淺析含氯離子廢水中化學(xué)需氧量分析方法的改進(jìn)

張寶君(河北安益職業(yè)危害檢測(cè)有限公司，河北 保定 071000)

淺析含氯離子廢水中化學(xué)需氧量分析方法的改進(jìn)

張寶君(河北安益職業(yè)危害檢測(cè)有限公司，河北 保定 071000)

在含氯離子廢水中，氯離子(Cl-）會(huì)干擾到化學(xué)需氧量（COD）的分析結(jié)果，因此要求在分析COD時(shí)先有效處理水中的Cl-。據(jù)此，本文筆者結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，探討含Cl-廢水中COD分析方法的改進(jìn)，具體以標(biāo)準(zhǔn)方法為研究對(duì)象。

含Cl-廢水；COD分析；標(biāo)準(zhǔn)方法；改進(jìn)

化學(xué)需氧量COD是在條件一定時(shí)，水中還原性物質(zhì)在強(qiáng)氧化劑作用下氧化分解消耗掉的氧化劑重量，其是一項(xiàng)衡量水體污染程度的綜合性指標(biāo)。據(jù)此，通過(guò)監(jiān)測(cè)水中的COD濃度，有助于監(jiān)控水體質(zhì)量及污染物的排放。在含Cl-廢水監(jiān)測(cè)分析中，國(guó)家規(guī)定將COD列為必測(cè)項(xiàng)目，而其標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法包括氯氣校正法、重鉻酸鹽法，測(cè)定值為CODCr。但應(yīng)用表明，標(biāo)準(zhǔn)方法非常耗水、耗電、耗時(shí)，且會(huì)在反應(yīng)中消耗掉濃硫酸、硫酸銀、硫酸汞，因此存在二次污染和成本高等不足。為此，為了提高含Cl-廢水中COD分析的綜合效益，非常有必要改進(jìn)常用的標(biāo)準(zhǔn)方法，具體如下：

1 改進(jìn)消解方法

標(biāo)準(zhǔn)方法耗時(shí)的主要原因是消解回流時(shí)間長(zhǎng)達(dá)2h。為了縮短消解回流時(shí)間，研究人員提出采用超聲波消解法、微波消解法等。對(duì)于微波消解法，分為開(kāi)管消解法和密封消解法，其中國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)推薦方法是密封消解法，下面是微波消解法的主要特點(diǎn)：一是消解體系、結(jié)果計(jì)算與標(biāo)準(zhǔn)回流法相同，只是用能量較高的電磁波加熱；二是反應(yīng)液分子在高頻微波能量條件下，會(huì)進(jìn)入高速摩擦的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；三是倘若同時(shí)使用密封消解法，可使消解管內(nèi)壓力激增，并在高溫高壓條件下快速（約5min）消解，從而使分析時(shí)間更短、試劑用量更少及二次污染更輕，；四是微波爐的種類不一，因此為了保證消解效果最佳，要求按樣品的不同選擇相宜的消解時(shí)間和功率，同時(shí)嚴(yán)控消解溫度。對(duì)于超聲波消解法，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便及不受污染物濃度與種類的影響等優(yōu)點(diǎn)，而對(duì)其的研究尚待深入。

2 優(yōu)選氧化劑

對(duì)于國(guó)標(biāo)方法，氧化劑一般選作K2Cr2O7，其可使水中多數(shù)有機(jī)物氧化，但卻存在下列不足：一是在氧化芳香族類有機(jī)物時(shí)，氧化效果不佳；二是不能氧化吡啶；三是倘若苯、揮發(fā)性直鏈脂肪族化合物等有機(jī)物在蒸汽相中，則與氧化劑液體無(wú)法有效接觸，且氧化效果不佳。為此，研究人員提出了改進(jìn)建議，比如：李可等人提出氧化劑改用硫酸高鈰；Donald等人提出氧化劑改用Mn3+,并選取鉍酸鈉氧化Cl-，以消除其產(chǎn)生的干擾，從而解決了運(yùn)用重鉻酸鹽法測(cè)定時(shí)產(chǎn)生的二次污染。

