無汞鹽高氯廢水化學需氧量CODcr的快速測定方法
2023-12-12 05:54:32 1
專利名稱：無汞鹽高氯廢水化學需氧量CODcr的快速測定方法
技術領域：
本發明涉及水質環境監測，尤其涉及高氯廢水化學需氧量CODCr的快速測定。
背景技術：
化學需氧量(COD)是指在一定條件下，用一定氧化劑處理水樣時所消耗的氧化劑的量，以氧的mg/L表示。化學需氧量反映了水體受還原性物質汙染的程度，可作為有機物相對含量的綜合指標。隨著人類對環境問題的日益重視，對COD測定方法的研究也不斷深入。
標準CODCr測定方法是在強酸性溶液中，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，根據其用量計算水樣中還原性物質所消耗氧的量。
主要反應方程式如下
。
上述方法，以AgSO4作為催化劑，以HgSO4作為氯離子的掩蔽劑。
這一方法可靠性高，重現性好，適用範圍較廣，但其存在的問題也顯而易見回流時間長達兩個小時，費時耗能；使用價格昂貴的AgSO4作為催化劑，使用巨毒的HgSO4作為氯離子的掩蔽劑，並且當水樣中氯離子濃度高於1000mg/L時，不能很好的對氯離子掩蔽，測得的COD結果也明顯偏高。針對上述存在的問題，國內外許多科學工作者對COD的測定方法都進行了深入的研究。
另一種方法是在標準重鉻酸鉀法中，提出用MnSO4-NiSO4組合催化劑(MrnSO4∶NiSO4＝1∶1.5，MnSO4-NiSO4總量為0.15g)取代Ag2SO4催化劑，快速測定水樣的CODCr。
這一方法可靠性高，重現性好，回流時間短，以MnSO4-Ni8O4組合催化劑取代昂貴的Ag2SO4催化劑，顯著降低了能耗和試劑費用，但仍使用巨毒的HgSO4作為氯離子的掩蔽劑，會造成二次環境汙染。
第三種方法是在標準重鉻酸鉀法中，以硝酸銀和硫酸鉻鉀作為氯離子聯合掩蔽劑，以H2SO4-H3PO4來提高反應溫度縮短加熱回流時間，快速測定水樣的CODCr。
該方法回流時間短，以硝酸銀和硫酸鉻鉀代替巨毒的HgSO4作為氯離子聯合掩蔽劑，但以昂貴的Ag2SO4為催化劑，該測定過程需要大量的銀鹽，試劑費用較大。
發明內容
本發明的目的是研究出一種即環保又經濟的水質化學需氧量CODCr快速測定方法，並且儘可能與國家規定的標準重鉻酸鉀法相近，以便廣大環保工作者易於掌握運用。
本發明的技術解決方案是這樣實現的一種無汞鹽高氯廢水化學需氧量CODCr的快速測定方法，包括加入催化劑和掩蔽劑，回流加熱，冷卻和滴定等工藝步驟，其特徵在於該法以標準的重鉻酸鉀法為基礎，用硫酸錳(MnSO4)-硫酸鎳(NiSO4)組合催化劑取代硫酸銀(Ag2SO4)催化劑，以硝酸銀(AgNO3)和硫酸鉻鉀CrK(SO4)2代替巨毒的硫酸汞(Hg8O4)作為氯離子Cl-的聯合掩蔽劑。
本發明的技術解決方案還包括該方法所述的MnSO4-NiSO4組合催化劑的配比為MnSO4∶NiSO4＝1∶1.5，總量為0.2g。而所述的AgNO3-CrK(SO4)2聯合掩蔽劑的用量應為18％CrK(SO4)20.5mL，Cl-∶AgNO3＝1∶8(質量比)。
與現有技術相比較，本方法可靠性高，重現性好，回流時間短，以MnSO4-NiSO4組合催化劑取代昂貴的Ag2SO4催化劑，顯著降低了能耗和試劑費用，以AgNO3和CrK(SO4)2代替巨毒的HgSO4作為氯離子聯合掩蔽劑，解決了標準法中二次環境汙染問題。
