地埋式一體化污水處理設備的快速測試方法
重鉻酸鉀法測定COD
化學需氧量(COD)是指在一定的條件下,用強氧化劑處理水量時所消耗氧化劑的量。COD反映了水中受還原性物質污染的程度。水中的還原性物質有有機物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等,所以COD測定又可反映水中有機物的含量。
1、重鉻酸鉀法測定(CODCr)的原理
在強酸性溶液中,準確加入過量的重鉻酸鉀標準溶液,加熱回流,將水樣中還原性物質(主要是有機物)氧化,過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑,用硫酸亞鐵銨標準溶液回滴,根據所消耗的重鉻酸鉀標準溶液量計算水樣化學需氧量。
2、干擾及其消除
酸性重鉻酸鉀氧化性很強,可氧化大部分有機物,加入硫酸銀作催化劑時,直鏈脂肪族化合物可完全被氧化,而芳香族有機物卻不易被氧化,吡啶不被氧化,揮發性直鏈脂肪族化合物、苯等有機物存在于蒸氣相,不能與氧化劑液體接觸,氧化不明顯。氯離子能被重鉻酸鹽氧化,并且能與硫酸銀作用產生沉淀,影響測定結果,故在回流前向水樣中加入硫酸汞,使成為絡合物以消除干擾。氯離子含量高于1000mg/L的樣品應先作定量稀釋、使含量降低至1000mg/L一下,再行測定。
3、訪法的適用范圍
用0.25mol/L濃度的重鉻酸鉀溶液可測定大于50mg/L的COD值,未經稀釋的水樣的測定上限是700mg/L,用0.025mol/L濃度的重鉻酸鉀溶液可測定5—50mg/L的COD值,但低于10mg/L準確度較差。
4、儀器
①回流裝置:帶250ml錐形瓶的全玻璃回流裝置(如取樣量在30ml以上,采用500ml錐形瓶的全玻璃回流裝置)。
②加熱裝置:電熱板或變組電爐。
③50ml酸式滴定管、錐形瓶、移液管、容量瓶等。
5、試劑
①重鉻酸鉀標準溶液(C1/6K2Cr2O7);稱取預先在120℃烘干2h的基準或優質純重鉻酸鉀12.258g溶于水中,移入1000ml容量瓶,稀釋至標準線,搖勻。
②試亞鐵靈指示液:稱取1.485g鄰菲啰啉(C12H8N2?H2O)、0.695g硫酸亞鐵(FeSO4?7H2O)溶于水中,稀釋至100ml,儲于棕色瓶內。
③硫酸亞鐵銨標準溶液(C(NH4)2 Fe(SO4)2?6H2O):稱取39.5g硫酸亞鐵銨溶于水中,邊攪拌邊緩慢加入20ml濃硫酸,冷卻后移入1000ml容量瓶中,加水稀釋至標線,搖勻。臨用前,用重鉻酸鉀標準溶液標定。
標定方法:準確吸取10.00ml重鉻酸鉀標準溶液于500ml錐形瓶中,加水稀釋至110ml左右,緩慢加入30ml濃硫酸,混勻。冷卻后,加入3滴試亞鐵靈指示液(約0.15ml),用硫酸亞鐵銨溶液滴定,溶液的顏色由黃色經藍綠色至紅褐色即為終點。
C=0.2500×10.00/V
式中:C-----硫酸亞鐵銨標準溶液的濃度(mol/L);
V-----硫酸亞鐵銨標準溶液的用量(ml)。
④硫酸-硫酸銀溶液:于500ml濃硫酸中加入5g硫酸銀。放置1-2d,不時搖動使其溶解。
⑤硫酸汞:結晶或粉末。
6、測定步驟
①取20.00ml混合均勻的水樣(或適量水樣稀釋至20.00ml)置于250ml磨口的回流錐形瓶中,準確加入10.00ml重鉻酸鉀標準溶液及數粒小玻璃珠或沸石,連接磨口的回流冷凝管,從冷凝管上口慢慢地加入30ml硫酸-硫酸銀溶液,輕輕搖動錐形瓶是溶液混勻,加熱回流2h(自開始沸騰時計時)。
