濃鹽水中含量測(cè)定方法探討

閆紅蓮

( 國(guó)能包頭煤化工有限責(zé)任公司內(nèi)蒙古包頭014010)

0 前言

未受污染的天然水體中含硫酸鹽質(zhì)量濃度約為20 mg/L。水體中硫酸鹽的來(lái)源分為自然來(lái)源和人為來(lái)源，目前人為來(lái)源已成為水體中硫酸鹽的主要來(lái)源，包括礦山、冶金、食品、醫(yī)藥、化工等行業(yè)排放的富含硫酸鹽的廢水與廢物，工廠、汽車排放廢氣中的二氧化硫經(jīng)降雨進(jìn)入水體中，城市污水中的硫酸鹽直接進(jìn)入受納水體，含硫酸鹽型化肥使用量增加等[1]。雖然硫酸鹽本身是無(wú)害的，但在厭氧環(huán)境中，硫酸鹽會(huì)因細(xì)菌的生物還原作用轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧瘹?，產(chǎn)生臭味，使水變黑，會(huì)嚴(yán)重腐蝕處理設(shè)施和排水管道，從而縮短水處理構(gòu)筑物和管網(wǎng)的使用壽命。如果硫酸鹽廢水未經(jīng)還原直接排入水體，產(chǎn)生的大量硫離子會(huì)與汞離子反應(yīng)生成硫汞絡(luò)合物，這些絡(luò)合物在水體中就會(huì)逐漸轉(zhuǎn)化成甲基汞，給周圍的生態(tài)環(huán)境和動(dòng)植物的生長(zhǎng)帶來(lái)極大的隱患。此外，在水體底部沉積層硫酸鹽還原過(guò)程活躍的情況下，產(chǎn)生的硫離子會(huì)與大部分金屬離子結(jié)合生成金屬硫化物沉淀，導(dǎo)致水生植物所必需的微量金屬元素缺失，水體的調(diào)節(jié)功能將會(huì)喪失，生態(tài)平衡將會(huì)受到嚴(yán)重的破壞[2-3]。

某煤化工公司現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)包括污水生化處理與回用水處理2套裝置，污水生化處理裝置的出水與循環(huán)水排污水、化學(xué)水站排水等含鹽廢水一起送至回用水處理裝置回收淡水?；赜盟幚硌b置由回收水池、高效沉淀池、中和池、V形濾池、反洗水池、清水池、污泥濃縮池、超濾、反滲透、回用水罐以及前處理加藥系統(tǒng)、后處理加藥系統(tǒng)等組成，其中反滲透產(chǎn)生的濃鹽水通過(guò)某尾閭工程統(tǒng)一收集排放至黃河。隨著國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求的提高，對(duì)含鹽量較高的廢水排放提出了嚴(yán)格的限制要求。按照相關(guān)減排要求，結(jié)合該企業(yè)自身發(fā)展需要，實(shí)施了外排廢水-脫鹽達(dá)標(biāo)排放改造項(xiàng)目，對(duì)現(xiàn)有濃鹽水進(jìn)行最大程度的資源化回收利用處理。

1 離子色譜法測(cè)定含量

1.1 主要儀器和試劑

主要儀器：883型離子色譜儀，由高壓泵、在線過(guò)濾器、脈沖阻尼器、自動(dòng)進(jìn)樣器、蠕動(dòng)泵、抑制模塊、電導(dǎo)檢測(cè)器、保護(hù)柱、分離柱、溫度控制器、漏液傳感器等組成，瑞士萬(wàn)通中國(guó)有限公司；863型自動(dòng)進(jìn)樣器，瑞士萬(wàn)通中國(guó)有限公司；Milli-Q Academic型超純水機(jī)，北京科譽(yù)興業(yè)科技發(fā)展有限公司；50 mL容量瓶以及移液管、微孔濾膜過(guò)濾器(0.45 μm)。

1.2 主要技術(shù)指標(biāo)及操作環(huán)境條件

測(cè)量范圍：10～1 000 mS/cm；最大誤差：±10 mS/cm；線性偏差：<0.5 mS/cm；噪聲：3 nS/cm；漂移(電子)：<10 mS/(cm·h)；溫度影響：<40 nS/(cm·℃)；保存范圍：>33%(K=16.7 cm-1)；采樣速率：10個(gè)測(cè)量點(diǎn)/s(固定)；運(yùn)行溫度：5～45 ℃；相對(duì)溫度(RH)：20%～80%；保存溫度：20～70 ℃。

