COD快速測定儀自帶試劑配方研究

李小玲

（華昱能源化工山西有限責(zé)任公司，山西 晉城 048000）

引言

煤制甲醇工藝中低溫甲醇洗和精餾單元產(chǎn)生一定量的含甲醇廢水，廢水排放過程中向環(huán)境中釋放大量還原性物質(zhì)，對環(huán)境造成污染。COD 檢測是污水質(zhì)量監(jiān)測的主要方法。COD 檢測即化學(xué)需氧量檢測，主要應(yīng)用于檢測水體中還原性物質(zhì)含量，是評價水體質(zhì)量的重要依據(jù)。

1 研制應(yīng)用自配試劑的必要性

COD 是表征水質(zhì)中有機物污染程度的一項重要環(huán)保指標(biāo)，也是污水排放監(jiān)測過程中關(guān)鍵指標(biāo)之一，在化工生產(chǎn)過程中，水質(zhì)COD 檢測點遍布廠區(qū)各個角落，日常監(jiān)測分析頻次高，鑒于污水外排環(huán)保壓力，以及高頻率分析含甲醇廢水的生產(chǎn)要求，必須保證快速、準(zhǔn)確、高效率得出檢測結(jié)果。采用COD 回流滴定法單樣次分析耗時約為4 h，響應(yīng)時間滯后，無法滿足日常環(huán)保排查需要；采用COD 快速消解法，操作簡便，出結(jié)果迅速，分析效率高。生控過程COD 分析通常采用快速消解法，輔與回流滴定法相比對的方式進(jìn)行。

化工生產(chǎn)企業(yè)通常采用日常三班COD 檢測工作模式，日常檢測高達(dá)數(shù)10 樣次。檢測設(shè)備使用哈希COD 快速分析儀和國產(chǎn)COD 快速分析儀，均需要投入較高成本，對各企業(yè)化驗室而言檢測投入較大，在化驗室經(jīng)營成本中該維度成本占比居于首位。研制應(yīng)用自配試劑后，自配試劑主要采用4 種常規(guī)化學(xué)試劑配制而成，年成本可控制在1 萬元以內(nèi)，極大地降低了化驗室費用消耗，對于該類公司經(jīng)營降本增效具有重要意義[1]。

2 自配試劑應(yīng)用可行性分析

2.1 基本思路

專用COD 快速測定儀主要分為兩個部分，分別為消解器與專用測定儀。自行研制套裝試劑配方實施COD 測試，在檢測時所用設(shè)備為常見管式消解儀，以及實驗室常見工具可見分光光度計，降低設(shè)備采購、維修成本。研究分析專用試劑的成分，根據(jù)研究結(jié)果合理調(diào)整硫酸、硫酸汞、硫酸銀、重鉻酸鉀等構(gòu)成比例，配制與原試劑功效一致的組合試劑。

2.2 配制方法

根據(jù)測定儀試劑配制方法原理，由濃硫酸、硫酸汞、硫酸銀、重鉻酸鉀幾種試劑按照一定比例配制而成3 種試劑。定量分析試劑中硫酸根、汞離子、銀離子和重鉻酸鉀含量，初步確定了配置濃度和比例，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了試配。配制方法如表1。

表1 試劑配制方法

2.3 應(yīng)用效果

將自配試劑與原套裝試劑分別進(jìn)行曲線繪制和標(biāo)準(zhǔn)溶液反標(biāo)，比對結(jié)果。比較分析顯示，自配試劑可以替代專用套裝試劑作為檢測耗材，應(yīng)用價值較高。

改用自行配制的試劑進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)工作曲線擬合，高量程相關(guān)系數(shù)為0.999 91，低量程相關(guān)系數(shù)為0.999 11，具有應(yīng)用可行性（見第82 頁表2、表3）。

表2 CODc（r高量程）工作曲線擬合分析

表3 CODc（r低量程）工作曲線擬合分析

使用系列已知COD 值的標(biāo)液，進(jìn)行重復(fù)性和對照性實驗，比對結(jié)果顯示，自配試劑與專用試劑應(yīng)用效果無顯著差異，數(shù)據(jù)可靠性分析顯示，相對誤差小于5%（見第82 頁表4）。

表4 CODcr 平行性、對照性實驗數(shù)據(jù)

3 試劑應(yīng)用價值

化工生產(chǎn)企業(yè)日常COD 檢測中采用三班檢測工作模式，日常檢測工作量為幾十樣次。國產(chǎn)COD 快速分析儀使用成本約為10 元/樣次～15 元/樣次，哈希COD 快速分析儀應(yīng)用成本較高，約為20 元/樣次～25 元/樣次。應(yīng)用上述檢測方法，耗材費用超過2 萬元/月，約為25 萬元/a，造成巨大成本消耗[2]。改為自配試劑后無需繼續(xù)購買COD 專用試劑耗材，而是采用常見低成本化學(xué)試劑，主要為硫酸、硫酸汞、硫酸銀、重鉻酸鉀等，通過自行配制獲取檢測試劑，使用費用低于1 萬元/a，節(jié)約檢測成本20 萬元/a～25 萬元/a。應(yīng)用此種試劑，化驗室單項耗材節(jié)約金額超過20 萬元/a，顯著降低應(yīng)用成本，同時有效提高分析精度和分析效率，兄弟單位均可借鑒并加以推廣應(yīng)用。

4 試劑應(yīng)用要點

4.1 原材料使用要求

采用自配試劑替代傳統(tǒng)檢測工具，試劑原材料為4 種一般化學(xué)試劑，原材料成本較低。應(yīng)用研究顯示，該自配試劑年成本可控制在1 萬元以內(nèi)，顯著降低了化驗室工作成本，促進(jìn)成本控制，促進(jìn)企業(yè)降本增效，不僅對企業(yè)經(jīng)營存在積極意義，而且符合現(xiàn)代工業(yè)生態(tài)文明建設(shè)要求。

4.2 設(shè)備使用要求

研制成功套裝試劑配方之后，使用市場上普通的管式消解儀和實驗室常用的可見分光光度計即可實施COD 測試，無需采購專用測定儀較高，降低設(shè)備購置成本，同時降低設(shè)備使用過程中維修管理成本。

4.3 操作要求

在使用該試劑時，需要配備3 支自動移液槍。在此過程中，應(yīng)由專人負(fù)責(zé)配制與加裝試劑，執(zhí)行規(guī)范操作流程，保證準(zhǔn)確加裝試劑。在崗位分析環(huán)節(jié)，根據(jù)規(guī)程加裝水樣即可，操作復(fù)雜性和技術(shù)難度較低，可操作性較強，對比常規(guī)檢測分析結(jié)果，兩種檢測方法無顯著差異，結(jié)果顯示使用自配試劑可進(jìn)行高精度分析，分析效率顯著提升，適應(yīng)日常環(huán)保分析需求，促進(jìn)現(xiàn)場環(huán)保排查快速、高效、優(yōu)質(zhì)完成[3]。

5 結(jié)語

綜上所述，自配試劑配制原料主要為一般化學(xué)試劑，原材料成本降低，顯著降低COD 檢測耗材成本。使用該試劑應(yīng)用時對配套儀器要求較低，節(jié)約采購專用測定儀費用與測定儀維修成本。應(yīng)用此種試劑進(jìn)行檢測，可操作性較強，檢測結(jié)果可靠性較強，應(yīng)用效率較高，具有經(jīng)濟(jì)適用性。