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COD測定中氯離子干擾的消除方法

發(fā)布時(shí)間:2009年9月11日 來源:

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  為了滿足不同范圍COD的測定要求,可采用分段重鉻酸鉀法,對(duì)不同范圍COD的測定用不同濃度的氧化劑,即COD的質(zhì)量濃度<200,200-600,>600mg/L時(shí)對(duì)應(yīng)的氧化劑濃度分別為0.050.10,0.20mol/L。這樣對(duì)于Cl-的質(zhì)量濃度高達(dá),10000mg/L,COD的質(zhì)量濃度為100mg/L的廢水,該法的測定結(jié)果可達(dá)到相對(duì)誤差小于9%,實(shí)際廢水加有機(jī)物回收率大于92%[8]。
  進(jìn)一步研究表明,在低濃度氧化劑的條件下COD的測定結(jié)果并不取決于Cl-濃度的高低而是回流后剩余氧化劑量的多少。只要當(dāng)氧化劑剩余量不超過46%,則無論Cl-的質(zhì)量濃度怎樣變化,對(duì)測定結(jié)果都不會(huì)有太大的干擾[9],合理把握取樣量,可獲得理想的測定結(jié)果。
  該法操作簡單,對(duì)低濃度有機(jī)物和高Cl-水質(zhì)COD的測定,準(zhǔn)確度高,有效擴(kuò)大了標(biāo)準(zhǔn)法的測定范圍。但該種方法需要對(duì)未知COD的水樣預(yù)先做一番估計(jì),同時(shí)氧化劑濃度也不能過低,否則會(huì)影響實(shí)際的COD值。
1.4 銀鹽沉淀法
  銀鹽沉淀法通常有兩種操作方式:一種是對(duì)水樣進(jìn)行預(yù)處理,即在消解前向水樣中加入適量的硝酸銀,然后取沉淀Cl-之后的上清液進(jìn)行測定。加人硝酸銀的量,應(yīng)使水樣中的Cl-完全沉淀但不要過量太多為宜,對(duì)于Cl-的質(zhì)量濃度超過10000mg/L的水樣,進(jìn)行預(yù)先除氯是很有必要的[10]。
  另一種是采用硝酸銀和硫酸鉻鉀作為Cl-的掩蔽劑,適量硫酸鉻鉀的加入是為了抑制消解過程中少量Cl-氧化反應(yīng)的進(jìn)行。這種無汞鹽分析方法對(duì)于El-的質(zhì)量濃度達(dá)到1500mg/L,而COD值低至85mg/L的水樣,也能有效地抑制Cl-的干擾[11]。時(shí)在測足時(shí)調(diào)整硫酸的用量,降低反應(yīng)體系的酸度,可進(jìn)一步抑制Cl-的氧化,當(dāng)水樣COD的質(zhì)量濃度在33-508mg/L范圍內(nèi),Cl-的質(zhì)量濃度達(dá)到10000-30000 mg/L時(shí),相對(duì)誤差為-7.4%-+7.7%,有效擴(kuò)大了該法的應(yīng)用范圍[12]。
  銀鹽沉淀法使用貴重的銀鹽,提高了測量成本,實(shí)驗(yàn)之后對(duì)銀進(jìn)行回收再利用,可在一定程度上提高該方法的經(jīng)濟(jì)效益。另外當(dāng)水中存在懸浮物時(shí),在AgCl沉淀生成過程中,會(huì)發(fā)生共沉淀和絮凝作用,那么在第一種操作方式下這些沉淀會(huì)隨著AgCl沉淀的除去而除去。而且當(dāng)Ag+沉淀除去之后,水樣中的硝酸根并沒有跟著消除,這就相當(dāng)于加入了硝酸,硝酸與硫酸混合之后成為一種強(qiáng)氧化劑,可以氧化一些還原性的物質(zhì)。這樣說來,用硝酸銀來代替硫酸汞測得的COD值會(huì)有些偏低。
1.5 吸收校正法
  這種方法的原理是在完全吸收并準(zhǔn)確測定體系內(nèi)Cl-氧化產(chǎn)物Cl2的量的基礎(chǔ)上,從總COD中減掉這部分Cl2相當(dāng)?shù)腃OD。該方法采用和標(biāo)準(zhǔn)法同樣的消解方式,只是消解時(shí)選用一個(gè)特制帶吹咀的錐形瓶,加熱結(jié)束后用充氣泵吹出體系內(nèi)滯留的Cl2,并在多孑L玻板吸收管中加以吸收,然后用碘量法測定吸收管中的Cl2。用標(biāo)樣分析時(shí),對(duì)于COD的質(zhì)量濃度為50mg/L,而C卜的質(zhì)量濃度高達(dá)10000 mg/L的廢水,其測量結(jié)果變異系數(shù)為5.72%[13]。
