高氯化物污水校正系数法COD测定的探讨

高氯化物污水校正系数法COD测定的探讨一前言天津经济技术开发区污水处理厂是天津滨海新区第一座污水处理厂。日处理污水十万吨，全套设备从挪威引进，引进SBR工艺整体技术和关键设备。经过几个月的试运行出水水质达到国家排放标准。该厂的建成对进一步改善投资环境，减轻渤海水域的污染压力起到积极的作用。而开发区特殊的地理位置(未开发前是一片盐滩)，决定了流进污水厂的污水，其氯化物含量是相当高的。如何消除采用重铬酸钾法测定COD时，氯化物对COD值的影响是我们化验室人员必须面对的课题。化学需氧量(CODcr)是指在强酸性溶液中，一定量的重铬酸钾氧化水样中的还原物质，所消耗氧化剂的量。它是衡量水体中有机物相对含量的重要指标。对于污水处理厂的效果评价它是一个重要而易得的参数。采用重铬酸钾标准方法测定，消除氯化物的干扰，一般采用添加硫酸汞使之与Cl-反应生成可溶性难离解的氯化汞络合物的方法。该方法操作简便，但汞盐对环境造成二次污染。我厂生化处理前的水CODcr值在330-410mg/L，Cl-值在1600-2000mg/L。废水经生化处理后，有机物大部分被分解，出水COD值在90-130mg/L，Cl-值没有变化。降雨后Cl-值可达到2000-3500mg/L。采用标准曲线计算较正法可不加硫酸汞，准确测定高氯化物废水CODcr值。此方法与标准方法测定结果相对偏差在7%之内。二标准曲线计算校正法1.标准曲线的绘制(1)原理用标准方法测定不同浓度纯NaCI水溶液的COD值，将测定的结果绘成标准曲线。(2)测定步骤配制不同浓度的NaCl水溶液，用CODcr标准方法(不加HgSO4)测定水溶液的CODcr(见表1)。用y表示CODcr值，X表示Cl-浓度值，绘制成标准曲线(见图1)。曲线方程：y=0.2228X+5.9相关系数：r=0.9996实验证明氯离子的含量与测得的CODcr值存在良好的线性关系。其斜率为0.2228。理论计算：2Cl-+1／2O2→Cl2+［O］lmgCl-相当于消耗0.225mg的氧(16／（2×35.5）=0.225)这与实际结果基本一致。2.测定方法(1)原理：将含氯化物的水样，用重铬酸钾标准方法(不加HgSO4)测定的CODcr值写作CODcr(Ⅰ)。用硝酸银滴定法，测出水样中氯离子含量，按标准曲线计算出氯离子含量的CODcr值写作CODcr(Ⅱ)。该水样的CODcr值为：CODcr=CODcr(Ⅰ)-CODcr(Ⅱ)+α(2)主要仪器和试剂a.仪器：全玻回流装置(标准磨口500ml三角烧瓶；300mm长的球形冷凝管；电炉；50ml酸式滴定管；10ml、20ml大肚吸管；50ml、100ml量筒。b.试剂：C(1／6K2Cr2O7)=0.2500mol/LK2Cr2O7，标准溶液；C［(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O］=0.1mol/L溶液；试亚铁灵指示液；浓H2SO4；(AgNO3)=0.0141mol/L硝酸银标准溶液；铬酸钾指示液。(3)测定步骤a.CODcr的测定吸取20ml水样于50Oml三角烧瓶中，加入O.2500mol/L的重铬酸钾溶液10ml，慢慢加入浓H2SO430ml。加热回流，半小时后停止加热。略冷后，加入0.3gAgSO4。继续回流1.5小时。冷却后，用90ml蒸馏水冲洗冷凝管取下三角瓶，溶液总体积不得少于140ml。