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摘要:本文主要研究了铬法测定化学需氧量的影响因素及改进措施,发现还原性物质、水样的保留与均化以及空白实验值都能够一定程度上影响化学需氧量的测定,同时还依据不同的影响因素提出了有关的改进措施。
关键词:化学需氧量;影响因素;改进措施
COD能够体现出经过氧化的有机污染物的成分,是国内减少排放總量的重要指标。通用的测量化学需氧量的为重铬酸钾法,它的重现性好,测量值准确,是检测水质的常用方法,目前为止没有发现一个完全能够替代这种方法的测定法。铬法测量这种方法比较复杂,加热过程长并且耗能较大。而且硫酸银这种化学试剂价格比较高,硫酸汞易产生污染,且有剧毒。所以提出了有关的改进措施。
测量了各种水的样本和化学需氧量之后,本文主要研究了实验过程中的各种影响测定的因素,比如说还原性成分、空白实验值、保留水样等,而且提出了有关的解决方案。
1影响空白实验值测定值的要素和改进措施
空白实验值的测量影响COD的计算结果。所以,能够精确地测量空白值直接影响到实验值是否精确。影响空白实验值的因素主要有以下几点:实验的水样本、硫酸的质量、实验器具的干净程度、试剂的浓度。
(1)实验的水样本对于空白实验值的影响改善措施
实验用水也会很大程度上影响空白实验值,尽量要选择蒸馏水,最好不要选用去离子水,因为去离子水中的部分有机物会使空白实验值增加,实验用水的保存也不能太久。
(2)硫酸的质量对于空白实验值的影响及改进措施
假如硫酸中含有较多的杂质以及还原性物质,也会增加空白实验值,导致测量结果不准确。所以,要尽量选择质量较好的硫酸。
(3)试验器具的清洁程度对于空白试验值的影响及改进措施
假如实验所用的器具不干净,会导致空白实验值降低,会导致化学需氧量的值为负。因此,在使用玻璃器皿之前要尽量用清水把它洗干净。
(4)试剂对于空白实验值的影响及改进措施
根据化学需氧量的测量原理,重铬酸钾和硫酸亚铁铵的浓度会极大地影响化学需氧量的测量值。测定结果证明,如果选择浓度较小的试剂,所测量的空白实验值也较小。所以测定空白试验值时最好选择浓度较低的试剂。
2还原性物质的影响和解决办法
(1)氯离子的影响和消除
氯离子对实验结果的影响。在各种还原性物质当中,氯离子对于化学需氧量的影响程度最大,一般它的影响分为两种情况:第一是氯离子和硫酸银发生反应,造成催化剂中毒,有机物不能完全氧化,化学需氧量的值较低;第二是氯离子可能与重铬酸钾发生反应,变成氯气,氯气氧化了一些还原性物质之后,化学需氧量的值偏高。最终,可能会导致化学需氧量的测量值较高。
消除氯离子的办法。a.通常运用硫酸汞遮蔽法来减少氯离子的影响。一般情况下使硫酸汞和氯离子的比重为十比一。但是硫酸汞毒性较大,会产生污染,所以需要研究出一种减少污染的方法。通过实验发现,用硫酸锰去除氯离子的方法效果较好,且污染较小。b.还有一种方法是硝酸银沉淀法。对于水中的氯离子浓度较高时,应该首先对其预处理,先在水中加入一定量的硝酸银,充分反应之后取出沉淀,测定化学需氧量的值。当水中的化学需氧量浓度较低的时候,可以先在水中加入适量硫酸铬钾,预防氯离子进行氧化反应。当氯离子浓度较高时,调整硫酸的使用量,减少整个水样的酸度,从而控制氯离子的氧化。c.当水样中的COD的值>300mg/L时,通过稀释法来减少氯离子的影响。但是水样中化学需氧量的含量<100㎎/L时,实验误差很大。d.银柱法。