  為了簡化實(shí)驗(yàn)流程,亦可直接將玻璃管的末端插入KI溶液中(碘吸收校正法),加熱時(shí)用氮?dú)獯祾弑患訜岬娜芤罕砻妫V辜訜岷笤龃蟮獨(dú)饬髁浚乐筀I溶液倒吸。再用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定被Cl2轉(zhuǎn)換出來的I2,定量計(jì)算被氧化的Cl-。用該法測定COD值時(shí)不加HgSO4也可以消除Cl-的干擾,而且準(zhǔn)確性較高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)Cl-的質(zhì)量濃度在20000mg/L以下,COD的質(zhì)量濃度為500mg/L水樣,其校正之后的COD值相對(duì)誤差在6.6%之內(nèi)[14]。
  由于碘在不同溫度下的揮發(fā)性能差別很大,為此可以先用NaOH來吸收產(chǎn)生的Cl2,再與KI反應(yīng)來消除室溫的影響,研究結(jié)果表明,該方法可用于ρ(Cl-)<20000mg/L,ρ(COD)>30mg/L的高氯廢水的測定[15]。
  吸收校正法要求在操作上要非常仔細(xì),否則就會(huì)帶米很大的誤差。同時(shí)吸收法多了一次Cl2的測定,相對(duì)來說操作過程比較煩瑣,所消耗的時(shí)間也較長。
1.6 密封消解法
  我們知道,如果是在密閉的容器中測定COD,那么當(dāng)水中的Cl-氧化成Cl2達(dá)到氣液平衡之后,Cl-便不能再被氧化了,若再配合使用一定的掩蔽劑,則可以有效地測定高氯廢水,這便是密封消解法的基本思想[16]。
  采用該方法測定COD時(shí),Cl-對(duì)COD干擾和其質(zhì)量濃度并無多大的關(guān)系,在相同Cl-的質(zhì)量濃度條件下,該法中的Cl-的干擾比國標(biāo)法要小得多。混配和實(shí)際水樣的測定結(jié)果表明,用密封消解法分析高氯廢水的COD準(zhǔn)確度較高,ρ(COD)在100~1000 mg/L,ρ(Cl-)≤10000 mg/L時(shí),該方法相對(duì)誤差≤4.2%[17]。
和標(biāo)準(zhǔn)法相比,密封消解法耗時(shí)短,且結(jié)果具有更高的準(zhǔn)確度和精密度。但該方法的消解方式與國標(biāo)法不同,用于各種實(shí)際水樣分析時(shí),污染物的消解程度難以劃定[15],同時(shí)選擇該方法時(shí)一定要確保實(shí)驗(yàn)操作的安全。
1.7 鉍吸收劑除氯法
  該方法的原理是在COD測定消解之前讓水樣中的Cl-在酸性液中以HCl氣體釋放出來,然后被懸放在反應(yīng)管中的鉍吸收劑吸收而預(yù)先除去,以此來降低Cl-的存在對(duì)測定結(jié)果的干擾。
  與標(biāo)準(zhǔn)法對(duì)照,該法準(zhǔn)確度和精密度均無顯著性差異。但其消解方式(烘箱或微波消解)與國家標(biāo)準(zhǔn)方法不一樣。同時(shí)從實(shí)際的研究結(jié)果來看,在0.03g吸收劑存在下,當(dāng)Cl-質(zhì)量濃度為200mg/L時(shí)去除率只有90%,同時(shí)Cl-的去除率還會(huì)隨著初始Cl-的濃度的增加而降低[18],所以作者認(rèn)為對(duì)于高氯低COD的水樣要想得到較真實(shí)可靠的COD結(jié)果,進(jìn)一步提高Cl-的去除率是很有必要的。

2 結(jié)語

  上述各種方法在實(shí)際應(yīng)用時(shí)都有一定的適用條件和局限性,還有待進(jìn)一步的改進(jìn)和完善,加強(qiáng)各種方法之間的交叉滲透對(duì)探索新的消除Cl-干擾的方法具有一定的意義。總的來說,消除Cl-干擾的方法是要朝著準(zhǔn)確、快速、環(huán)保的方向發(fā)展。

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