生活污水中的化学需氧量浓度检测分析

生活污水中的化学需氧量浓度检测分析

王洁 赵雪萍

日照市水务水环境科技有限公司， 山东省 日照市276800

摘要：化学需氧量是评价水污染程度的重要综合指标。重铬酸盐法以还原性表征水污染，操作过程长，难以同时分析大量样品。研究人员提出了提高溶液酸度等各种改进措施。近年来，随着社会经济的快速发展，环境问题日益严重，水污染对生活环境造成了很大影响。有机污染严重，直接影响海洋生态安全。国务院关于环境保护若干问题的决定规定，要控制污染物排放。生活污水需要经过处理，使其CODcr值达到环境污染排放标准的要求。生活污水化学需氧量监测分析的关键控制因素与反应溶剂的酸度、催化剂的有无等试验条件有关。水样中化学需氧量的监测结果受分析条件影响较大，应加强监测和控制，确保结果的准确性。

关键词：生活污水；化学需氧量；浓度检测

一、化学需氧量检测方法

化学需氧量(COD)是水质监测中的一项重要指标，表明它容易被强氧化剂的还原性物质所消耗。水中的还原性物质包括亚硝酸盐等。，产生的COD物质对水生物有不利影响。我国水资源短缺，水环境污染日益严重。水质分析是环境监测的一项重要任务，化学耗氧量是生活水污染的一项重要指标，因此对生活污水的化学需氧量排放进行监测非常必要。为了掌握污染物排放现状，改善水环境质量，我国制定的《污水综合排放标准》中明确规定了CODcr标准，将污水污染项目的化学需氧量列为大多数企业在工作条件下的对比试验项目。

实验室测定COD多采用标准方法，重铬酸钾硫酸回流阀结果准确，适用于COD值大于30 mg/L的各种水样..重铬酸钾法是用重铬酸钾氧化水中的还原性物质，根据硫酸亚铁溶液的用量计算水中还原性物质的耗氧量。重铬酸钾法适用于污染严重的工业废水的测定，但存在分析时间长、二次污染严重等缺点。芳香族有机化合物不易氧化，氯离子不能被重铬酸盐氧化。在水样中加入了硫酸汞。重铬酸钾法适用于用0.25摩尔/升重铬酸钾溶液测定大于50毫克/升的化学需氧量。重铬酸钾法具有测定结果准确的优点，但缺点是耗时长；回流设备占用空间大；测定中消耗大量浓硫酸。区域水质调查中大量样品的测定存在局限性。

在我国，工业废水的化学需氧量(COD)主要采用重铬酸钾法测定，处理后水样的消耗量以氧量表示。酸法是在水样中加入硫酸后加入高锰酸钾溶液，用计算公式计算高锰酸钾指数值。水样加氢氧化钠后，加入高锰酸钾溶液，用过量的草酸钠溶液还原剩余的高锰酸钾。高锰酸钾法测定化学需氧量具有环境污染小的优点。然而，由于工业废水测定中分析数据的不可靠性，它是有限的。国际标准化组织建议测定地表水。

二、污水化学需氧量测定方法的改进

为了提高分析速度，国内外对化学需氧量(COD)测定方法进行了改进，采用廉价的替代催化剂测定COD。标准方法耗时长的原因是需要回流消化2小时。目前快速消化的方法主要有开管消化。密封消解法是将样品密封加热进行消解，消解反应管密封，可以提高测定结果的准确性。它具有快速、省电的优点，适用于监测各厂矿申报的大量水样。

微波消解法是在微波能量下加速分子运动，采用硫酸-重铬酸钾消解体系。该方法的特点是反应溶液被电磁波能量加热，微波特性体现在极性分子在微波场中随微波频率快速改变方向，绝缘体可以传输微波，如玻璃聚四氟乙烯不能吸收微波能量。微波加热速度快，可以降低反应活化能，增强微波消解能力。加热速度与微波功率、样品浓度和试剂类型有关。

在化学需氧量的测定中，需要加入催化剂来消化样品。标准方法使用Ag2SO4，但价格昂贵。为了提高有机化合物的氧化分解速率，国内外都在寻找硫酸银的替代品。与标准方法相比，用硫酸锰代替硫酸银作为催化剂。本文讨论了用ISO4代替硫酸银作催化剂可能性。通过比较不同Ag2SO4-NiSO4混合物测定废水的CODcr值，可以看出使用NiSO4作为催化剂是可行的，可以降低分析成本。由于化学需氧量测定的标准方法不能满足水质调查中大量样品测定的要求，国内外研究人员开发了一种在线自动化学需氧量分析仪。综合运用自动测量技术、计算机应用技术等智能产品，由反应系统和控制系统组成。

