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COD測定中氯離子干擾的消除方法

發(fā)布時間:2009年9月11日 來源:

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  在國家標(biāo)準(zhǔn)方法(鉻法)測定COD的過程中,水樣中存在的Cl-極易被氧化劑氧化;從而消耗氧化劑的量導(dǎo)致測量結(jié)果偏高,而且還與Ag2SO4反應(yīng)生成AgCl沉淀使催化劑中毒,因此Cl-成為廢水COD測定的主要干擾物,尤其是對于高氯低COD的廢水,采用國家標(biāo)準(zhǔn)方法所測數(shù)據(jù)幾乎不具有參考價值。長期以來廣大環(huán)保工作者就如何消除Cl-的干擾進(jìn)行了不懈的努力,先后提出汞鹽法、標(biāo)準(zhǔn)曲線校正法、Ag+沉淀法、低濃度氧化劑法、密封消解法及氯氣吸收校正法等方法,本文對各種方法作一概述。

1 Cl-干擾消除方法

1.1 汞鹽法
  汞鹽法是國家標(biāo)準(zhǔn)方法測定COD時采用的消除Cl-干擾的方法,通常硫酸汞掩蔽劑的加入量按HgSO4和Cl-質(zhì)量比為10:1為宜。對Cl-的質(zhì)量濃度小于2000mg/L的水樣,該方法效果很顯著,但當(dāng)廢水中Cl-的質(zhì)量濃度超過2000mg/L,甚至高達(dá)10000—20000mg/l而COD低時,該方法則顯得力不從心,表1說明了重鉻酸鉀法(標(biāo)準(zhǔn)法)測定高濃度Cl-廢水時產(chǎn)生的誤差[1]。

表1 重鉻酸鉀法測定高濃度Cl-廢水COD誤差

  為了擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)法的應(yīng)用范圍,對于高氯廢水,亦有人通過加大硫酸汞的用量來達(dá)到目的[2]。由于硫酸汞本身為劇毒,并且試樣廢液中的汞鹽很難處理掉,會對環(huán)境造成二次污染。因此現(xiàn)在人們都致力于不采用或盡量少采用它來作為消除Cl-干擾的方法,有些環(huán)境工作者嘗試運(yùn)用AgNO3-Bi(NO3)3代替HgSO4作掩蔽劑[3-4]。
1.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線校正法
  該法具體操作步驟為:先配制不同C1-濃度的水樣,測出其COD值,繪制COD-C1-標(biāo)準(zhǔn)曲線;然后取兩份相同的待測含氯水樣,其中1份測出其中Cl-的含量,查COD-Cl-標(biāo)準(zhǔn)曲線求出Cl-對應(yīng)的COD值(CODcl-),另1份在不加掩蔽劑的情況下,測其Cl-與有機(jī)物共同產(chǎn)生的COD值(COD表觀);最后水樣的實(shí)測COD值:ρ(COD實(shí)測)=ρ(COD表觀)-ρ(CODcl-)[1]。
  標(biāo)準(zhǔn)曲線校正法無需加入硫酸汞,是對汞鹽法的改進(jìn),但由于各操作者所使用的條件(如酸度,重鉻酸鉀濃度和回流時間等)不同,使得氯的氧化程度不一樣,因此這些“標(biāo)準(zhǔn)曲線”不易為他人所借用,每次測定之前都要先繪制,顯得比較煩瑣。但是如果水樣中的Cl-在COD測定時能夠完全被氧化的話,那么就可以直接由所測得的表觀COD減去Gl-的理論COD而得到水樣的實(shí)測COD,即ρ(COD實(shí)測)=ρ(COD表觀)-0.226×ρ(Cl-)。方法是在不加硫酸銀催化劑的情況下,讓Cl-被重鉻酸鉀完全氧化,然后再按標(biāo)準(zhǔn)方法消解水樣,實(shí)驗(yàn)表明,利用這種完全氧化的方法,Cl-的氧化率在99.5%以上,COD的實(shí)測值與實(shí)際值具有良好的一致性[5],且可用于高氯低COD廢水的測定,但前提是要確定合適的重鉻酸鉀濃度、酸度和回流時間等實(shí)驗(yàn)參數(shù),以保證Cl-的完全氧化,否則結(jié)果會有很大的誤差。
1.3 低濃度氧化劑法
  一般而言,氧化劑的濃度越大,其氧化能力越強(qiáng),圖1為在HgSO4與Cl-的質(zhì)量比為10:1的前提下,用不同濃度K2Cr2O7,氧化單一Cl-的結(jié)果[6],可見Cl-在高濃度氧化劑中的氧化量比在低濃度氧化劑中大得多,因此在測定含氯廢水COD時可采用低濃度氧化劑以減少Cl-的干擾。例如對于ρ(Cl-)<5000mg/L,ρ(COD)<400mg/L的水樣,采用濃度為0.05 mol/L的K2Cr2O7溶液,并結(jié)合固體HgSO4的掩蔽,結(jié)果的一致性和可靠性均很好[7]。

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