以732型树脂作为载体,将其酸化之后加入一定量的硝酸银,通过置换反应之后,氯离子经过树脂会产生氯化银沉淀,然后用硫酸汞遮蔽氯离子之后测定COD的值。e.吸收校正法。当全部吸收而且准确测量了氯气含量的前提下,在总的化学需氧量中减去氯气所等同的一部分化学需氧量,从而能够减少氯离子的影响。这种方法是在分解的过程中,选择一个带有吹嘴的特别的锥形瓶,等到加热消解结束以后,通过吹气泵去除反应过程中停留的氯气。通过多孔玻璃板的氯气充分吸收,通过蒸馏水以及碘化钾溶液吸收通过碘量法测定氯离子。f.加入固体硝酸银法。当水样中的化学需氧量的含量<100㎎/L时,可以在水中加入一定量的硝酸银来减少氯离子对于实验结果测量的影响。硝酸银的添加量应该根据水样中氯离子的浓度来确定,如果添加的硝酸银溶液过多,会与其中的硫酸离子结合产生硫酸银沉淀,妨碍滴定终点的观察;如果硫酸银溶液加入过少,则不能产生良好的效果,因此在假如硫酸银溶液之前,应该先确定水样中氯离子的浓度,然后添加适量的硫酸银溶液。
综上所述,不同的方法在实际的实验过程中都有各自的优缺点,因此注重各种方法之间互相交叉联系能够有利于发现一种更加快捷、精准并且污染小的除氯方法。
(2)亚铁离子和硫离子的影响和消除
还原性干扰离子除了氯离子还包括亚铁离子和硫离子,这些还原性干扰离子都会消耗一定的氧化剂重铬酸钾,导致测定的化学需氧量值偏高,消除亚铁离子和硫离子的方法是在进行实验之前,先在水样中通入一定的空气,让水样里的亚铁离子和硫离子分别氧化成铁离子和硫沉淀然后去除。
(3)含氮的物质的影响及消除
水样中存在的含氮的还原性物质一般有以下几种:亚硝酸根离子、氨气、氨根等。它们通常是通过消耗重铬酸钾来影响化学需氧量的测定结果,加入一定量的氨基磺酸可以达到消除干扰的目的。假如水样里还存在氯离子,会导致亚硝酸根离子和氯离子产生氧化反应损耗重铬酸钾,使测定的化学需氧量的值较高,所以,去除氯离子就能够去除亚硝酸根离子的影响,就能减少亚硝酸根离子的影响。
3 水样的保存与均化
影响化学需氧量测量值的一个主要因素之一还有水样的保存和均化,为了确保实验测定结果的准确性,一定要采取正确的保存方法,选取水样的时候应该保证水样的均匀,确保测试的水样具备一定的代表性。
(1)水样的保存
需要测量的化学需氧量的水样要用磨口塞的硼硅玻璃器具盛,并且在使用之前,应该先用水样冲刷一遍,保持玻璃器具的内壁的成分和水样一致。选取水样之后应该马上进行实验,因为水样里含有很多微生物,导致水样中的有机物分解,影响化学需氧量的测定值。如果不能马上进行试验,应该在水样中添加适量的硫酸,使PH值小于等于2。
(2)水样的均化
通常会有漂浮物和大的固态颗粒物存在于废水中。一般情况下这些有机微粒会有很大的COD值,是水污染的主要因素,不应在测量COD时去掉。如果只靠手摇来进行水样处理不采用理想的均化预处理,采用移液管来进行水样移取,会因为移液管的嘴型导致吸入的微粒和漂浮物不够平均从而导致堵塞移液管吸嘴的状况,因此测定结果的准确性和精密度会产生很大误差,因此需要借助水浴超声器来把大颗粒的物质变成粉末溶解在水样中,来均化样品。这种方法操作很简单,迅速还能保号样品成分,含量,和性质。所以水浴超声器均化样品是最佳的预处理方法。
4结束语
化学需氧量实际上是一个条件性指标,具有很多影响要素,要充分掌握各种研究方案,严格按照规定的步骤进行实验,同时还要注意减少以上各种因素。因此才能尽可能地降低实验测量值的误差,确保实验结果的精准。
参考文献:
