三亞環(huán)境水質(zhì)凈化有限公司 陳忠麗
化學需氧量(COD)又被稱之為化學耗氧量,實際就是在特定條件或環(huán)境下,選用特定的強氧化劑對水樣進行處理時,所能夠消耗的氧化劑量。從基礎層面來分析,COD實際就是評定水中還原性物質(zhì)多少的重要指標。在水中含有多種還原性物質(zhì),不僅有亞硝酸鹽、有機物,而且還有亞鐵鹽、硫化物等,其中,含量最高的是有機物。所以,COD通??僧斪鲗λ杏袡C物質(zhì)含量多少進行衡量的關鍵性指標。COD越大,提示有機物對水體所造成的污染情況越嚴重。因此,在處理生活污水時,COD被當作是一個控制指標,在多領域得到廣泛應用,且越發(fā)受到重視。在此背景下,怎樣對水中的COD進行準確、有效測量,已經(jīng)成為當前需要迫切需要解決的難題。通常情況下,可通過實驗室取樣測量、就地在線測量等方法來進行。由于水樣中有著不同的還原性物質(zhì),因此,在具體的測定值上也會有一定的差異存在。針對COD實驗室測量方法來講,其已經(jīng)出現(xiàn)多種類型,不僅有靜電流法、電化學探頭法,而且還有極譜法、庫侖法等。本文圍繞這些方法,對其進行逐一闡述。
依據(jù)相關標準,將所需要的各種實驗儀器以及實驗過程中所需要的標準溶液配制好,然后依據(jù)如下步驟展開操作:(1)對水樣進行精取,共計10.00mL,然后將其置入與磨口相對應的回流錐形瓶當中。此操作完成后,分別加入兩項內(nèi)容,其一為重鉻酸鉀標準溶液(5mL),其二是玻璃珠(3個),并且還需要與磨口處于連接狀態(tài),對冷凝管進行回流,使其不斷輸送至自冷凝管的上口處。此時,便可把事先準備好的15mL硫酸—硫酸銀溶液加入其中,然后對錐形瓶實施均勻且輕微搖動。最后,給予加熱回流,時間控制在2小時。(2)當完全冷卻后,用適量水對冷凝管壁進行沖洗(自上往下),并且還需要把錐形瓶取下來。(3)再次講溶液進行冷卻,并且把一些試亞鐵靈指示劑加入其中,用硫酸亞鐵銨實施滴定操作,在此過程中,若溶液的顏色發(fā)生改變,從黃色變成了藍綠色,然后又變成了紅褐色,那么便是終點。(4)在對水樣進行測定時,選取重蒸餾水(10.00mL)進行空白試驗,將硫酸亞鐵銨標準溶液用量(滴定空白時)記錄下來。(5)計算。(V0-V1)×C×8×1000÷V=COD,其中,C在公式當中所表示的是硫酸亞鐵銨標準溶液的具體濃度;V0所表示的是硫酸亞鐵銨溶液用量;V1代表的是溶液用量;V表示的是水樣的體積。
(1)精取水樣3.00mL,置入加熱管(具有密封塞)中,然后將適量的掩蔽劑(1.00mL)加入,充分混勻。(2)把適量的催化劑(5mL)、消解液(3.00mL)加入,將密封蓋擰緊,充分混勻。(3)把加熱器與電源相連接,溫度設定為165℃,然后把加熱管置入加熱器當中,同時將計時開關打開,待7分鐘后,液體溫度升至165℃,此時將加熱器的溫度清零。(4)當加熱器工作時間達到15分鐘時,其便會自動報時,將加熱管取出冷卻之后,采用硫酸亞鐵銨標準溶液進行滴定,與此同時進行空白試驗。(5)計算方法與上述相同。
本文用CTL-12COD速測儀催化氧化法來測定,此方法具有省時、省力、操作簡便等優(yōu)點,能夠與標準回流法之間實現(xiàn)等效應用。
采用承德華通環(huán)保儀器廠生產(chǎn)的化學需氧量速測儀(CTL-12型)及其配套的剝離器皿。(1)重鉻酸鉀標準溶液(0.2500mol/L)。精取基準優(yōu)級純重鉻酸鉀12.258g(120℃烘干2h),溶于水中,然后轉(zhuǎn)移到容量瓶中(1000mL),稀釋到標線,充分混勻。(2)硫酸—硫酸銀溶液。精取硫酸銀10g,融入濃硫酸當中(1000mL),從中移取25mL,然后置入容量瓶當中(250mL),采用濃硫酸進行定容,使之到標線,充分搖勻后備用。(3)硫酸汞掩蔽劑。精取硫酸汞20g,置入容量瓶當中(100mL),然后將適量純水(80mL)加入,最后再把濃硫酸10mL加入,使其充分溶解,采用純水進行定容至標線,充分搖勻且備用。(4)硫酸亞鐵銨標準溶液(0.1mol/L)。精取分析純硫酸亞鐵銨39.5mL,并把適量的6H2O融入水中;把濃硫酸(20mL)加入,冷卻之后移入到容量瓶當中(1000mL),用水進行稀釋,使之到標線。在使用前,采用K2Cr2O7(0.1000mol/L)、鄰菲羅啉(1.4850g)溶解于水中稀釋到100mL,然后將其儲存在棕色瓶當中,待用。
