處理泰興經濟開
發區內的工業廢水為主,主要包括染料、農藥及其中間體、氯堿、稀土以及精細化工等行業的廢水。從實際情況來看該污水處理廠出水清澈,但采用重鉻酸鉀法測定設施出水 COD 值一般濃度較高,且波動范圍大,給污水處理廠的運行和達標排放帶來很大的困擾。
有資料顯示,氯離子的存在對 COD 的測定產
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生嚴重的正干擾 。《 GB11914 - 1989 水質 化學 |
[2] |
中規定: 氯離子含 |
需氧量的測定—重鉻酸鉀法》 |
量低于 1000mg /L 時,加入硫酸汞以消除干擾; 對于氯離子高于 1000mg /L 的樣品應先做定量稀釋,使氯離子含量降低** 1000mg /L 以下再測定。此外,大量研究表明,用重鉻酸鉀法測定 COD,氯離子的干擾程度與水中 COD 濃度高低有很大關系,
COD 濃度越高,氯離子的干擾就越小,反之干擾就越大。當氯離子在 2000 ~ 20000mg /L 時,會對
COD 測定結果產生較大誤差。經過測定泰興濱江污水處理有限公司出水氯離子基本穩定在 4000mg / L 左右,屬于高氯廢水。針對上述問題,探討了高氯離子對出水 COD 測定的影響及消除方法,以保證測定結果的準確度。
1 氯離子的干擾
1. 1 干擾機理
1. 1. 1 消耗氧化劑在測定 COD 的實驗條件下,氯離子可以完全被氧化。理論上計算,氧化 1mg 氯離子相當于消耗 0. 226mg 的氧,消耗了氧化劑自然產生正
[3]
干擾 。
1. 1. 2 消耗催化劑
在硫酸—重鉻酸鉀氧化體系中,硫酸銀是催化劑,使氧化反應更加完全。當測定溶液中有多余的 ( 沒有被硫酸汞屏蔽) 氯離子時,氯離子將與銀離子生成氯化銀沉淀,使催化劑中毒,降低催化作用。生成的氯化銀沉淀也會被重鉻酸鉀氧化,消耗氧化劑,且生成的白色沉淀使終點顏色發灰,難以準確滴定。
1. 2 干擾情況及分析
泰興濱江污水處理有限公司運行狀況穩定,出水水質較為清澈,實際有機物含量不高,但氯離子的 COD 貢獻值較高甚**大于水樣本身的 COD 值。本次試驗配置不同濃度的氯化鈉溶液進行
COD 測定,判斷不同濃度氯離子的 COD 貢獻值。日常水樣測定中,分析人員如忽略離子的影響,通常將此類廢水全部用高濃度重鉻酸鉀溶液進行測定,因此本次試驗模擬不考慮氯離子干擾時的情況,取樣體積為**大量 20mL,硫酸汞的用量: 準確稱量 0. 4g,用 0. 2500mol /L 的重鉻酸鉀溶液進行氧化,試驗結果見表 1。
由表 1 可看出,水樣中氯離子的貢獻值隨著氯離子濃度的增加而增加,將試驗結果中的氯離子濃度和 COD 測定值做線性回歸分析,發現在此特定的實驗條件下,COD 測定值與氯離子濃度基本呈線性關系,線性方程如下:
y = 0. 0965 x - 123. 8
r = 0. 9926 ( y 為 COD 值,x 為氯離子濃度)
表 1 不同氯離子濃度的 COD 值測定結果
序號 |
氯離子含量 |
取樣體積 |
COD 測定值 |
/ ( mg /L) |
/mL |
/ ( mg /L) |
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1 |
2000 |
20 |
86 |
2 |
3000 |
20 |
158 |
3 |
4000 |
20 |
250 |
4 |
5000 |
20 |
339 |
5 |
6000 |
20 |
478 |
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2 試驗方法及驗證
2. 1 試驗方法
上述試驗表明氯離子濃度對 COD 測定干擾隨著氯離子濃度的增大而增大,如果不考慮氯離子的影響直接取樣分析會造成 COD 測定值正干擾明顯,不能準確代表水樣的 COD 濃度,如采用常規的稀釋方法做,即使將氯離子降到 1000mg /L,也會因滴定結果過度接近空白值,導致測定結果誤差較大
甚**無法得到準確結果。《GB11914 - 89 水質 化學需氧量的測定—重鉻酸鉀法》中規定: 測定 COD
值 < 50mg /L 的水樣,應采用低濃度的重鉻酸鉀標準溶液氧化,加熱回流后,再用低濃度的硫酸亞鐵銨標準溶液回滴。結合泰興濱江污水處理廠高氯低
COD 的水樣特點,參照 GB11914 - 89 方法,嘗試采用稀釋后低鉻法進行測定試驗。配置了氯離子濃度在 4000 mg /L 的不同 COD 濃度的標準溶液進行試驗,試驗方法如下:
(1) 稀釋水樣**三角燒瓶中 ( 稀釋后水樣)氯離子濃度≤2000mg /L,稀釋倍數過大會導致滴定誤差較大,測定結果不可靠。
(2) 用低鉻法 (0. 0250mol /L 的重鉻酸鉀標準溶液) 進行測定。
(3) 同時加 0. 6g 硫酸汞充分隱蔽氯離子的干擾,準確稱量。
(4) 其他步驟嚴格按照 GB11914 - 89 進行。采用低鉻法做樣時,由于氧化劑和還原劑濃度
相對較低,測定結果的準確性受各種因素的影響較大,應注意玻璃器皿的潔凈程度,包括冷凝管的沖洗、三角燒瓶的清洗,所有做樣器具應避免與高鉻法的器具混淆,以免引入污染影響測定結果。按照上述試驗方法進行測定,結果見表 2。
表 2 氯離子濃度在 4000 mg /L 的不同 COD 濃度及不同取樣體積條件下試驗結果
序號 |
COD 標準溶液 / ( mg /L) |
取樣體積 /mL |
HgSO4 用量 /g |
COD 測定值 / ( mg /L) |
**誤差 / ( mg /L) |
相對誤差 /% |
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1 |
50 |
5. |
0 |
0. 6 |
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55 |
+ 5 |
+ 10 |
2 |
60 |
5. |
0 |
0. 6 |
|
65 |
+ 5 |
+ 8 |
3 |
70 |
5. |
0 |
0. 6 |
|
75 |
+ 5 |
+ 7 |
4 |
80 |
5. |
0 |
0. 6 |
|
86 |
+ 6 |
+ 8 |
5 |
90 |
5. |
0 |
0. 6 |
|
99 |
+ 9 |
+ 10 |
6 |
50 |
7. |
5 |
0. 6 |
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54 |
+ 4 |
+ 8 |
7 |
60 |
7. |
5 |
0. 6 |
|
59 |
- 1 |
- 2 |
8 |
70 |
7. |
5 |
0. 6 |
|
76 |
+ 6 |
+ 9 |
9 |
80 |
7. |
5 |
0. 6 |
|
78 |
- 2 |
- 2 |
10 |
90 |
7. |
5 |
0. 6 |
|
99 |
+ 9 |
+ 10 |
11 |
50 |
10 |
0. 6 |
|
59 |
+ 9 |
+ 18 |
12 |
62. 5 |
10 |
0. 6 |
|
70 |
+ 7. 5 |
+ 12 |
13 |
75 |
10 |
0. 6 |
|