[1]王东秀 潘莹 武俊紫 铬法测定化学需氧量的影响因素及改进措施[J]化工管理 2016(13)
[2]周剑锋 重铬酸钾法测定化学需氧量的影响因素分析 [J]化学工程与装备 2016(1)
关键词:化学需氧量;影响因素;改进措施
COD能够体现出经过氧化的有机污染物的成分,是国内减少排放總量的重要指标。通用的测量化学需氧量的为重铬酸钾法,它的重现性好,测量值准确,是检测水质的常用方法,目前为止没有发现一个完全能够替代这种方法的测定法。铬法测量这种方法比较复杂,加热过程长并且耗能较大。而且硫酸银这种化学试剂价格比较高,硫酸汞易产生污染,且有剧毒。所以提出了有关的改进措施。
测量了各种水的样本和化学需氧量之后,本文主要研究了实验过程中的各种影响测定的因素,比如说还原性成分、空白实验值、保留水样等,而且提出了有关的解决方案。
1影响空白实验值测定值的要素和改进措施
空白实验值的测量影响COD的计算结果。所以,能够精确地测量空白值直接影响到实验值是否精确。影响空白实验值的因素主要有以下几点:实验的水样本、硫酸的质量、实验器具的干净程度、试剂的浓度。
(1)实验的水样本对于空白实验值的影响改善措施
实验用水也会很大程度上影响空白实验值,尽量要选择蒸馏水,最好不要选用去离子水,因为去离子水中的部分有机物会使空白实验值增加,实验用水的保存也不能太久。
(2)硫酸的质量对于空白实验值的影响及改进措施
假如硫酸中含有较多的杂质以及还原性物质,也会增加空白实验值,导致测量结果不准确。所以,要尽量选择质量较好的硫酸。
(3)试验器具的清洁程度对于空白试验值的影响及改进措施
假如实验所用的器具不干净,会导致空白实验值降低,会导致化学需氧量的值为负。因此,在使用玻璃器皿之前要尽量用清水把它洗干净。
(4)试剂对于空白实验值的影响及改进措施
根据化学需氧量的测量原理,重铬酸钾和硫酸亚铁铵的浓度会极大地影响化学需氧量的测量值。测定结果证明,如果选择浓度较小的试剂,所测量的空白实验值也较小。所以测定空白试验值时最好选择浓度较低的试剂。
2还原性物质的影响和解决办法
(1)氯离子的影响和消除
氯离子对实验结果的影响。在各种还原性物质当中,氯离子对于化学需氧量的影响程度最大,一般它的影响分为两种情况:第一是氯离子和硫酸银发生反应,造成催化剂中毒,有机物不能完全氧化,化学需氧量的值较低;第二是氯离子可能与重铬酸钾发生反应,变成氯气,氯气氧化了一些还原性物质之后,化学需氧量的值偏高。最终,可能会导致化学需氧量的测量值较高。
消除氯离子的办法。a.通常运用硫酸汞遮蔽法来减少氯离子的影响。一般情况下使硫酸汞和氯离子的比重为十比一。但是硫酸汞毒性较大,会产生污染,所以需要研究出一种减少污染的方法。通过实验发现,用硫酸锰去除氯离子的方法效果较好,且污染较小。b.还有一种方法是硝酸银沉淀法。对于水中的氯离子浓度较高时,应该首先对其预处理,先在水中加入一定量的硝酸银,充分反应之后取出沉淀,测定化学需氧量的值。当水中的化学需氧量浓度较低的时候,可以先在水中加入适量硫酸铬钾,预防氯离子进行氧化反应。当氯离子浓度较高时,调整硫酸的使用量,减少整个水样的酸度,从而控制氯离子的氧化。c.当水样中的COD的值>300mg/L时,通过稀释法来减少氯离子的影响。但是水样中化学需氧量的含量<100㎎/L时,实验误差很大。d.银柱法。以732型树脂作为载体,将其酸化之后加入一定量的硝酸银,通过置换反应之后,氯离子经过树脂会产生氯化银沉淀,然后用硫酸汞遮蔽氯离子之后测定COD的值。e.吸收校正法。