精確0.5101g鄰苯二甲酸氫鉀(105-110℃烘干2h),溶于水中,然后置入容量瓶當中(500mL),用以純水進行定容,使之到標線,充分搖勻后備用,此標液理論值是1200mg/L。取6支反應管,分別加入到0.0mL、0.1mL、0.5mL、1.0mL、2.0mL、3.0mL標液當中,與其相對應的COD理論值分別是 0mg/L、40mg/L、200mg/L、400mg/L、800mg/L、1200mg/L。采用純水把各個反應管補足,使之達到3mL,各支管中均加入1-2滴掩蔽劑。并且還需要將1.0mL專用氧化劑(隨機自帶)快速、垂直地加入到各個反應管中,催化劑使用液5.0mL,蓋塞后充分搖勻。
把反應管放到儀器加熱孔當中,當溫度升高至>164.5℃時,接下“消解”鍵,此時消解燈處于常亮狀態(tài)。經(jīng)10分鐘恒溫消解后,指示水樣充分消解,把反應管置于試管架上,實施空氣冷卻,時間為1-2分鐘。
將3.0mL純水分別加入到各支反應管中,蓋塞搖勻,完成操作后,水冷處理,降低至室溫,然后開展吸光度測定。通過處理后能夠得到如下方程:C=1337.30×A+6.72(r=0.9999)。 在 此公式當中,C所代表的是標液COD值,A代表的是標液加入量。精取3mL均勻待測水樣,然后依據(jù)上述方法進行吸光度的測定,借助吸光度對COD值進行計算。
1.測定標準樣品
y=1337.30X+6.72, 取COD值 為404mg/L的標樣,分別稀釋10倍,在各倍數(shù)下(3.33倍、2倍、1.43倍、1倍),對其吸光度進行測定,然后帶入曲線,將其COD值計算出來,見表1。從中可知,所測值與COD的標準值基本相同,線性關系較好。
表1 標準樣品測試結(jié)果
2.明確樣品消解時間
需要指出的是,樣品消解充分與否,會對COD測定數(shù)據(jù)造成直接影響,但并非消解時間越長便越好,選擇合適的消解時間實為實驗的基礎所在,本法消解時間是10分鐘。為了對10分鐘是最佳消解時間進行驗證,本文選用中國環(huán)境監(jiān)測總站COD濃度是404mg/L標準樣品,依據(jù)既定的實驗方法實施測定,6份樣品的消解時間分別為5、10、15、20、25、30分鐘。從中可知(見表2),伴隨消解時間的延長,COD值持續(xù)升高,如果時間為10分鐘,樣品基本能夠達到完全氧化,因此,消解時間以10分鐘為宜。
表2 消解時間對測定結(jié)果所產(chǎn)生的影響
3.催化法的準確度、精密度
為了對此設備的效果進行驗證,分別對三種濃度的標準樣(高、中、低)實施精密度實驗,見表3。
表3 精密度實驗結(jié)果
4.處理水浴超聲器
需要指出的是,無論是工業(yè)廢水還是生活污水,其中都會含有大量的惰性有機顆粒物或者活性物質(zhì),某些水樣當中的COD含量比較高,實際是引發(fā)水樣污染的重要誘因。因此,對COD值進行測定,并以此對水體污染程度進行評價時,不需要采用大顆粒狀懸浮物來進行過濾去除操作。此外,還需要強調(diào)的是,針對水樣來講,如果未實施均化預處理,而是用移液管(2.0mL)來圍繞水樣實施吸取操作,那么受多種因素的影響(比如移液管吸嘴窄等),通常較難均勻并且高效地將顆粒物吸入,如此一來,便會對COD值測定的精密度、準確度造成嚴重影響。所以,缺少實用性突出的水樣均化方法,COD密閉催化消解法較之重鉻酸鉀法,憑借快速、準確等優(yōu)點,更加具有適用性。
綜上,圍繞生活污水處理系統(tǒng),對水當中的COD值實施測定操作,通常需同時運用多種方法,其中,最為常見且效果理想的方法有重鉻酸鉀法、快速密閉催化消解法等,通過開展系統(tǒng)化實踐發(fā)現(xiàn),密閉催化消解法的應用效能更為突出。伴隨科學技術(shù)水平的不斷進步,生活污水處理系統(tǒng)水中COD的測量方法,應用效能更為凸顯。