圖1是標準CODCr測定方法的流程圖。
圖2是在標準重鉻酸鉀法中用MnSO4-NiSO4組合催化劑取代Ag2SO4催化劑的快速測定CODCr的流程圖。
圖3是在標準重鉻酸鉀方法中用硝酸銀和硫酸鉻鉀為氯離子聯合掩蔽劑以H2SO4-H3PO4來提高反應溫度和縮短回流加熱時間，快速測定CODCr的流程圖。
圖4是本發明的快速測定CODCr方法的流程圖。
具體實施例方式
用標準法測定理論化學需氧量為250mg/L的鄰苯二甲酸氫鉀標樣，作7個樣品的平行實驗。同時，在上述各鄰苯二甲酸氫鉀標樣溶液中加入氯化鈉，使溶液中氯離子濃度為25000mg/L，按本發明提供的快速測定方法加入硝酸銀2g，同樣作7個水樣的平行測定，進行精密度實驗，結果見表1。
表1 無汞鹽高氯水樣CODCr快速測定法精密度實驗結果
對兩種方法準確度結果進行顯著性t檢驗
經計算t＝0.24查t0.05(6)＝2.45t＝0.24＜2.45＝t0.05(6)，p＞0.05因此兩種方法無顯著性差異，說明本發明快速COD測定方法精密度較高。
發明人還對該方法準確度進行了對比實驗，首先用標準法分別測定理論化學需氧量為800，500，400，200，100，50，25mg/L的鄰苯二甲酸氫鉀標樣，再分別在其中加入不同質量的氯離子，按本發明提供的方法(氯離子與硝酸銀質量比為1∶8)作準確度實驗，結果見表2。
表2 無汞鹽高氯水樣CODCr快速測定法準確度實驗結果
對兩種方法準確度結果進行顯著性t檢驗
經計算t＝0.77查t0.05(6)＝2.45t＝0.77＜2.45＝t0.05(6)，p＞0.05因此兩種方法無顯著性差異，說明本發明快速COD測定方法準確度也較高。
由以上實驗結果可見，本發明所提出的無汞鹽高氯廢水化學需氧量CODCr的快速測定方法準確度和精密度都很高，現將其應用於實際廢水樣品的CODCr測定中，實驗結果見表3。
表3 實際高氯廢水CODCr的快速測定結果
對兩種方法進行顯著性t檢驗
經計算t＝0.96查t0.05(3)＝3.18t＝0.96＜3.18＝t0.05(3)，p＞0.05因此，兩種方法無顯著性差異，說明該方法在實際高氯水樣中依然適用。
權利要求
1.一種無汞鹽高氯廢水化學需氧量CODCr的快速測定方法，包括加入催化劑和掩蔽劑，回流加熱、冷卻和滴定等工藝步驟，其特徵在於該法以標準的重鉻酸鉀法為基礎，用硫酸錳(MnSO4)—硫酸鎳(NiSO4)組合催化劑取代硫酸銀(Ag2SO4)催化劑，以硝酸銀(AgNO3)和硫酸鉻鉀CrK(SO4)2代替劇毒的硫酸汞(HgSO4)作為氯離子的聯合掩蔽劑。
2.根據權利要求1所述的無汞鹽高氯廢水化學需氧量CODCr的快速測定方法，其特徵在於所述的MnSO4—NiSO4組合催化劑的配比為MnSO4∶NiSO4＝1∶1.5(質量比)，總量為0.2g。
3.根據權利要求1或2所述的無汞鹽高氯廢水化學需氧量CODCr的快速測定方法，其特徵在於所述的AgNO3—CrK(SO4)2聯合掩蔽劑的用量為18％CrK(SO4)20.5mL，Cl-∶AgNO3＝1∶8(質量比)。
全文摘要
本發明公開了一種無汞鹽高氯廢水化學需氧量COD
文檔編號G01N21/78GK1598548SQ20041005557
公開日2005年3月23日 申請日期2004年8月5日 優先權日2004年8月5日
發明者朱秀華, 王煒, 劉洋, 穆軍, 張耀斌 申請人:大連交通大學