關(guān)于廢水中化學(xué)需氧量測(cè)定的影響因素及控制研究

李廣華

摘? 要：化學(xué)需氧量是廢水處理中十分重要的指標(biāo)之一，是處理環(huán)節(jié)出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)之一，因此，化學(xué)需氧量的測(cè)定在國(guó)內(nèi)外環(huán)保水處理領(lǐng)域受到嚴(yán)格的管理。測(cè)定化學(xué)需氧量的方法為重鉻酸鉀法，利用加熱環(huán)境下重鉻酸鉀處理水樣時(shí)的消耗量來(lái)計(jì)算水體中還原性物質(zhì)的濃度，這種測(cè)定方法比較容易受到反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等因素的影響，需要進(jìn)行相應(yīng)的控制。本文從廢水中化學(xué)需氧量測(cè)定法的常見(jiàn)影響因素入手，分析并探討控制化學(xué)需氧量測(cè)定質(zhì)量的具體措施。

關(guān)鍵詞：化學(xué)需氧量;測(cè)定;影響因素;控制措施

引言：

在污廢水中，無(wú)機(jī)物和有機(jī)物都是常見(jiàn)的污染物，想要讓污廢水達(dá)標(biāo)排放首先要通過(guò)測(cè)定技術(shù)來(lái)確定處理出水的水質(zhì)?；瘜W(xué)需氧量是處理出水的固定測(cè)定指標(biāo)之一，是處理出水能否排放的重要標(biāo)準(zhǔn)，這也是化學(xué)需氧量測(cè)定法受到重視的原因。重鉻酸鉀作為氧化劑與廢水中的還原性質(zhì)無(wú)機(jī)物、有機(jī)物反應(yīng)，通過(guò)計(jì)算重鉻酸鉀的消耗量來(lái)計(jì)算還原性污染物的濃度，這是化學(xué)需氧量存在的意義。但重鉻酸鉀法對(duì)反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、污染物濃度的要求都比較高，外界因素的變化會(huì)對(duì)反應(yīng)測(cè)定結(jié)果造成一定的影響，這是重鉻酸鉀法經(jīng)常受到質(zhì)疑的原因。

1.廢水中還原性物質(zhì)對(duì)化學(xué)需氧量測(cè)定的影響及控制措施

重鉻酸鉀屬于一種在強(qiáng)酸環(huán)境下表現(xiàn)出極強(qiáng)氧化性的化學(xué)藥劑，它能夠?qū)⑺畼又械暮芏噙€原性離子氧化，比如Cl-、NO2-、Fe2+、S2-、NH4+等。這些還原性離子被氧化，必然會(huì)干擾重鉻酸鉀法測(cè)定化學(xué)需氧量的測(cè)定結(jié)果。

1.1 氯離子Cl-

氯離子對(duì)重鉻酸鉀法測(cè)定化學(xué)需氧量的影響是比較明顯的，這不僅因?yàn)槁入x子會(huì)消耗重鉻酸鉀，導(dǎo)致化學(xué)需氧量的測(cè)定結(jié)果偏高，還因?yàn)槁入x子會(huì)與催化劑硫酸銀發(fā)生反應(yīng)，不僅會(huì)形成沉淀，還會(huì)消耗催化劑，影響催化劑的作用發(fā)揮。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定可知，1mg氯離子的完全氧化會(huì)導(dǎo)致化學(xué)需氧量提高0.226mg，這個(gè)數(shù)據(jù)隨著廢水中氯離子的濃度升高而愈發(fā)明顯，因此，高氯廢水中的化學(xué)需氧量測(cè)定結(jié)果若不進(jìn)行相應(yīng)處理誤差很大。

目前，常見(jiàn)的抵消氯離子對(duì)化學(xué)需氧量測(cè)定影響的方法有：硫酸汞絡(luò)合法、硝酸銀沉淀法等數(shù)種。其中硫酸汞絡(luò)合法更適合氯離子濃度較低的廢水處理，若廢水中氯離子濃度超過(guò)2000mg/L時(shí)就會(huì)出現(xiàn)誤差，誤差隨著氯離子濃度增加而擴(kuò)大。硝酸銀沉淀法是一種反過(guò)來(lái)利用氯離子與硫酸銀發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致催化劑中現(xiàn)象的處理方式，先測(cè)定氯離子的濃度，然后加入適量的硝酸銀，借助生成氯化銀沉淀的方式來(lái)降低氯離子對(duì)重鉻酸鉀和硫酸銀催化劑的干擾。硝酸銀沉淀法基本不受氯離子濃度的限制，適用范圍較硫酸汞絡(luò)合法更廣。除此外，還有稀釋倍數(shù)法、氯氣吸收法、標(biāo)準(zhǔn)曲線法等。

1.2 含氮物質(zhì)NO2-、NH4+等

與氯離子的干擾方式不同，含氮物質(zhì)對(duì)重鉻酸鉀法的干擾主要是消耗重鉻酸鉀，導(dǎo)致化學(xué)需氧量的測(cè)定結(jié)果偏高。目前，常見(jiàn)的抵消含氮物質(zhì)對(duì)化學(xué)需氧量測(cè)定影響的方法有氨基磺酸法等。除此外，含氮物質(zhì)中NH3、NH4+在有氯離子存在的情況下干擾會(huì)更加明顯，因此，在應(yīng)用硝酸銀沉淀法等方法消除氯離子影響的同時(shí)，也在降低NH3、NH4+的影響。

