COD测定中的影响因素及废液回收方法探讨

来源:http://www.shuizhifenxi.com/ 作者:余氯检测仪 时间:2019-08-19

  摘要:化学需氧量(COD)是反应水体受有机污染程度的重要指标之一。COD测定过程中的细节因素直接关系到检测结果的准确性。受加入的反应试剂影响,实验过程产生的废液中含有银、铁、汞、铬等重金属离子,直接排放会对环境造成二次污染。本文对影响COD测定准确度的因素进行总结归纳,并针对重金属废液的回收提出了具体措施。

  关键词:COD测定;影响因素;废液回收

  化学需氧量(COD)是指在一定条件下,用强氧化剂氧化水中的还原性物质所消耗氧化剂相对应的氧的质量浓度,它是综合评价水体污染程度的重要指标之一,也是水质监测的一个重要项目,能反应出水中需要被氧化的还原物质的量,可作为衡量水体有机物相对含量的指标。测定水中COD的方法有高锰酸盐指数法、重铬酸盐法、快速密闭催化消解法、氯气校正法[1]等。目前,各级监测部门普遍采用经典的重铬酸盐法。此方法中影响结果准确度的因素较多,且测定过程中会产生一定量的废液,该废液若直接排放会对环境造成污染。因此阐述测定过程中的注意事项和废液回收措施对提高测定精确度和减少环境污染具有积极意义。

  一、影响因素分析

  (一)玻璃器皿的洗涤

  实验所用的玻璃器皿不得用铬酸洗液洗刷,以防Cr6+黏在试管内,导致检测结果偏高。可采用1%稀硫酸洗液清洗,以保证实验器皿的洁净度。

  (二)标准溶液的贮存与标定

  硫酸亚铁铵标准溶液不稳定,易被空气中的氧气氧化,造成有效浓度短期内迅速降低。可采取避光冷藏的方式贮存。每次测定前标定硫酸亚铁铵浓度。

  (三)回流温度与时间

  回流温度稳定为146℃。实验证明在此温度下加热回流时,反应体系中硫酸浓度为9mol/L,其活度系数r为0.72,,电极电位为1.55v[2],由此可见在此反应条件下,重铬酸钾具有较高的氧化能力,足以使有机化合物的氧化率达到95-100%。

  保证足够的回流时间。肖建寅【3】,杨启霞【4】,李红莲【5】等通过实验比较发现,在回流的前段时间内COD急增,之后增长曲线出现平台,COD值无明显上升趋势,可见COD测定值与回流时间存在一定的相关性,在氧化剂用量一致的情况下,当还原性物质含量较高时,自然需要更长的时间加以氧化,否则使得检测结果偏低。

  (四)干扰离子的消除

  氯离子是COD检测中的主要干扰物,氯离子不仅能被重铬酸钾氧化,并且能与硫酸银作用产生沉淀( Ag++C1-=AgC1↓),使测定的COD值偏高,所以当废水中氯离子含量超过30mg/L时,需要在回流前向水样中加入0.4g硫酸汞,使之成为难以离解的络合物以消除干扰。

  (五)催化剂的质量

  硫酸银作为催化剂主要是加速氧化还原反应速度。因此催化剂的质量直接影响反应的进程以及检测的准确性。为了使硫酸银起到更好的催化作用,应预先将其溶解在硫酸中,待其全部溶解后(约需2d)再使用。

  二、废液的回收利用

  (一)废液中重金属含量推算

  重铬酸盐法在实验过程中需加入重铬酸钾、硫酸汞、硫酸银、硫酸亚铁铵等试剂。理论推算,单个样品测定COD值时,每20ml水样中加入10ml0.2500mol/L的重铬酸钾溶液、0.4g硫酸汞、30ml1%的硫酸银-硫酸溶液、25ml0.100mol/L的硫酸亚铁铵溶液,相当于加入铬0.13g、汞0.27g、银0.0648g、铁0.14g。按照县级监测站每月平均检测水样至少125个,每年至少检测1500个水样,就相当于每年需要铬195g、汞405g、银97.2g、铁210g。若将此类废水直接排放到下水道中将会对环境造成严重污染。因此,应对其中有价值的成分进行回收处理,以减少对环境的危害。

  (二)废液中汞的回收处理

  可先调节pH值为8~10,加入过量硫化钠使生成硫化汞,再加入硫酸亚铁,生成的硫化亚铁能与悬浮于水中的硫化汞微粒进行共沉淀。清液可排放弃去,残渣经焙烧可回收汞[6]。

  (三)废液中银的回收处理

  在酸性介质中,废液中可溶性银盐与氯化钠发生复分解反应,生成难溶性的氯化银沉淀,过滤后用锌粒将其置换出来,可实现银的回收利用。实验证明,用佛尔哈德法[7]测定回收的银粉纯度可达99%以上。

  (四)废液中的铬和铁的回收处理

  在回收银的过程中加入足量氯化钠后过滤产生的上清液中含有钾、铁、铬、锌等金属将其收集起来。先用碱调节至p H值为8~10,再加入过量硫化钠使Cr3+和Fe3+分别生成氢氧化铬和硫化铁沉淀,清液可排放。

  结语:COD在一定时期内仍将作为评价水质有机污染程度的主要指标之一,重铬酸钾法作为目前较为成熟、经典的测定方法仍将继续使用。文章中对COD测定废液提出了重金属的回收方法,但是该类方法普遍存在耗时、费药品、成本高等缺点。因此寻找有效、无毒、可靠、实用的方法仍然是COD测定中一个值得研究的课题。

  参考文献

  [1]国家环保局.水和废水监测分析方法[M].北京:中国环境科学出版社.

  [2]刘丽英,如何快速准确检测污水的化学需氧量CODCr [J]. 科技探索 2011,(370):133-134.

  [3]肖建寅;吴平胜,测定污水中COD回流时间的探讨[J].资源开发与市场 1996,(1),32-32.

  [4]杨启霞;韩吉衢;方东,COD与回流时间的相关性研究及测定方法改进[J].环境科学与技术 2005,(6):48-49.

  [5]李红莲;赖继荣,重铬酸盐法中回流时间对COD测定值影响的探讨[J].闽西职业大学学报 2004,(2):100-102.

  [6]中国环境监测总站/环境水质监测质量保证手册编写组编.环境水质监测质量保证手册[M].第二版.北京:化学工业出版社,1994.

  [7]定量分析[M].上海:上海科学技术出版社,1978.

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