在*家標(biāo)準(zhǔn)方法(鉻法)測(cè)定 COD 的過(guò)程中,水樣中存在的 Cl
-極易被氧化劑氧化而導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏高,另外還與 Ag
2SO
4 反應(yīng)生成 AgCl 沉淀使催化劑中毒,因此 Cl
-成為廢水 COD 測(cè)定的主要干擾物,尤其是對(duì)于高氯低 COD 的廢水,采用*家標(biāo)準(zhǔn)方法所測(cè)數(shù)據(jù)幾乎不具有參考價(jià)值。長(zhǎng)期以來(lái)不少學(xué)者就如何消除Cl
-的干擾進(jìn)行了不懈的努力,先后提出標(biāo)準(zhǔn)曲線校正法、汞鹽法、低濃度氧化劑法、Ag
+沉淀法、密封消解法及氯氣吸收校正法等方法。
1 汞鹽法
汞鹽法是鉻法測(cè)定 COD 時(shí)常采用的消除 Cl
- 干擾的方法,通常硫酸汞掩蔽劑的加入量按 HgSO
4 和 Cl
- 質(zhì)量比以 10:1 為宜。如果水樣中 Cl
-的濃度小于 2000mg/L,該
優(yōu)點(diǎn):因運(yùn)輸機(jī)選擇雙速電機(jī),開(kāi)關(guān)控制回路減少。缺點(diǎn):負(fù)荷分配不均衡,其中一段負(fù)荷比較集中,相應(yīng)
選擇的移動(dòng)變電站額定容量大,資金投入大。
2.3 方案三
(1)采煤機(jī)(320KW)+單臺(tái)液壓泵(200KW)+破碎機(jī)(110KW)的組合;
(2)運(yùn)輸機(jī)(2×132KW)+轉(zhuǎn)載機(jī)(132KW)+單臺(tái)液壓泵(200KW)。在組合 2 中因運(yùn)輸機(jī)的 2 個(gè)電機(jī)都是雙速電機(jī),占用 4 個(gè)回路,此組合共計(jì) 6 個(gè)回路;經(jīng)以上負(fù)荷配置,在電氣設(shè)備應(yīng)選用 2 臺(tái) BLZ-500A 饋電開(kāi)關(guān);1 臺(tái)
QBZ-6*200/1140(660) HZ 礦用隔爆型組合真空電磁啟動(dòng)器,1 臺(tái) QBZ-4*315/1140(660) HZ 礦用隔爆型組合真空電磁啟動(dòng)器;2 臺(tái) KBSGZY2-T-500/6 型移動(dòng)變電站。
優(yōu)點(diǎn):負(fù)荷分配基本上均衡。
缺點(diǎn):運(yùn)輸機(jī)是選用雙速電機(jī),占用開(kāi)關(guān)回路多,資金投入相應(yīng)增加。
經(jīng)過(guò)上面負(fù)荷優(yōu)化組合比較,方案一在負(fù)荷分配上基本均勻,比較合理,而且投入資金少,因選擇智能型組合開(kāi)關(guān),相應(yīng)列車(chē)長(zhǎng)度縮短,減少了設(shè)備空間占用面積,而且智能型組合開(kāi)關(guān)內(nèi)部本體具有互換性,一旦任一啟動(dòng)器出現(xiàn)故障,可立即轉(zhuǎn)到備用回路上,減少事故影響時(shí)間;優(yōu)先選用此方案。
3 系統(tǒng)配置 |
|
①饋電開(kāi)關(guān) BLZ-500A |
2 臺(tái) |
②礦用智能型組合開(kāi)關(guān) BQD15-4*315/1140 ZH 2 臺(tái) |
③移變 KBSZGZY2-T-500/6 |
2 臺(tái) |
方法效果很明顯,但當(dāng)廢水中 Cl
-的質(zhì)量濃度超過(guò) 2000mg/ L,甚**高達(dá) 10000mg~20000mg/L 而 COD 低時(shí),該方法則顯得力不從心。
為了擴(kuò)大鉻法的應(yīng)用范圍,對(duì)于高氯廢水,亦有人通過(guò)加大硫酸汞的用量來(lái)達(dá)到目的。由于硫酸汞本身為劇毒,并且試樣廢液中的汞鹽很難處理掉,會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染,因此人們都致力于不采用或盡量少采用它來(lái)作為消除 Cl
- 干擾的方法 ,也有人提出用 AgNO3-Bi (NO3) 3 代替 HgSO4 作掩蔽劑。
2 標(biāo)準(zhǔn)曲線校正法
該法具體操作步驟為:先配制不同 CI
-濃度的水樣,測(cè)出其 COD 值,繪制 COD-Cl
- 標(biāo)準(zhǔn)曲線;然后取兩份相
④集中控制 ZKT-3(2) |
1 臺(tái) |
⑤無(wú)觸點(diǎn)煤電鉆綜保 KZB - 4 |
1 臺(tái) |
⑥無(wú)觸點(diǎn)照明綜保 ZXB-4 |
1 臺(tái) |
⑦電纜: |
150m |
同的待測(cè)含氯水樣,其中 1 份測(cè)出其中 Cl
- 的含量,查
COD-CI
- 標(biāo)準(zhǔn)曲線求出 Cl
-對(duì)應(yīng)的 COD 值(CODCl
-)另
