COD測定中的影響因素及廢液回收方法探討

來源:http://www.wsgwwz.com/ 作者:餘氯檢測儀 時間:2019-08-19

  摘要:化學需氧量(COD)是反應水體受有機汙染程度的重要指標之一。COD測定過程中的細節因素直接關係到檢測結果的準確性。受加入的反應試劑影響,實驗過程產生的廢液中含有銀、鐵、汞、鉻等重金屬離子,直接排放會對環境造成二次汙染。本文對影響COD測定準確度的因素進行總結歸納,並針對重金屬廢液的回收提出了具體措施。

  關鍵詞:COD測定;影響因素;廢液回收

  化學需氧量(COD)是指在一定條件下,用強氧化劑氧化水中的還原性物質所消耗氧化劑相對應的氧的質量濃度,它是綜合評價水體汙染程度的重要指標之一,也是水質監測的一個重要項目,能反應出水中需要被氧化的還原物質的量,可作為衡量水體有機物相對含量的指標。測定水中COD的方法有高錳酸鹽指數法、重鉻酸鹽法、快速密閉催化消解法、氯氣校正法[1]等。目前,各級監測部門普遍采用經典的重鉻酸鹽法。此方法中影響結果準確度的因素較多,且測定過程中會產生一定量的廢液,該廢液若直接排放會對環境造成汙染。因此闡述測定過程中的注意事項和廢液回收措施對提高測定精確度和減少環境汙染具有積極意義。

  一、影響因素分析

  (一)玻璃器皿的洗滌

  實驗所用的玻璃器皿不得用鉻酸洗液洗刷,以防Cr6+黏在試管內,導致檢測結果偏高。可采用1%稀硫酸洗液清洗,以保證實驗器皿的潔淨度。

  (二)標準溶液的貯存與標定

  硫酸亞鐵銨標準溶液不穩定,易被空氣中的氧氣氧化,造成有效濃度短期內迅速降低。可采取避光冷藏的方式貯存。每次測定前標定硫酸亞鐵銨濃度。

  (三)回流溫度與時間

  回流溫度穩定為146℃。實驗證明在此溫度下加熱回流時,反應體係中硫酸濃度為9mol/L,其活度係數r為0.72,,電極電位為1.55v[2],由此可見在此反應條件下,重鉻酸鉀具有較高的氧化能力,足以使有機化合物的氧化率達到95-100%。

  保證足夠的回流時間。肖建寅【3】,楊啟霞【4】,李紅蓮【5】等通過實驗比較發現,在回流的前段時間內COD急增,之後增長曲線出現平台,COD值無明顯上升趨勢,可見COD測定值與回流時間存在一定的相關性,在氧化劑用量一致的情況下,當還原性物質含量較高時,自然需要更長的時間加以氧化,否則使得檢測結果偏低。

  (四)幹擾離子的消除

  氯離子是COD檢測中的主要幹擾物,氯離子不僅能被重鉻酸鉀氧化,並且能與硫酸銀作用產生沉澱( Ag++C1-=AgC1↓),使測定的COD值偏高,所以當廢水中氯離子含量超過30mg/L時,需要在回流前向水樣中加入0.4g硫酸汞,使之成為難以離解的絡合物以消除幹擾。

  (五)催化劑的質量

  硫酸銀作為催化劑主要是加速氧化還原反應速度。因此催化劑的質量直接影響反應的進程以及檢測的準確性。為了使硫酸銀起到更好的催化作用,應預先將其溶解在硫酸中,待其全部溶解後(約需2d)再使用。

  二、廢液的回收利用

  (一)廢液中重金屬含量推算

  重鉻酸鹽法在實驗過程中需加入重鉻酸鉀、硫酸汞、硫酸銀、硫酸亞鐵銨等試劑。理論推算,單個樣品測定COD值時,每20ml水樣中加入10ml0.2500mol/L的重鉻酸鉀溶液、0.4g硫酸汞、30ml1%的硫酸銀-硫酸溶液、25ml0.100mol/L的硫酸亞鐵銨溶液,相當於加入鉻0.13g、汞0.27g、銀0.0648g、鐵0.14g。按照縣級監測站每月平均檢測水樣至少125個,每年至少檢測1500個水樣,就相當於每年需要鉻195g、汞405g、銀97.2g、鐵210g。若將此類廢水直接排放到下水道中將會對環境造成嚴重汙染。因此,應對其中有價值的成分進行回收處理,以減少對環境的危害。

  (二)廢液中汞的回收處理

  可先調節pH值為8~10,加入過量硫化鈉使生成硫化汞,再加入硫酸亞鐵,生成的硫化亞鐵能與懸浮於水中的硫化汞微粒進行共沉澱。清液可排放棄去,殘渣經焙燒可回收汞[6]。

  (三)廢液中銀的回收處理

  在酸性介質中,廢液中可溶性銀鹽與氯化鈉發生複分解反應,生成難溶性的氯化銀沉澱,過濾後用鋅粒將其置換出來,可實現銀的回收利用。實驗證明,用佛爾哈德法[7]測定回收的銀粉純度可達99%以上。

  (四)廢液中的鉻和鐵的回收處理

  在回收銀的過程中加入足量氯化鈉後過濾產生的上清液中含有鉀、鐵、鉻、鋅等金屬將其收集起來。先用堿調節至p H值為8~10,再加入過量硫化鈉使Cr3+和Fe3+分別生成氫氧化鉻和硫化鐵沉澱,清液可排放。

  結語:COD在一定時期內仍將作為評價水質有機汙染程度的主要指標之一,重鉻酸鉀法作為目前較為成熟、經典的測定方法仍將繼續使用。文章中對COD測定廢液提出了重金屬的回收方法,但是該類方法普遍存在耗時、費藥品、成本高等缺點。因此尋找有效、無毒、可靠、實用的方法仍然是COD測定中一個值得研究的課題。

  參考文獻

  [1]國家環保局.水和廢水監測分析方法[M].北京:中國環境科學出版社.

  [2]劉麗英,如何快速準確檢測汙水的化學需氧量CODCr [J]. 科技探索 2011,(370):133-134.

  [3]肖建寅;吳平勝,測定汙水中COD回流時間的探討[J].資源開發與市場 1996,(1),32-32.

  [4]楊啟霞;韓吉衢;方東,COD與回流時間的相關性研究及測定方法改進[J].環境科學與技術 2005,(6):48-49.

  [5]李紅蓮;賴繼榮,重鉻酸鹽法中回流時間對COD測定值影響的探討[J].閩西職業大學學報 2004,(2):100-102.

  [6]中國環境監測總站/環境水質監測質量保證手冊編寫組編.環境水質監測質量保證手冊[M].第二版.北京:化學工業出版社,1994.

  [7]定量分析[M].上海:上海科學技術出版社,1978.

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