当全部吸收而且准确测量了氯气含量的前提下,在总的化学需氧量中减去氯气所等同的一部分化学需氧量,从而能够减少氯离子的影响。这种方法是在分解的过程中,选择一个带有吹嘴的特别的锥形瓶,等到加热消解结束以后,通过吹气泵去除反应过程中停留的氯气。通过多孔玻璃板的氯气充分吸收,通过蒸馏水以及碘化钾溶液吸收通过碘量法测定氯离子。f.加入固体硝酸银法。当水样中的化学需氧量的含量<100㎎/L时,可以在水中加入一定量的硝酸银来减少氯离子对于实验结果测量的影响。硝酸银的添加量应该根据水样中氯离子的浓度来确定,如果添加的硝酸银溶液过多,会与其中的硫酸离子结合产生硫酸银沉淀,妨碍滴定终点的观察;如果硫酸银溶液加入过少,则不能产生良好的效果,因此在假如硫酸银溶液之前,应该先确定水样中氯离子的浓度,然后添加适量的硫酸银溶液。
综上所述,不同的方法在实际的实验过程中都有各自的优缺点,因此注重各种方法之间互相交叉联系能够有利于发现一种更加快捷、精准并且污染小的除氯方法。
(2)亚铁离子和硫离子的影响和消除
还原性干扰离子除了氯离子还包括亚铁离子和硫离子,这些还原性干扰离子都会消耗一定的氧化剂重铬酸钾,导致测定的化学需氧量值偏高,消除亚铁离子和硫离子的方法是在进行实验之前,先在水样中通入一定的空气,让水样里的亚铁离子和硫离子分别氧化成铁离子和硫沉淀然后去除。
(3)含氮的物质的影响及消除
水样中存在的含氮的还原性物质一般有以下几种:亚硝酸根离子、氨气、氨根等。它们通常是通过消耗重铬酸钾来影响化学需氧量的测定结果,加入一定量的氨基磺酸可以达到消除干扰的目的。假如水样里还存在氯离子,会导致亚硝酸根离子和氯离子产生氧化反应损耗重铬酸钾,使测定的化学需氧量的值较高,所以,去除氯离子就能够去除亚硝酸根离子的影响,就能减少亚硝酸根离子的影响。
3 水样的保存与均化
影响化学需氧量测量值的一个主要因素之一还有水样的保存和均化,为了确保实验测定结果的准确性,一定要采取正确的保存方法,选取水样的时候应该保证水样的均匀,确保测试的水样具备一定的代表性。
(1)水样的保存
需要测量的化学需氧量的水样要用磨口塞的硼硅玻璃器具盛,并且在使用之前,应该先用水样冲刷一遍,保持玻璃器具的内壁的成分和水样一致。选取水样之后应该马上进行实验,因为水样里含有很多微生物,导致水样中的有机物分解,影响化学需氧量的测定值。如果不能马上进行试验,应该在水样中添加适量的硫酸,使PH值小于等于2。
(2)水样的均化
通常会有漂浮物和大的固态颗粒物存在于废水中。一般情况下这些有机微粒会有很大的COD值,是水污染的主要因素,不应在测量COD时去掉。如果只靠手摇来进行水样处理不采用理想的均化预处理,采用移液管来进行水样移取,会因为移液管的嘴型导致吸入的微粒和漂浮物不够平均从而导致堵塞移液管吸嘴的状况,因此测定结果的准确性和精密度会产生很大误差,因此需要借助水浴超声器来把大颗粒的物质变成粉末溶解在水样中,来均化样品。这种方法操作很简单,迅速还能保号样品成分,含量,和性质。所以水浴超声器均化样品是最佳的预处理方法。
4结束语
化学需氧量实际上是一个条件性指标,具有很多影响要素,要充分掌握各种研究方案,严格按照规定的步骤进行实验,同时还要注意减少以上各种因素。因此才能尽可能地降低实验测量值的误差,确保实验结果的精准。
参考文献:
[1]王东秀 潘莹 武俊紫 铬法测定化学需氧量的影响因素及改进措施[J]化工管理 2016(13)
[2]周剑锋 重铬酸钾法测定化学需氧量的影响因素分析 [J]化学工程与装备 2016(1)