3 消除Cl-干擾

在COD測(cè)定中，Cl-是最為主要的干擾物質(zhì)，即其既會(huì)在氧化劑作用下氧化并生成Cl2,又會(huì)與Ag2SO4反應(yīng)并出現(xiàn)AgCl沉淀，繼而對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生影響。根據(jù)重鉻酸鹽法的操作規(guī)定，倘若Cl-的含量＜1000mg/L，則加入HgSO4（0.4g）來(lái)消除干擾，并在高氯廢水中采取氯氣校正法，即：根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法，在消解時(shí)，先用回流吸收裝置及高純氮導(dǎo)出水中Cl-氧化生成的Cl2，再用NaOH溶液吸收及用硫代硫酸鈉標(biāo)液滴定，然后再算出硫代硫酸鈉的消耗量及換算成氧消耗的質(zhì)量濃度（Cl-校正值），最后再?gòu)谋碛^COD值中減去Cl-校正值，即為水樣的COD測(cè)值。據(jù)此，以上方法使用的HgSO4具有毒性，因此會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。為此，研究人員提出了下列改進(jìn)建議：一是運(yùn)用銀鹽沉淀法，用以遮掩Cl-的干擾，但若水中含有懸浮物，其中膠體、有機(jī)污染物與AgCl產(chǎn)生的共沉淀會(huì)使測(cè)定結(jié)果比標(biāo)準(zhǔn)值低，同時(shí)銀鹽的使用增加了COD的分析費(fèi)用，因此該改進(jìn)建議的實(shí)用性不高；二是使用濃度更低的K2Cr2O7溶液，用以控制Cl-的干擾，但K2Cr2O7溶液濃度的下降會(huì)影響到有機(jī)物的氧化效果；三是先將Cl-轉(zhuǎn)換為HCl，再用鉍吸附劑將其吸收，雖然該方法的去除效果好，但烘箱的使用耗時(shí)、耗能；四是根據(jù)第三點(diǎn)建議，在140℃條件下，使用密封的石英玻璃-聚四氟乙烯反應(yīng)器，并在酸性環(huán)境中，先以HCl形式釋放出水中的Cl-，再用鉍吸收劑將其吸收，然后運(yùn)用電位滴定法完成COD測(cè)定，從而保證了測(cè)定效果。

4 改進(jìn)取樣均勻性

在含Cl-廢水中，懸浮顆粒物的性質(zhì)、大小和形狀都有所差別，因此在測(cè)定COD時(shí)，難以保證取樣的均勻性，從而影響到了COD的測(cè)定結(jié)果。為此，研究人員提出下列改進(jìn)建議：一是采用水浴超聲法均化水樣；二是使用組裝完畢的超聲波發(fā)生器測(cè)定水樣。應(yīng)用表明，改進(jìn)后的方法與標(biāo)準(zhǔn)方法的測(cè)定結(jié)果一致。

5 結(jié)語(yǔ)

目前，世界各國(guó)紛紛陷入水環(huán)境污染的困境中，而若要及時(shí)發(fā)現(xiàn)、評(píng)價(jià)、預(yù)報(bào)水質(zhì)異常及有效跟蹤污染源，高效開(kāi)展COD測(cè)定工作是關(guān)鍵，即要求建立一套能耗低、操作方便、適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)果準(zhǔn)確、無(wú)二次污染及綜合效益佳的COD監(jiān)測(cè)分析方法，用以實(shí)現(xiàn)在線動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。針對(duì)含Cl-廢水中COD的測(cè)定，國(guó)內(nèi)外科研人員都做了大量的研究，且也提出了許多改進(jìn)COD標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法的建議，但實(shí)際上，尚未出現(xiàn)一種完全可以取代標(biāo)準(zhǔn)回流法的改進(jìn)方法，因此對(duì)這一領(lǐng)域的研究仍待深入。

[1]周廣闊,王猛,王虎.鉻法化學(xué)需氧量測(cè)定的影響因素分析及改進(jìn)措施[J].楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2013,01:28-30.

[2]李耀偉.重鉻酸鉀法測(cè)定化學(xué)需氧量改進(jìn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分析[J].地下水,2015,01:63-64.

[3]葛福玲.化學(xué)需氧量測(cè)定方法的改進(jìn)及研究進(jìn)展[J].四川環(huán)境,2012,01:109-113.

[4]周劍鋒.重鉻酸鉀法測(cè)定化學(xué)需氧量的影響因素分析[J].化學(xué)工程與裝備,2016,01:196-198.