鉀、四水合鉬酸銨、硫酸銀、硫酸、硫酸汞均為分析純。

1.2 實驗方法

1.2.1 試劑溶液制備

1.2.1.1 重鉻酸鉀標準溶液(1/6 K2Cr2O7=0.1000 mol/L)

稱取105℃烘至恒重的重鉻酸鉀4.903g，加水定容至1000mL。

1.2.1.2 六水合硫酸亞鐵銨([(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]=0.1 mol/L)

稱取六水合硫酸亞鐵銨39 g于水中，加入20 mL濃硫酸，待溶液冷卻后稀釋至1000 mL。

1.2.1.3 消解液(1/6 K2Cr2O7=0.2 mol/L)

稱取9.8 g重鉻酸鉀，50.0 g十二水合硫酸鋁鉀，10.0 g四水合鉬酸銨，溶液于500 mL水中，加入200 mL濃硫酸，冷卻后，轉(zhuǎn)移至1000 mL容量瓶中，定容至標線。

1.2.1.4 催化劑(硫酸銀-硫酸溶液)

稱取5.0 g Ag2SO4于500 mL濃硫酸中，放置1天使之溶解，使用前小心搖動。

1.2.1.5 掩蔽劑(硫酸汞溶液，ρ=100 g/L)

稱取50 g硫酸汞，溶于500 mL(1+9)硫酸溶液中，混勻。

1.2.1.6 硫酸亞鐵銨標準溶液

用重鉻酸鉀標準溶液準確標定硫酸亞鐵銨溶液(1.2.1.2)的濃度。

1.2.1.7 鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液

稱取105℃干燥2h 的鄰苯二甲酸氫鉀0.4251 g 溶于水，并稀釋至1000 mL，混勻。該標準溶液理論的CODCr值為500 mg/L。

1.2.2 樣品溶液制備

量取3.00 mL水樣于消解管中，加入2.00 mL掩蔽劑、3.00 mL消解液和5.00 mL催化劑。蓋緊蓋子，搖勻。放置預先加熱好的CODCr快速消解儀中，在165℃中消解22 min。取出，冷至室溫。

1.2.3 空白溶液制備

用3.00 mL代替水樣，按1.2.2步驟操作。

1.2.4 樣品測定

將冷卻至室溫的樣品溶液轉(zhuǎn)移至高腳燒杯中，用純水洗滌消解管，合并洗滌液至高腳燒杯中，加入攪拌子，調(diào)整好電位滴定儀參數(shù)，用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定樣品溶液中COD的含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 前處理條件的選擇

由于消解管體積為25 mL，在165℃密閉條件下消解，溶液體積必須控制在15 mL以內(nèi)，以防消解管內(nèi)壓力過高而炸裂。試驗中分別以50 mg/L和500 mg/L作為COD標準溶液，嘗試了不同劑量的掩蔽劑(1 mL、2 mL、3 mL)，消解液(2 mL、3 mL、5 mL)，催化劑(2 mL、3 mL、5 mL)。對于50 mg/L的COD，上述條件均能使回收率達90%；對于高濃度的COD(500 mg/L)，催化劑的量的影響較顯著，2 mL和3 mL的催化劑，COD標準溶液的測試結(jié)果分別為397 mg/L和438 mg/L。提高催化劑的量能使消解反應更加充分[8]，當催化劑加入量為5 mL時，COD的回收率可達95%。因此，兼顧滴定反應的體積、消解效率等，試劑的加入量分別為：掩蔽劑2.00 mL、消解液3.00 mL和催化劑5.00 mL。

消解溫度參考快速消解分光光度法的165℃。消解時間分別試驗了10 min、15 min、20 min、25 min、30 min，試驗結(jié)果表明消解時間20 min，回收率可達90%，時間越長，回收率變化不大，因此，為保證充分消解，試驗設定消解時間為22 min。

2.2 準確度

用鄰苯二甲酸氫鉀制備10份50 mg/L 和10份500 mg/L的COD標準樣品溶液，計算平均回收率，結(jié)果見表1。COD標準溶液測試的回收率為93.4%和96.2%，表明方法的準確度符合檢測要求。

2.3 精密度

取2.2準確度結(jié)果，計算RSD作為方法的精密度。為驗證實際電鍍廢水樣品測試的精密度，另取含鎳原水，按1.2.2平行制備6份樣品溶液，測定樣品中的COD含量，計算RSD，結(jié)果如表2。RSD分別為4.7%、2.1%和2.1%，表明方法重復性好，精密度高。

2.4 實際樣品測試

測試了不同水樣(含鎳原水、含銅廢水、前處理廢水、總排放口水)的COD含量，見表3。表明該方法具有較好的實用性，適用于電鍍廢水中COD的測定。

表3 實際樣品測試結(jié)果

3 結(jié)語

本文探討了在樣品前處理的試劑的加入量、消解時間對水中COD消解程度的影響，提出了采用快速消解法處理電鍍廢水，電位滴定測定水溶液中COD含量的分析方法，并進行了系統(tǒng)的方法學驗證。結(jié)果顯示，方法的準確度、精密度能滿足檢測要求。