濃鹽水中含量測定方法探討

閆紅蓮

( 國能包頭煤化工有限責任公司內蒙古包頭014010)

0 前言

未受污染的天然水體中含硫酸鹽質量濃度約為20 mg/L。水體中硫酸鹽的來源分為自然來源和人為來源，目前人為來源已成為水體中硫酸鹽的主要來源，包括礦山、冶金、食品、醫藥、化工等行業排放的富含硫酸鹽的廢水與廢物，工廠、汽車排放廢氣中的二氧化硫經降雨進入水體中，城市污水中的硫酸鹽直接進入受納水體，含硫酸鹽型化肥使用量增加等[1]。雖然硫酸鹽本身是無害的，但在厭氧環境中，硫酸鹽會因細菌的生物還原作用轉變為硫化氫，產生臭味，使水變黑，會嚴重腐蝕處理設施和排水管道，從而縮短水處理構筑物和管網的使用壽命。如果硫酸鹽廢水未經還原直接排入水體，產生的大量硫離子會與汞離子反應生成硫汞絡合物，這些絡合物在水體中就會逐漸轉化成甲基汞，給周圍的生態環境和動植物的生長帶來極大的隱患。此外，在水體底部沉積層硫酸鹽還原過程活躍的情況下，產生的硫離子會與大部分金屬離子結合生成金屬硫化物沉淀，導致水生植物所必需的微量金屬元素缺失，水體的調節功能將會喪失，生態平衡將會受到嚴重的破壞[2-3]。

某煤化工公司現有污水處理系統包括污水生化處理與回用水處理2套裝置，污水生化處理裝置的出水與循環水排污水、化學水站排水等含鹽廢水一起送至回用水處理裝置回收淡水。回用水處理裝置由回收水池、高效沉淀池、中和池、V形濾池、反洗水池、清水池、污泥濃縮池、超濾、反滲透、回用水罐以及前處理加藥系統、后處理加藥系統等組成，其中反滲透產生的濃鹽水通過某尾閭工程統一收集排放至黃河。隨著國家環保標準要求的提高，對含鹽量較高的廢水排放提出了嚴格的限制要求。按照相關減排要求，結合該企業自身發展需要，實施了外排廢水-脫鹽達標排放改造項目，對現有濃鹽水進行最大程度的資源化回收利用處理。

1 離子色譜法測定含量

1.1 主要儀器和試劑

主要儀器：883型離子色譜儀，由高壓泵、在線過濾器、脈沖阻尼器、自動進樣器、蠕動泵、抑制模塊、電導檢測器、保護柱、分離柱、溫度控制器、漏液傳感器等組成，瑞士萬通中國有限公司；863型自動進樣器，瑞士萬通中國有限公司；Milli-Q Academic型超純水機，北京科譽興業科技發展有限公司；50 mL容量瓶以及移液管、微孔濾膜過濾器(0.45 μm)。

1.2 主要技術指標及操作環境條件

測量范圍：10～1 000 mS/cm；最大誤差：±10 mS/cm；線性偏差：<0.5 mS/cm；噪聲：3 nS/cm；漂移(電子)：<10 mS/(cm·h)；溫度影響：<40 nS/(cm·℃)；保存范圍：>33%(K=16.7 cm-1)；采樣速率：10個測量點/s(固定)；運行溫度：5～45 ℃；相對溫度(RH)：20%～80%；保存溫度：20～70 ℃。

1.3 測試條件和測試方式

分離柱：瑞士萬通陰離子交換柱(Metrosep A Supp 4-250/4.0)；保護柱：瑞士萬通保護柱(Metrosep A Supp 4/5 Guard)；電導檢測器：883 Basic IC plus 1；進樣量：20 μL；流量：1.0 mL/min。

峰檢測條件：最小峰高，0.01 μS/cm；最小面積，0.001 μS·min/cm；積分起點，1.0 min；極性，+；壓力，7.04 MPa；自動積分；記錄時間，20 min。

測試方式：選擇測量序列，進行多個樣品的連續測定，數據采集及數據處理自動完成。

1.4 測定原理

離子色譜法是將離子的自動檢測技術與色譜法的高效分離技術相結合的一種分析方法，以離子交換樹脂為固定相，電解質溶液為流動相，電導檢測器進行檢測，利用離子交換原理進行分離。離子色譜法的測定范圍比較廣泛，各種有機陰離子、有機陽離子、無機陰離子、無機陽離子等均可測定。

1.5 測定步驟

(1)配制某一質量濃度的標準溶液，在原有的方法下進樣測試，以確定在此色譜條件下的保留時間及記錄時間。

(2)根據儀器說明書提示的步驟進行操作，同時將測得的保留時間及記錄時間填寫完整，方法名稱命名為硫酸根0-200。

圖1 離子色譜法標準曲線

1.6 樣品測定

將已處理的樣品放入自動進樣器樣品盤，在建立的方法(硫酸根0-200)下分別對濃鹽水裝置的原水和反滲透產水進行分析，測定結果見表1。

mg/L

2 哈希試劑法測定含量

2.1 主要儀器及試劑

主要儀器：DR2800型分光光度計，美國哈希中國公司；DBR200型消解器，美國哈希中國公司；50 mL容量瓶及移液管。

主要試劑：硫酸根分析試劑Sulfaver 4以及相對應的比色瓶，美國哈希中國公司。

2.2 測定原理

2.3 測定步驟

移取稀釋后的樣品10.00 mL于方形比色瓶中，向瓶中加入一包Sulfaver 4試劑，塞緊塞子后充分晃動使其混合均勻，如有硫酸鹽存在，會產生白色沉淀，同時進行空白試驗(不加試劑包)。

啟動定時器，定時5 min，到時間后測定，測定結果見表2。

mg/L

3 鉻酸鋇分光光度法測定含量

3.1 主要儀器和試劑

主要儀器：Specerd50型紫外-可見分光光度計，德國耶拿分析儀器股份有限公司；具塞比色管。

主要試劑：硫酸鋇標準溶液，國家地質實驗測試中心；氨水，優級純；鉻酸鋇懸濁液，實驗室自行配制；鹽酸，優級純，北京化工廠。

3.2 測定原理

在酸性溶液中，鉻酸鋇與硫酸鹽反應生成硫酸鋇沉淀與鉻酸根，將溶液中和后，過濾除去多余的鉻酸鋇和生成的硫酸鋇，濾液中即為硫酸鹽取代出的鉻酸根，呈現黃色，比色法定量。

3.3 測定步驟

3.3.1 繪制標準曲線

圖2 鉻酸鋇分光光度法標準曲線

3.3.2 樣品測定

mg/L

4 結果與討論