COD速測(cè)儀法與重鉻酸鹽法的對(duì)比分析

王晶晶，李梁梁，高 旭，劉露露

(天津膜天膜科技股份有限公司膜材料與膜應(yīng)用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 天津300457)

0 引 言

化學(xué)需氧量(COD)可以反應(yīng)水體受有機(jī)物污染的程度[1-2]，是水處理過(guò)程中工藝調(diào)節(jié)以及排放標(biāo)準(zhǔn)中重要的考察指標(biāo)[3-4]。目前測(cè)試方法主要有重鉻酸鉀法[5-6]、庫(kù)侖法[7-8]、快速密閉催化消解法(含光度法)[9-10]、氯氣校正法(高氯廢水)[11-12]。HJ 828—2017《水質(zhì)化學(xué)需氧量的測(cè)定：重鉻酸鹽法》是在1989年標(biāo)準(zhǔn)重鉻酸鉀法基礎(chǔ)上進(jìn)行修訂[13]，雖將取樣體積減半，在一定程度上減少了有毒物質(zhì)消耗和污染，但仍有不足，并且僅消解時(shí)間就需要 2h，檢測(cè)效率很低[14]。為遵循環(huán)保理念并且提高效率，市面上已有很多參考快速消解分光光度法原理研發(fā)的速測(cè)儀[15]，現(xiàn)針對(duì)實(shí)驗(yàn)室已有6B-1800型速測(cè)儀，將其與重鉻酸鹽法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比，考察該速測(cè)儀在 COD測(cè)定過(guò)程中結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 重鉻酸鹽法

1.1.1 主要實(shí)驗(yàn)儀器

6B-12型回流消解儀(江蘇盛奧華)。

1.1.2 測(cè)定步驟

采用標(biāo)準(zhǔn)回流消解滴定法，具體操作步驟參考HJ 828—2017《水質(zhì)化學(xué)需氧量的測(cè)定：重鉻酸鹽法》。

1.2 速測(cè)儀法

1.2.1 主要實(shí)驗(yàn)儀器和試劑

6B-1800型水質(zhì)多參數(shù)速測(cè)儀(江蘇盛奧華)、6B-24型雙溫區(qū)智能消解儀(江蘇盛奧華)、C1、C2專(zhuān)用試劑。

1.2.2 測(cè)定原理

該儀器采用已知量的重鉻酸鉀溶液，在強(qiáng)酸溶液中，以配套試劑作為氧化劑和催化劑，經(jīng) 165℃高溫消解 10min后，重鉻酸鉀被水中的有機(jī)物還原成Cr3+，在一定檢測(cè)波長(zhǎng)下測(cè)定 Cr3+含量并通過(guò)比色測(cè)定COD值。

1.2.3 測(cè)定步驟

①將消解器打開(kāi)預(yù)熱，溫度升至 165℃提示音3聲并保持恒溫。

②分別取3mL蒸餾水(空白)和待測(cè)樣于消解管中并編號(hào)，依次加入C1試劑1mL、C2試劑5mL，搖勻放入消解器，消解10min。

③空氣冷卻 2min，依次放入 3mL蒸餾水，充分搖勻后放置試管架后排冷水槽架中水冷至室溫后測(cè)定COD值。

2 數(shù)據(jù)與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定

用2種方法分別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)樣品的測(cè)定，其結(jié)果見(jiàn)表 1。

表1 測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)樣品結(jié)果Tab.1 Determination results of standard samples

由表1看出，兩種方法結(jié)果均在標(biāo)準(zhǔn)樣品有效值范圍內(nèi)，并且標(biāo)準(zhǔn)偏差及相對(duì)誤差均較低，說(shuō)明這兩種測(cè)試方法的精密度和準(zhǔn)確度都符合環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)要求。

2.2 兩種方法對(duì)比實(shí)驗(yàn)

將預(yù)先經(jīng)過(guò)105℃干燥2h的鄰苯二甲酸氫鉀配制成 100、500、700mg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液，使用重鉻酸鹽法和速測(cè)儀法分別進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 測(cè)定鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液結(jié)果Tab.2 Determination results of potassium hydrogen phthalate standard solution

分析表2可知，使用2種方法進(jìn)行測(cè)量的3組實(shí)驗(yàn)，速測(cè)儀法的標(biāo)準(zhǔn)偏差在 1.21～2.89，相對(duì)誤差均在5%以下，重鉻酸鹽法標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.58～1.73，相對(duì)誤差均在 3%以下。進(jìn)一步對(duì)比驗(yàn)證了速測(cè)儀法的精密度和準(zhǔn)確度。

2.3 測(cè)試環(huán)境水樣

分別選擇不同濃度及種類(lèi)的水樣進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 2種方法對(duì)排放廢水的監(jiān)測(cè)結(jié)果Tab.3 Monitoring results of discharged wastewater by two methods

由表 3看出工業(yè)廢水及生活廢水由于來(lái)源和成分復(fù)雜，懸浮物濁度會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生一定影響，故速測(cè)儀法相較于重鉻酸鹽法有一定誤差，但在可控范圍內(nèi)，能夠基本滿(mǎn)足多種水質(zhì)的大批量監(jiān)測(cè)需求。

3 討 論

化學(xué)需氧量在測(cè)定時(shí)需要嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在速測(cè)儀使用過(guò)程中，提出幾個(gè)容易被忽視的建議，以期提高整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

使用后的消解試管經(jīng)超聲清洗后，再依次使用自來(lái)水及蒸餾水洗滌并烘干。

用于測(cè)定空白樣的比色皿應(yīng)單獨(dú)使用，不應(yīng)與其他試樣混合使用。比色皿的清潔度是影響測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性的重要因素，比色皿用完及時(shí)清洗，并且不建議使用洗滌劑，以免有機(jī)物質(zhì)殘留在比色皿內(nèi)壁，可以采用無(wú)水乙醇清洗或者1∶1的鹽酸溶液浸泡后再依次使用自來(lái)水和蒸餾水洗滌。測(cè)試前若需要潤(rùn)洗不應(yīng)使用過(guò)多待測(cè)液體，應(yīng)保證測(cè)試時(shí)待測(cè)液體達(dá)到比色皿高度的 2/3。倒入待測(cè)液時(shí)建議緊貼比色皿內(nèi)壁使其緩慢流入，這樣可減少因產(chǎn)生氣泡影響結(jié)果。

根據(jù)自身使用頻次，每半月或一月進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)溶液的測(cè)定。速測(cè)儀取樣量較少，試樣應(yīng)具有代表性，充分混合均勻后盡快取樣。

4 結(jié) 論

6B-1800速測(cè)儀測(cè)定COD與重鉻酸鹽法結(jié)果基本一致，能夠滿(mǎn)足環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)要求，并且污染更小，相對(duì)于重鉻酸鹽法對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求較低，快速便捷，能夠及時(shí)為現(xiàn)場(chǎng)操作人員反饋分析數(shù)據(jù)，以便調(diào)節(jié)工藝，提升工作效率，適用于污水處理廠(chǎng)、環(huán)保企業(yè)等水樣較多的單位或者應(yīng)急監(jiān)測(cè)使用。