高氯離子低COD汙水的處理工藝研究

來源:http://www.wsgwwz.com/ 作者:餘氯檢測儀 時間:2019-09-02

  環境保護是全球共同的主題,大力發展環保事業,節能減排是人類社會實現可持續性發展的必然要求。我國是水資源嚴重缺乏的國家,人均水資源占有量遠低於世界平均水平,保護水資源,防止和改善水汙染,提高汙水處理效果是當今社會的重要課題。為了保護有限的水資源,我國出台了一係列關於汙水排放和處理的法規和標準,對汙水排放有嚴格的控製標準,其中對於COD的排放總量有嚴格的要求,對COD進行測定和消除處理是汙水排放控製的一項重要指標。

  化學需氧量(以下簡稱COD),是在強酸環境中,在加熱的前提條件下,在對水樣進行處理的過程中使用的氧化劑的量,用氧的mg/L來對其進行表示。國標法多采用重鉻酸鉀作為主要的氧化劑對水樣進行氧化處理,用汞鹽來對氯化物的幹擾進行消除,此種方法對於濃度在2000mg/L的水樣處理有明顯的效果,但是在高氯離子的條件下,效果並不明顯。同時,使用此種方法耗時較長,測定值波動幅度大,工藝複雜而且汙水處理效果不夠理想。國內外大量的研究資料表明采用國標法還對COD進行測定,氯離子是具有幹擾性的,而且幹擾程度的大小與有機物濃度的高低有密切的關係,濃度越高幹擾越小。當COD含量較低,一般在小於100mg/L的條件下,高氯離子會對測量結果造成嚴重的幹擾,從而使測量結果存在明顯的誤差。針對這一問題,本文對高氯離子對低COD測定的影響和消除進行分析,探討高效的處理工藝,旨在提高測定結果的準確度,提高汙水處理效果。

  1、氯離子的幹擾分析

  1.1氯離子的幹擾機理

  在實驗條件下對COD進行測定,假設氯離子在氧化劑的作用下被完全氧化,從理論角度來說,每氧化1mg氯離子相應的需要消耗約0.23mg的氧,因為氧化劑被消耗的原因,必然會有正幹擾產生。在使用硫酸-重鉻酸鉀氧化的過程中,硫酸銀作為氧化的催化劑對氧化反應進行催化作用,從而使氧化反應更為徹底。水樣中的氯離子與銀離子發生作用生成能夠沉澱的氯化銀,會削弱催化劑所具有的催化作用。而氯化銀沉澱又受到重鉻酸鉀的氧化作用,是氧化劑被進一步消耗,反應生成的白色沉澱滴定的準確判定受到幹擾,影響滴定的準確性。

  1.2氯離子的幹擾結果

  以某汙水處理廠為例,該廠出水有機物含量較低,為了研究氯離子對低COD測定的幹擾程度,本實驗配製了氯離子含量不同的溶液,配製COD含量為50mg/L的溶液采用重鉻酸鉀法對氯離子溶液進行逐一的試驗檢測。按照汙水處理廠日常的水樣測定工藝,分別采用高濃度重鉻酸鉀(0.250mol/L)溶液和低濃度重鉻酸鉀(0.025mol/L)溶液,對配製的水樣逐一進行測定。

  從測定結果來看,在采用高濃度重鉻酸鉀進行測量時,氯離子含量在1000mg/L的低氯離子溶液的測定結果存在較小的誤差,相對準確度更高。但是在高氯離子含量的情況下,即氯離子含量在1000mg/L以上時,雖然已經對水樣進行了稀釋處理並使用了HgSO4掩蔽,但是測定結果仍然存在明顯的誤差,而氯離子含量越高,誤差也相應的增大。在采用低濃度重鉻酸鉀進行測量時,與高濃度重鉻酸鉀的測定結果相比,低濃度重鉻酸鉀測定結果更為準確,與實際值誤差小,但是效果並不十分理想,測定結果仍然處於偏高的狀態。因此,如何消除高氯離子的幹擾作用,提高結果的準確性仍然是亟待解決的重點問題。

  2、測定方法的確定

  考慮到汙水處理廠有限的實驗條件,以及方法推廣的經濟性和可行性,在方法的選擇和確定方麵,本著簡單易行的原則,既要便於操作,又具有經濟性,同時又要提高測定的準確性。從目前來看,多采用汞鹽法、低濃度氧化劑法、標準曲線校正法等方法對氯離子的幹擾作用進行消除。相對來說,標準曲線校正法檢測設備更為簡單,也更易於操作,而且不需要使用汞鹽和銀鹽,經濟性更高。采用此種方法在測定COD的過程中不需要對氯離子進行掩蔽,將該COD含量扣除氯離子校正值後,即得到最終的COD值。需要注意的是,在測定的過程中,氯離子與硫酸銀發生反應生成的沉澱物會使催化作用降低,而且會對滴定的準確性造成幹擾,在此方麵需要進一步加以改進,以保證檢測的準確性。在硫酸一重鉻酸鉀氧化體係的氧化過程中,開始30分鍾內暫時不添加硫酸銀,使重鉻酸鉀氧化氯離子。待氯離子成為氯氣揮發後再將硫酸銀加入,使絕大部分有機物被氧化,再從測得的COD總量表觀值中將氯離子校正值扣除,即可得到真實的COD值。

  3、結果與檢驗

  3.1氯離子標準曲線

  取總量同為20ml的多瓶氯化鈉溶液,氯化鈉含量不同,逐一向溶液中加入重鉻酸鉀溶液10ml,再逐一加入濃硫酸30ml,然後加熱回流30分鍾,對不同氯離子含量下的COD表觀值進行測定。

  需要注意的是,使用此種方法濃硫酸的加入順利為,先加入15ml,加熱30分鍾後再加入濃度為20g/L的硫酸-硫酸銀15ml,這樣可有效的防止硫酸銀在硫酸一重鉻酸鉀溶液中消解的過程中發生爆沸,而且能夠與國標法規定的催化劑濃度保持一致性。用得到的COD總量值減掉氯離子校正值,得到的結果即為COD測定值。從實驗結果可知,氯離子含量與表觀COD測定值之間有良好的線性關係。

  3.2準確度的檢驗

  通過上麵的測定方法,對總量相同而氯離子含量不同的標準溶液中的COD進行測定,得到COD測定的真實值,對COD測定結果進行對比分析可以看出,使用此種方法對於高氯離子低COD含量的測定準確性良好,而且設備簡單,操作方便。同時使用此種方法無需使用硫酸汞,有效的防止了硫酸汞的毒害作用,使檢測更加清潔,更加安全。通過在汙水處理廠的實際投入使用,采用此種方法對出口水樣進行COD測定得到的測定值與環保部門的測定結果保持一致,表明此種方法可有效的減少測定值與實際值之間的誤差,準確度更高。

  4、結論

  對高氯離子低COD的水樣在常用的硫酸-重鉻酸鉀氧化體係的氧化過程中,雖然已經加入硫酸汞用以對氯離子進行掩蔽,但是COD測定值仍然具有明顯的誤差,而且氯離子濃度越高,誤差就越大。本文提出的方法采用先使用重鉻酸鉀對大部分的氯離子進行氧化作用,當氯氣跑掉後再加入硫酸銀來對有機物發揮氧化作用,從測定的COD表觀值中扣除氯離子校正值,可得到COD真實值。由此得到的COD測定值準確度更高,且具有良好的經濟性,具有很好的推廣價值。

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