1.3 二價(jià)鐵離子、硫離子

二價(jià)鐵離子和硫離子等都是廢水中常見(jiàn)的還原性物質(zhì)，會(huì)消耗重鉻酸鉀，導(dǎo)致化學(xué)需氧量的測(cè)定結(jié)果偏高。因?yàn)槎r(jià)鐵離子、硫離子都屬于不穩(wěn)定的還原性物質(zhì)，在空氣中很容易被氧化，因此，可以考慮在進(jìn)行化學(xué)需氧量測(cè)定前向水體中通入空氣，待二價(jià)鐵離子、硫離子被氧化成為三價(jià)鐵離子和硫后再進(jìn)行測(cè)定，能夠在一定程度上降低測(cè)定結(jié)果偏差。

1.4 不易氧化的有機(jī)物

有機(jī)物中的大多數(shù)能夠被強(qiáng)氧化性的重鉻酸鉀所氧化，但仍然有部分不易被氧化的有機(jī)物，比如多環(huán)芳烴等。當(dāng)廢水中存在這樣的有機(jī)物時(shí)，重鉻酸鉀法所測(cè)定的化學(xué)需氧量結(jié)果必定偏低。面對(duì)這樣的廢水，需要在重鉻酸鉀法外添加總有機(jī)碳值的測(cè)定來(lái)提高測(cè)定精度，更準(zhǔn)確地反應(yīng)廢水中的有機(jī)物含量和化學(xué)需氧量。

2.實(shí)驗(yàn)室人為操作的影響及控制措施

2.1 取樣方法的影響及措施

取樣樣品的質(zhì)量是保證化學(xué)需氧量測(cè)定結(jié)果質(zhì)量的重要基礎(chǔ)，想要獲得準(zhǔn)確的化學(xué)需氧量測(cè)定結(jié)果，取樣人員必須保證水樣的代表性。在面對(duì)含有懸浮顆粒物的廢水時(shí)，取樣人員需要注意取樣的方法，不僅要預(yù)防懸浮顆粒物下沉帶來(lái)的取樣誤差，還要預(yù)防懸浮顆粒物堵塞移液管或影響取樣體積。取樣人員需要在取樣前對(duì)水樣進(jìn)行搖勻，使懸浮顆粒物保持在懸浮狀態(tài)，在樣品瓶中間位置取樣，提高移液管取樣的代表性。取樣人員還可以使用口徑更大的移液管來(lái)避免懸浮顆粒物堵塞管口，保證取樣樣品的體積。除此外，取樣人員可以考慮取多個(gè)平行對(duì)比樣，進(jìn)行化學(xué)需氧量測(cè)定結(jié)果的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，提高化學(xué)需氧量的測(cè)定準(zhǔn)確度。

2.2 樣品承裝容器的影響及措施

在化學(xué)領(lǐng)域中，不同物化性質(zhì)的樣品需要搭配不同材質(zhì)的承裝容器，才能保證樣品在容器中不變質(zhì)、濃度不變，保證樣品測(cè)定結(jié)果的質(zhì)量。用于化學(xué)需氧量測(cè)定的樣品需要保存在玻璃瓶中，而不是聚乙烯瓶中，因?yàn)榫垡蚁┢康纳a(chǎn)過(guò)程中會(huì)添加有機(jī)催化劑，樣品用聚乙烯瓶承裝有被污染的可能性。因此，取樣人員在現(xiàn)場(chǎng)取樣時(shí)需要注意對(duì)承裝容器的材質(zhì)選擇。

2.3 消解時(shí)間的影響及措施

消解時(shí)間是指廢水樣品在強(qiáng)酸、高溫環(huán)境下進(jìn)行反應(yīng)的時(shí)間，在重鉻酸鉀法應(yīng)用過(guò)程中，消解時(shí)間是影響測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度的重要因素。若消解時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則會(huì)導(dǎo)致氧化程度過(guò)大，氧化率偏高，從而引發(fā)化學(xué)需氧量測(cè)定結(jié)果偏高的后果;若消解時(shí)間不足，則會(huì)導(dǎo)致氧化程度不足，氧化率偏低，從而引發(fā)化學(xué)需氧量測(cè)定結(jié)果偏低的后果;以上兩種結(jié)果都需要引起研究人員的重視。目前，實(shí)驗(yàn)室的消解時(shí)間一般為120min，但國(guó)際研究人員也提出，理想狀態(tài)下30/60/90min的消解時(shí)間所得到的化學(xué)需氧量測(cè)定結(jié)果質(zhì)量和精密度都符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，可見(jiàn)這部分內(nèi)容還需要進(jìn)一步研究。

結(jié)束語(yǔ)：

化學(xué)需氧量是環(huán)保水處理領(lǐng)域中十分重要的指標(biāo)之一，需要研究人員的嚴(yán)格操作和控制，盡可能降低氯離子、不易氧化有機(jī)物、取樣方法、承裝容器等因素對(duì)化學(xué)需氧量測(cè)定的負(fù)面影響，保證化學(xué)需氧量測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

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