注:對于化學需氧量高的廢水樣,可先取上述操作所需體積1/10的廢水樣和試劑于15×150mm硬質玻璃試管中,搖勻,加熱后觀察是否成綠色。如溶液顯綠色,在適當減少廢水取樣量,直至溶液不變綠色為止,從而確定廢水樣分析時應取用的體積。稀釋時,所取廢水樣量不得少于5ml,如果化學需氧量很高,則廢水樣應多次稀釋。廢水中氯離子含量超過30mg/L時,應先把0.4g硫酸汞加入回流錐形瓶中,再加20.00ml廢水(或適量廢水稀釋至20.00ml),搖勻。
②冷卻后,用90ml水沖洗冷凝管壁,取下錐形瓶。溶液總體積不得少于140ml,否則因酸度太大,滴定終點不明顯。
③溶液再度冷卻后,加3滴試亞鐵靈指示液,用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定,溶液的顏色由黃色經藍綠色至紅褐色即為終點,記錄硫酸亞鐵銨標準溶液的用量。
④測定水樣的同時,取20.00ml重蒸餾水,按同樣的操作步驟作空白試驗。記錄測定空白時硫酸亞鐵銨標準溶液的用量。
7、計算:
CODCr(O2,mg/L)=(V0-V1×C×8×1000)/V
式中:C------硫酸亞鐵銨標準溶液的濃度(mol/L);
VO---滴定空白時硫酸亞鐵銨標準溶液的用量(ml);
V1---滴定水樣時硫酸亞鐵銨標準溶液的用量(ml);
V----水樣的體積(ml);
8---氧(1/2O)摩爾質量(g/mol)。
8、精密度和準確度
六個實驗室分析COD為150mg/L的鄰笨二甲酸氫鉀統一分發標準溶液,實驗室內相對標準偏差為4.3%;實驗室間相對標準偏差為5.3%。
9、注意事項
①使用0.4g硫酸汞絡合氯離子的最高量可達40mg,如取用20.00ml水樣,即最高可絡合2000mg/L氯離子濃度的水樣。若氯離子的濃度較低,也可少加硫酸汞,使保持硫酸汞:氯離子=10:1(W/W)。若出現少量氯化汞沉淀,并不影響測定。
②水樣取用體積可在10.00-50.00ml范圍內,但試劑用量及濃度需按下表進行相應調整,也可得到滿意的結果
水樣取用量和試劑用量表
|
水樣體積(ml) |
0.2500 mol/L
K2Cr2O7溶液(ml) |
H2SO4-Ag2SO4
溶液(ml) |
HgSO4
(g) |
[(NH4)2Fe(SO4)2]
mol/L |
滴定前總
體積(ml) |
|
10.0 |
5.0 |
15 |
0.2 |
0.050 |
70 |
|
20.0 |
10.0 |
30 |
0.4 |
0.100 |
140 |
|
30.0 |
15.0 |
45 |
0.6 |
0.150 |
210 |
|
40.0 |
20.0 |
60 |
0.8 |
0.200 |
280 |
|
50.0 |
25.0 |
75 |
1.0 |
0.250 |
350 |
③對于化學需氧量小于50ml的水樣,應改用0.0250mol/L重鉻酸鉀標準溶液。回滴時用0.01mol/L硫酸亞鐵銨標準溶液。
④水樣加熱回流后,溶液中重鉻酸鉀剩余量應為加入量的1/5-4/5為宜。
⑤用鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液檢查試劑的質量和操作技術時,由于每克鄰苯二甲酸氫鉀的理論CODCr為1.176g,所以溶解0.4251g 鄰苯二甲酸氫鉀(HOOCC6H4COOK)于重蒸餾水中,轉入1000ml容量瓶,用重蒸餾水稀釋至標線,使之成為500mg/L的CODCr標準溶液。用時新配。
⑥CODCr的測定結果應保留三位有效數字。
⑦每次試驗時,應對硫酸亞鐵銨標準滴定溶液進行標定,室溫較高時尤其注意其濃度的變化。
⑧回流冷凝管不能用軟質乳膠管,否則容易老化、變形、冷卻水不通暢。
⑨用手摸冷卻水時不能有溫感,否則測定結果偏低。
⑩滴定時不能激烈搖動錐形瓶,瓶內試液不能濺出水花,否則影響測定結果。