溶液再度冷却后，加入三滴试亚铁灵指示剂，用已标定好的硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色变为红褐色即为终点。以20毫升蒸馏水代替水样，按上述分析步骤求得空白滴定值。计算公式为：CODcr(mg/L)=［(Ｖ0-V1)×C×8×1000］/V2式中：C——硫酸亚铁铵标准溶液的浓度(mol/L)V0——空白消耗硫酸亚铁铵标准溶液毫升数V1——水样消耗硫酸亚铁铵标准溶液毫升数V2——取水样毫升数b.氯化物的测定取适量水样，用蒸馏水稀释至50毫升，置于150毫升三角瓶中，加1毫升铬酸钾指示液，用硝酸银标准溶液滴定至砖红色沉淀刚刚出现为终点，同时做空白试验。氯化物(mg/L)=［(V2-V1)×C×35.45×1000］/VV1=蒸馏水消耗硝酸银标准溶液毫升数V2=水样消耗硝酸银标准溶液毫升数V=水样毫升数C=硝酸银标准溶液浓度(mol/L)3.氯化物的干扰(l)加硫酸汞消除氯离子干扰法标准方法中加0.4g硫酸汞络和水样的氯离子(氯离于浓度小于2000mg/L)。HgSO4+4CI-→［HgCl4］2-+SO24-K稳=1.2X1015(25℃)尽管［HgCl4］2-的稳定常数很大，但仍有少量氯离子存在，能被酸性重铬酸钾所氧化，致使测定结果偏高，产生正误差。我们对不同浓度氯化物对CODcr的影响进行了试验。用基准邻苯二甲酸氢钾配制已知浓度COD值的水样，用分析纯氯化钠配制需要的氯化物浓度溶液。根据需要将两种溶液按不同比例制成混合配水，用标准方法测定(各加0.4g硫酸汞)，CODcr测定值＞CODcr配制值，其差值即为氯化物与汞络合后残存的CODcr值。结果见表2，将其绘制成曲线见图2。实验结果表示按标准方法加HgSO4掩蔽氯离子后所测得的CODcr值与不加HgSO4测得CODcr值和0.2228［Cl-］的差值不相等。CODcr≠COD1-0.2228［Cl-］CODcr≠COD1-0.2228［Cl-］+αα为校正系数，就是一小部分未络合的氯离子产生的COD值，对于配制CODcr=125mg/L(750mg/L＜［Cl-］＜2000mg/L)的合成水样α=35+0.0154［Cl-］。(2)校正系数的计算用上述方法对我厂进水、出水，CODcr分别在300-450mg/L和90-130mg/L，［CI-］在1700-3500m/L进行了实验和计算，将合成水样的a值，用于实际水样的计算，计算值和实验值相差很大，说明水样的氯化物浓度、有机物种类和浓度都影响校正系数α。针对我厂的进水和出水总结出以下两个公式。即对于CODcr值在150mg/L以下水样α=［Cl-］×1.6/(CODcr(Ⅰ)-CODcr(Ⅱ)通过对21例样本的计算，CODcr测定的相对误差小于7%。测定结果见表3。对于CODcr值在300-450mg/L的水样α=［CODcr(Ⅰ)-CODcr(Ⅱ)］×0.3通过对10例样本计算，CODcr测定的相对误差小于7%。测定结果见表4：从我厂试运转开始至今，共做了三十几次实验，数据量不够大，但找出了影响校正系数α的因素。今后将积累更多数据，完善α值的计算方法，使之有更好的代表性。三结论1.用重铬酸钾法测定CODcr，当水样中CI-的浓度较高，COD浓度较低时，用标准法测定COD产生较大误差，采用标准曲线计算校正法。不加硫酸汞掩蔽氯离子，避免了剧毒药品HgSO4对环境的污染，可准确测定污水COD值，测定相对误差小于7%。2.标准曲线计算校正法中校正系数，与氯化物的浓度，污水中有机物种类和浓度有关，针对不同的水体推导出不同的α值。