1.3 測(cè)試條件和測(cè)試方式

分離柱：瑞士萬(wàn)通陰離子交換柱(Metrosep A Supp 4-250/4.0)；保護(hù)柱：瑞士萬(wàn)通保護(hù)柱(Metrosep A Supp 4/5 Guard)；電導(dǎo)檢測(cè)器：883 Basic IC plus 1；進(jìn)樣量：20 μL；流量：1.0 mL/min。

峰檢測(cè)條件：最小峰高，0.01 μS/cm；最小面積，0.001 μS·min/cm；積分起點(diǎn)，1.0 min；極性，+；壓力，7.04 MPa；自動(dòng)積分；記錄時(shí)間，20 min。

測(cè)試方式：選擇測(cè)量序列，進(jìn)行多個(gè)樣品的連續(xù)測(cè)定，數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理自動(dòng)完成。

1.4 測(cè)定原理

離子色譜法是將離子的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與色譜法的高效分離技術(shù)相結(jié)合的一種分析方法，以離子交換樹(shù)脂為固定相，電解質(zhì)溶液為流動(dòng)相，電導(dǎo)檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)，利用離子交換原理進(jìn)行分離。離子色譜法的測(cè)定范圍比較廣泛，各種有機(jī)陰離子、有機(jī)陽(yáng)離子、無(wú)機(jī)陰離子、無(wú)機(jī)陽(yáng)離子等均可測(cè)定。

1.5 測(cè)定步驟

(1)配制某一質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在原有的方法下進(jìn)樣測(cè)試，以確定在此色譜條件下的保留時(shí)間及記錄時(shí)間。

(2)根據(jù)儀器說(shuō)明書提示的步驟進(jìn)行操作，同時(shí)將測(cè)得的保留時(shí)間及記錄時(shí)間填寫完整，方法名稱命名為硫酸根0-200。

圖1 離子色譜法標(biāo)準(zhǔn)曲線

1.6 樣品測(cè)定

將已處理的樣品放入自動(dòng)進(jìn)樣器樣品盤，在建立的方法(硫酸根0-200)下分別對(duì)濃鹽水裝置的原水和反滲透產(chǎn)水進(jìn)行分析，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

mg/L

2 哈希試劑法測(cè)定含量

2.1 主要儀器及試劑

主要儀器：DR2800型分光光度計(jì)，美國(guó)哈希中國(guó)公司；DBR200型消解器，美國(guó)哈希中國(guó)公司；50 mL容量瓶及移液管。

主要試劑：硫酸根分析試劑Sulfaver 4以及相對(duì)應(yīng)的比色瓶，美國(guó)哈希中國(guó)公司。

2.2 測(cè)定原理

2.3 測(cè)定步驟

移取稀釋后的樣品10.00 mL于方形比色瓶中，向瓶中加入一包Sulfaver 4試劑，塞緊塞子后充分晃動(dòng)使其混合均勻，如有硫酸鹽存在，會(huì)產(chǎn)生白色沉淀，同時(shí)進(jìn)行空白試驗(yàn)(不加試劑包)。

啟動(dòng)定時(shí)器，定時(shí)5 min，到時(shí)間后測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。

mg/L

3 鉻酸鋇分光光度法測(cè)定含量

3.1 主要儀器和試劑

主要儀器：Specerd50型紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)，德國(guó)耶拿分析儀器股份有限公司；具塞比色管。

主要試劑：硫酸鋇標(biāo)準(zhǔn)溶液，國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心；氨水，優(yōu)級(jí)純；鉻酸鋇懸濁液，實(shí)驗(yàn)室自行配制；鹽酸，優(yōu)級(jí)純，北京化工廠。

3.2 測(cè)定原理

在酸性溶液中，鉻酸鋇與硫酸鹽反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀與鉻酸根，將溶液中和后，過(guò)濾除去多余的鉻酸鋇和生成的硫酸鋇，濾液中即為硫酸鹽取代出的鉻酸根，呈現(xiàn)黃色，比色法定量。

3.3 測(cè)定步驟

3.3.1 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖2 鉻酸鋇分光光度法標(biāo)準(zhǔn)曲線

3.3.2 樣品測(cè)定

mg/L

4 結(jié)果與討論