三、生活污水化学需氧量浓度检测与控制

(一)实验准备

采集水样时，要注意保证样品的代表性。采集水样时，应注意取样量不能太小，水样应充分摇匀，摇匀后立即取样。为了使被测水样具有代表性，取样前应充分摇动样品。在测试处理过的水之前，应摇动样品。测试水样的化学需氧量时，摇匀的水样具有代表性。污水中悬浮物多且不均匀，应避免悬浮物下沉影响水样的代表性。充分振动后立即取样。振动使样品体积有误差，但误差不会对结果产生决定性影响。

化学需氧量浓度高的水样可以稀释多次。如果取水量太小，污水的高耗氧颗粒就不能被吸收。2.00mL和20.00mL取水口测试结果显示，2.00 ml原水测试结果差距较大。

20.00毫升水样的测定结果稳定。证明取样量对最终测试结果有影响。移液管吸口的直径影响化学需氧量的测定结果。由于其直径较小，移液管无法吸收水中的悬浮物，并快速吸收足够的水样。摇匀后悬浮物沉淀，吸收的样品与水质有误差。污水样品中有较大的悬浮物，用小吸管取样不符合检测操作规范。应使用大口径移液器，以确保最终测试结果可靠。在化学需氧量浓度高的原水检测中，只需考虑重铬酸钾的用量，并调整重铬酸钾的用量，以保证水样的吸收满足检测需要。

装水样的容器应禁止使用塑料制品。塑料容器的材料与催化剂和其他物质混合在一起。有些塑料容器微孔多，水样中的有机物容易被吸附，应避免使用塑料容器。通过冲洗容器保存水样，收集水样并及时检测，以避免化学需氧量的变化。水样中可加入硫酸暂时保存，废水中有一些固体颗粒，对水质均质带来不利影响，容易影响提取水样的代表性。要注意水样的均化，保证化学需氧量测试结果的准确性，水浴超声波5分钟即可达到均化效果。

(二)实验过程控制

CODr指数是很有条件的，任何条件的改变都会影响检测结果。测试条件必须严格控制。测试条件控制主要包括重铬酸钾标准溶液浓度、滴定溶液硫酸亚铁铵标准溶液浓度等。污水化学需氧量试验采用0.25mol/L重铬酸钾浓度，提取污水量为10.00mL，因此通常采用减少提取污水量的方法。生活污水试验稀释后的样品不能满足样品具有足够代表性的要求，应适当调整重铬酸钾溶液的浓度。

因为重铬酸钾浓度降低到0.025mol/L，颜色变化不明显，所以可以使用0.05mol/L重铬酸钾溶液。原水浓度高，可采用0.5mol/L重铬酸钾溶液，确保样品滴定与空白体积的差异明显减小。硫酸亚铁铵浓度计算公式为c[(NH4)2fe(SO4)2]= 0.250 x 10.00[(NH4)2fe(SO4)2]。浓度为0.01mol/L的重铬酸钾不消耗，重铬酸钾消耗一半。建议硫酸亚铁铵的浓度应大于0.05摩尔/升，以使样品消耗量和滴定体积合适。实验检测中应注意一些细节的控制，操作人员应保证溶液配制的准确性，试剂的使用应统一规范；为了防止有机物对化学需氧量检测的影响，避免使用肥皂水清洗仪器；水样回流消化分解时应充分冷凝；化学需氧量浓度高的水样应稀释取样不少于5ml多次；软乳胶管不能用于回流冷凝器；加热回流时禁止停电；用手摸冷水感觉不到温暖；滴定时不应剧烈摇动锥形瓶。

结束语

据统计，我国每年以COD废液形式排放的汞量达数吨，对环境造成严重的二次污染。研究试剂消耗少的绿色CDO测定方法具有重要意义。讨论了化学需氧量的测定方法，改进了高锰酸钾的加热方式，讨论了化学需氧量测定的影响因素。保证污水样品的代表性是生活污水化学需氧量测试的关键。如果不采取有效措施进行控制，最终的检测结果将受到影响。根据氧化剂和催化剂的类型，可以用不同的结果检测样品的化学需氧量。

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