冷凝水溫度對COD測定的影響

2014-11-14 02:47:02鄒玉紅張巧麗

當代化工 2014年2期

鄒玉紅，張巧麗

（北京建工環境鹽城項目公司，江蘇鹽城 224055）

測定COD的方法有很多[1]，其中，重鉻酸鉀回流法[2]是我國水質監測規定的標準方法。采用此方法進行COD測定時，待測樣品中氯離子的含量、硫酸-硫酸銀的加入量[3]等都會對結果產生影響。此外，冷凝水的溫度也會對結果產生影響。冷凝水溫度高可能會導致測定結果偏低[4]，但是在某些情況下也可能會導致COD測定值偏高。

在污水處理廠中，每天需要測定多個樣品的COD值，因此，COD的測定裝置通常采用串聯的形式，即冷凝水由一個冷凝管流出進入下一個冷凝管，直至最后一個裝置。因此，在水量較小或電爐溫度較高時，會出現冷凝水溫度較高的情況。并且由于空白樣與水樣所放的位置不同，會導致測定結果不同。本文僅就回流水溫度對COD值的影響進行分析。

1 實驗部分

1.1 冷凝水溫度對空白溶液的影響

準確移取20.0 mL的蒸餾水于錐形瓶中，再加入10.0 mL 0.250 mol/L的重鉻酸鉀標準溶液和幾顆防爆沸玻璃珠，搖勻。將錐形瓶接到回流裝置冷凝管的下端，接通冷凝水，從冷凝管的上端加入硫酸-硫酸銀試劑 30 mL，不斷旋動錐形瓶使之混合均勻。自溶液開始沸騰起回流2 h。同時，通過控制冷凝水的流量、電爐的溫度等來調節冷凝管出口處冷凝水的溫度分別為20、30、40、50～55 ℃。

冷卻后，冷凝管上端加入90 mL的蒸餾水，取下后，用硫酸亞鐵銨溶液滴定至終點。

1.2 冷凝水溫度對標準溶液的影響

準確稱取0.042 8 g的鄰苯二甲酸氫鉀配制成含COD為100.7 mg/L的標準樣品水溶液，移取20 mL于錐形瓶中，回流與滴定步驟同步驟1.1?；亓鬟^程中控制溫度分別為20、30、40、55 ℃。

1.3 冷凝水溫度對工業污水的影響

將三份不同的工業污水進行編號，分別移取20.0 mL于錐形瓶中進行COD的測定，之后的回流和滴定步驟同步驟 1。同時控制冷凝管出口處的溫度分別為20、47 ℃。

2 結果與討論

2.1 冷凝水溫度對空白和標準溶液的影響

由表1可知，冷凝水溫度不同，同一樣品所消耗的硫酸亞鐵銨的量也不同。由圖1可以看出，當溫度低于 30 ℃時，空白溶液和標準溶液對硫酸亞鐵銨的消耗量幾乎沒有變化，當溫度高于30 ℃時，空白溶液對硫酸亞鐵銨的消耗量明顯下降；同時，標準溶液對硫酸亞鐵銨的消耗量也開始下降。在溫度為 55 ℃時，二者對硫酸亞鐵銨的消耗量急劇降低，即在消解過程中重鉻酸鉀的消耗量急劇增加。

由表1及圖2可以看出，冷凝水溫度高于30 ℃時，標準溶液的 COD值開始增大。當溫度升高到55 ℃時，COD的值為 158 mg/L，相對誤差達到56.9%。其中，表1中COD值在計算時均采用20 ℃時的空白值。

由此可以看出，冷凝水溫度低于30 ℃時，不會影響 COD值的測定，而高于 30 ℃后，對 COD測定值的影響明顯增大。

表1 不同溫度下硫酸亞鐵銨的消耗量Table 1 The consumption of ammonium ferrous sulfate at different temperatures

圖1 溫度對空白和標準溶液的影響Fig.1 The influence of temperature on the blank and standard solution

圖2 溫度對標準溶液COD的影響Fig.2 The influence of temperature on the COD of standard solution

表2 不同溫度下工業廢水的COD值Table 2 the COD values of industrial waste water at different temperatures mg/L

2.2 冷凝水溫度對工業污水的影響

不同溫度下工業污水的COD值如表2所示。冷凝水溫度高時，工業污水的COD測定值較大，由計算可知，高溫時污水的COD值為低溫時的1.6～1.8倍。由此可以看出，高溫的冷凝水對工業污水COD的測定產生了明顯的影響。

2.3 結果分析

對于不含低沸點有機物的水樣，冷凝水溫度的升高不會導致COD測定值偏低，反而會偏高。這可能是因為消解過程中較高的溫度導致了重鉻酸鉀的分解。

據文獻報道[5]，用重鉻酸鉀回流法測COD時，消解溫度低于130 ℃時，重鉻酸鉀分解不明顯，高于130 ℃時，重鉻酸鉀分解逐步顯著，在160 ℃以上，重鉻酸鉀的分解加劇，至240 ℃時重鉻酸鉀全部分解。因此，在消解過程中，控制溶液的溫度很重要。經計算，消解過程中硫酸的質量分數約為64%。如果冷凝水溫度高，那么錐形瓶中的水分會從冷凝管的頂部逸出，從而導致溶液中硫酸的濃度增大。有表3可知，溶液的沸點也隨之升高。當硫酸的濃度達到68%時，溶液的沸點已經達到163.52℃。從而引起重鉻酸鉀的分解加劇，最終導致COD值偏高。因此用重鉻酸鉀回流法測COD時，要保證從冷凝管口流出的水是常溫的或者是涼的，用手摸冷凝水時不能有溫熱感。另外，消解回流裝置接頭的密封性要好，否則水蒸汽會從接口處逸出，同樣會導致結果偏高。