低濃度廢水COD快速測定及氯化物去除方法研究

夏永紅(中國石油大慶煉化公司質量檢驗與環保監測中心,黑龍江 大慶 163000)

化學需要量（COD）是反映水體污染程度的重要指標之一。國家標準重鉻酸鹽法存在耗時長、試劑用量大、操作繁瑣、產生的危險廢物多等缺點。當氯離子含量超過1000mg/L（稀釋后）時，重鉻酸鹽法COD的最低允許限值是250mg/L,低于此值的準確度就不可靠。[1]美國環境保護署（USEPA）認證批準的哈希微回流法操作簡單、快捷[2]，但由于預制試劑價格昂貴，無法在日常監測工作中普及。本文將哈希微回流法同HJ/T399-2007相結合，自配消解液，利用使用過的哈希試劑空管作為比色管，建立用戶程序，使氯離子的有效去除濃度達到4000mg/L。

1 方法原理

試樣中加入已知量的重鉻酸鉀溶液，在強酸介質中，以硫酸銀為催化劑，經高溫消解后，在440nm波長處測定，試樣的COD值與六價鉻（Cr6+）的吸光度減少值成正比例，與三價鉻（Cr3+）的吸光度增加值成正比例，與總吸光度減少值成正比例，將總吸光度值換算成COD值。[3]

2 儀器與試劑

2.1 儀器

2.1.1 哈希DR2800分光光度計。

2.1.2 哈希DRB200消解器。

2.1.3 哈希16mmCOD密封比色管：在一批刷洗干凈的比色管中加入5mL水（2.2.1），在440nm處分別測定分其吸光度值，吸光度值的差值應該在±0.005之內。

2.2 主要試劑

2.2.1 實驗用水：應符合GB/T6682一級水要求。

2.2.2 硫酸：ρ（H2SO4）=1.84g/mL。

2.2.3 硫酸-硫酸銀溶液：ρ（Ag2SO4）=10g/L。

2.2.4 硫酸汞飽和溶液：（HgSO4）≈0.38g/mL。

2.2.5 重鉻酸鉀標準溶液：c(1/6K2Cr2O7)=0.120mol/L。

2.2.6 重鉻酸鉀-硫酸汞混合試劑：將（2.2.5）與（2.2.4）以2:1的比例混合。

2.2.7 重鉻酸鉀-硫酸混合試劑：將（2.2.5）與（1+9）硫酸溶液以2:1的比例混合。

2.2.8 鄰苯二甲酸氫鉀COD標準系列使用液：COD值分別為25mg/L,50mg/L,75mg/L,100mg/L,125mg/L,150mg/L,175 mg/L,200mg/L。

2.2.9 氯化鈉標準溶液(10000mg/L):將氯化鈉(優級純)置于坩堝內,在500-600℃加熱40-50min。冷卻后,稱取上述烘好的氯化鈉3.2969g溶于蒸餾水,置于200ml容量瓶中,用水稀釋至標線。

表1 標準系列吸光度測定結果統計表

表2 自配標準溶液測定結果統計表

表3 國家標準樣品測定結果統計表

表5 氯化物標準溶液COD測定結果統計表

表6 含氯化物的鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液COD測定結果統計表

3 實驗步驟

3.1 繪制COD校準曲線

3.1.1 打開哈希ERB200消解器電源開關，設定程序為COD165℃,按“start”鍵，儀器自動升溫至165℃。

3.1.2 向清潔干燥比色管內依次加入1.0mL混合試劑（2.2.6）、4.00mL硫酸-硫酸銀溶液（2.2.3），輕輕搖勻。向其中一支管中加入2.00mL實驗用水（2.2.1）作為空白管，其他管中依次分別加入2.00mLCOD標準系列溶液（2.2.8），擰緊蓋子，顛倒搖勻。

3.1.3 將比色管放入已經升溫至165℃的哈希消解器中，計時加熱15min。取出后充分顛倒混勻，靜置，冷卻至18-20℃。

3.1.4 打開哈希DR2800分光光度計，選擇“單波長模式”，輸入測量波長為440nm,先以空白管調“零”，測定標準系列吸光度值A=（Ab-A0），標準溶液濃度及吸光度值見表1。

將表1數值輸入DR2800分光光度計，回歸方程為:C=bA+a

以A為縱坐標、COD值為橫坐標繪制校準曲線，相關系數r=-0.9995a=-2.46b=-222

3.2 建立用戶程序

將COD濃度值及對應的A值輸入DR2800分光光度計用戶程序中，設定一個程序名稱，建立自己的測定方法。

3.3 樣品測定

按3.1.1-3.1.4的步驟對樣品消解后，打開DR2800分光光度計，點擊“用戶程序”，選擇3.2設定的程序名，以空白為“零”，直接讀出樣品COD值。

4 結果檢驗

4.1 準確度及精密度檢驗

4.1.1 用自配標準溶液檢驗

用自建方法測定不同濃度的鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液，將測定結果制成表2。

從表2可以看出自配標準溶液測定結果符合HJ/T399-2007準確度和精密度要求。

4.1.2 用標準樣品檢驗

用自建方法測定不同濃度的國家標準樣品COD，將測定結果制成表2.

從表3可以看出所有標準樣品測定結果都在保證值范圍之內，結果準確度和精密度符合測定要求。

4.2 氯離子去除效果檢驗

用氯化鈉標準溶液（2.2.9）配制不同濃度的氯化鈉使用液，分別用（2.2.7）不含硫酸汞試劑和（2.2.6）含硫酸汞試劑,用上訴自建方法測定COD，將結果繪制成表5。

從表5可以看出，當氯化物溶液濃度小于6000mg/L時，自建低濃度快速消解分光光度法可以理論上去除氯離子干擾。

但由于污水性質不同，在實際測定過程中，氯離子的消除效果會有差別。將100mg/L的鄰苯二甲酸氫鉀溶液配成以上濃度的氯化物溶液，用自建方法進行測定，將測定結果繪制成表6。

從表6可以看出，當氯化物濃度小于4000mg/L時，自建低濃度快速消解分光光度法對COD值為100mg/L的鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液測定結果比較理想，當氯化物濃度達到6000mg/L時，測定結果誤差較大，此方法已經不適用。

由于時間有限，本文只對100mg/L的鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液進行了測定，在實際的工作中由于污水水質不同，測定結果也會存在一定差別。

5 結語

5.1 本文用自配試劑替代哈希進口試劑測定低濃度水樣COD，將使用過的哈希預制試劑管作為比色管重復利用，大大降低了樣品測定成本，減少了固體垃圾排放量。

5.2 行業標準HJ/T399-2007中氯化物的有效去除濃度為2000mg/L,本文通過實驗將硫酸汞溶液濃度由0.24g/mL增加為0.38g/mL，將氯離子的理論去除濃度由2000mg/L提升至4000mg/L，一定程度上提高了含氯廢水低濃度COD測定結果準確度。

5.3 同國標重鉻酸鹽法相比，本文實驗方法存在操作簡單、快速，試劑用量少、產生的危險廢液少等優點，是一種高效、經濟、實用的分析方法。

[1]國家環境保護總局發布.GB11914-1989《水質化學需氧量的測定重鉻酸鹽法》.

[2]哈希公司DR2800方法手冊.

[3]國家環境保護總局發布.HJ/T399-2007《水質化學需氧量的測定快速消解分光光度法》.

[4]哈希公司DR2800操作手冊.哈希DRB200消解器儀器說明書.