83 |
+ 8 |
+ 11 |
14 |
100 |
10 |
0. 6 |
|
107 |
+ 7 |
+ 7 |
15 |
125 |
10 |
0. 6 |
|
125 |
0 |
0 |
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備注: 《江蘇省日常環境監測質量控制樣的采集、分析控制要求》 (4) 中規定,COD 值在 50 |
~ 100 mg /L 時,準確度室內相對誤差≤ |
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- |
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± 10% 、準確度室間誤差≤ ± 15% 、精密度 ( di / x ) 室內相對允差≤ ± 15% 、室間相對允差≤ ± 20% 。 |
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表 2 試驗結果表明,針對泰興市濱江污水處 |
低 COD 測定的影響。 |
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理廠氯離子在 4000mg /L 左右,COD 值較低的特殊 |
2. 2 |
試驗方法驗證 |
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水樣,本次試驗的 COD 值在 50 ~ 125mg /L 時,測 |
2. 2. 1 |
有證標樣測定試驗 |
|
定結果的相對偏差 < 20% ,作為廢水分析的結果是 |
為了驗證試驗方法的準確性,我們對環保 |
可以接受的,故本試驗方法基本能消除高氯離子對 |
部標準樣品研究所低濃度有證標樣用含氯離子 |
水進行稀釋,保證稀釋后的有證標樣氯離子濃 |
度在 4000mg /L,按本次試驗方法進行測定,結 |
果見表 3 。表 3 結果顯示,兩支標樣測定結果雖 |
然超出了標樣的不確定度范圍,相對偏差分別 |
為 7% 、9. 6% ,對照 《江蘇省日常環境監測質 |
量控制樣的采集、分析控制要求》, COD 值在
50 ~ 100 mg /L 時,準 確 度 室 內 相 對 誤 差 ≤ |
± 10% 是可以接受的。 |
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2. 2. 2 |
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實樣測試 |
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按照試驗方法對泰興濱江污水處理有限公司設 |
施出水和某企業送污水廠水樣 ( 高氯) 進行實樣 |
分析,結果見表 4。 |
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表 3 |
將標樣稀釋成氯離子濃度在 4000 |
mg /L 的測定結果 |
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COD 標樣濃度 / ( mg /L) |
取樣體積 /mL |
HgSO4 用量 /g |
COD 測定值 / |
( mg /L) |
**偏差 / ( mg /L) |
相對偏差 /% |
證書編號 |
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71. 6 ± 4. 5 |
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5. 0 |
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0. 6 |
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78. 5 |
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+ 6. 9 |
+ 9. 6 |
200168 |
105 ± 6 |
|
5. 0 |
|
0. 6 |
|
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113 |
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+ 8 |
+ 7 |
200175 |
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表 4 |
實樣分析結果 |
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采樣點位 |
氯離子濃度 / ( mg /L) |
取樣體積 /mL |
HgSO4 |
用量 /g |
COD 測定值 mg /L |
相對允差 ( di /x |
) /% |
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41 |
0 |
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濱江污水處理廠出水 |
1. |
6 × 103 |
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10. |
0 |
|
0. |
6 |
|
41 |
0 |
|
|
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|
|
|
|
41 |
0 |
|
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134 |
- 3. |
6 |
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某企業送污水處理廠水 |
4. |
9 × 103 |
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5. |
0 |
|
0. |
6 |
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135 |
- 2. |
9 |
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147 |
+ 5. |
8 |
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表 4 結果表明,實樣分析結果精密度在
- 3. 6% ~ + 5. 8% ,實樣分析的精密性是可以接受的。
3 結論
對于高氯低 COD 水樣的測定,采用稀釋水樣使氯離子濃度** 1000mg /L 左右 ( < 2000mg /L),然后采用低鉻法進行測定,能較大程度地減少氯離子對
COD 測定結果的影響,測定結果相對準確、可靠。