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        快速消解電位滴定法測定電鍍廢水的化學(xué)需氧量

        2018-03-18 11:40:20葉汝漢楊英娣馬鳳珠
        山東化工 2018年14期
        關(guān)鍵詞:重鉻酸鉀水合硫酸亞鐵

        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(xué)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(biāo)[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(biāo)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(fù)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(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)溶液

        用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液準(zhǔn)確標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(yù)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(dá)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)更加充分[8],當(dāng)催化劑加入量為5 mL時,COD的回收率可達(dá)95%。因此,兼顧滴定反應(yīng)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(dá)90%,時間越長,回收率變化不大,因此,為保證充分消解,試驗設(shè)定消解時間為22 min。

        2.2 準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)樣品溶液,計算平均回收率,結(jié)果見表1。COD標(biāo)準(zhǔn)溶液測試的回收率為93.4%和96.2%,表明方法的準(zhǔn)確度符合檢測要求。

        2.3 精密度

        取2.2準(zhǔn)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(fù)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(jìn)行了系統(tǒng)的方法學(xué)驗證。結(jié)果顯示,方法的準(zhǔn)確度、精密度能滿足檢測要求。

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