一份在不加掩蔽劑的情況下,測(cè)其 Cl
- 與有機(jī)物共同產(chǎn)生的 COD 值(COD 表觀);**后水樣的實(shí)測(cè) COD 值:
p(COD 實(shí)測(cè))=p(COD 表觀)- p(Cl
- )。
該法無(wú)需加入硫酸汞,是對(duì)汞鹽法的改進(jìn),但由于酸度、重鉻酸鉀濃度和回流時(shí)間等條件的不同,使得氯的氧化程度也不一樣,因此這些“標(biāo)準(zhǔn)曲線”不易為他人所借用,每次測(cè)定之前都要先繪制,顯得比較煩瑣。但如果水樣中的 Cl
-在COD測(cè)定時(shí)能夠完全被氧化的話,那么就可以直接由所測(cè)得的表觀 COD 減去 Cl
-的理論 COD 而得到水樣的實(shí)測(cè) COD,
即 p(COD 實(shí)測(cè))=p(COD 表觀) - 0.226xp(Cl
-)。該方法是在
不加硫酸銀催化劑的情況下,讓 Cl
-被重鉻酸鉀完全氧化,然后再按標(biāo)準(zhǔn)方法消解水樣。實(shí)驗(yàn)表明,利用這種完全氧化的方法,Cl
-的氧化率在 99.5%以上,COD 的實(shí)測(cè)值與實(shí)際值具有良好的一致性,且可用于高氯低 COD 廢水的測(cè)定,但前提是要確定合適的重鉻酸鉀濃度、酸度和回流時(shí)間等實(shí)驗(yàn)參數(shù),以保證 Cl
-的完全氧化,否則結(jié)果會(huì)有很大的誤差。
3 低濃度氧化劑法
一般而言,氧化劑的濃度越大,其氧化能力越強(qiáng),在 HgSO4 與 Cl
- 的質(zhì)量比為 10: 1 的前提下,用不同濃度 K2Cr2O7 氧化單一 Cl
- 的結(jié)果可看出這一點(diǎn),可見(jiàn) Cl
-在高濃度氧化劑中的氧化量比在低濃度氧化劑中大得多,因此在測(cè)定含氯廢水 COD 時(shí)可采用低濃度氧化劑以減少 Cl
-
的干擾。例如對(duì)于 p(Cl
-)<5000mg/L,p(COD)<400mg/L 水
樣,采用濃度為 0.05mol/L 的重鉻酸鉀溶液,并結(jié)合固體 HgSO4 掩蔽,結(jié)果的一致性和可靠性均很好。為了滿(mǎn)足不同范圍 COD 的測(cè)定要求,可采用分段重鉻酸鉀法,對(duì)不同范圍 COD 的測(cè)定用不同濃度的氧化劑,即 COD 的質(zhì)量濃度<200、200 ~ 600、>600mg/L 時(shí)對(duì)應(yīng)的氧化劑濃度分別為 0.05、0.10、0.20mg/L,這樣對(duì)于 Cl
-的質(zhì)量濃度高達(dá) 10000mg/L 時(shí) COD 的質(zhì)量濃度為 100mg/L 的廢水,該法的測(cè)定結(jié)果可達(dá)到相對(duì)誤差小于 9%,實(shí)際廢水加有機(jī)物回收率大于 92%。
進(jìn)一步研究表明,在低濃度氧化劑的條件下 COD 的測(cè)定結(jié)果并不取決于 Cl
-濃度的高低,而是回流后剩余氧化劑量的多少。只要氧化劑剩余量不超過(guò) 46%,則無(wú)論 Cl
-的質(zhì)量濃度怎樣變化,對(duì)測(cè)定結(jié)果都不會(huì)有太大的干擾,合理把握取樣量,可獲得理想的測(cè)定結(jié)果。
該法操作簡(jiǎn)單,對(duì)低濃度有機(jī)物和高 Cl
-水質(zhì) COD 的測(cè)定準(zhǔn)確度高,有效擴(kuò)大了標(biāo)準(zhǔn)法的測(cè)定范圍。但該種方法需要對(duì)未知 COD 的水樣預(yù)先做一番估計(jì),同時(shí)氧化劑濃度也不能過(guò)低,否則會(huì)影響實(shí)際的 COD 值。
4 銀鹽沉淀法銀鹽沉淀法通常有兩種操作方式:一種是對(duì)水樣進(jìn)行
預(yù)處理,即在消解前向水樣中加入適量的硝酸銀,然后取沉淀 Cl
-之后的上清液進(jìn)行測(cè)定。加入硝酸銀的量,應(yīng)使水樣中的 Cl
-完全沉淀但不要過(guò)量太多為宜,對(duì)于 Cl
-的質(zhì)量濃度超過(guò) 10000mg/L 的水樣,進(jìn)行預(yù)先除氯是很有必要的。
另一種是采用硝酸銀和硫酸鉻鉀作為 CI
-掩蔽劑,適量的硫酸鉻鉀的加入是為了抑制消解過(guò)程中少量 Cl
-氧化反應(yīng)的進(jìn)行。這種汞鹽分析方法對(duì)于 Cl
- 質(zhì)量濃度達(dá)到
1500mg/L 而 COD 值低** 85mg/L 的水樣,也能有效地抑
制 Cl
-的干擾。在測(cè)量時(shí)調(diào)整硫酸的用量,降低反應(yīng)體系的酸度,可以進(jìn)一步抑制 Cl
-的氧化,當(dāng)水樣 COD 的質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)法對(duì)照,該法準(zhǔn)確度和精密度都無(wú)顯著差異。濃度在 33~508mg/L 范圍內(nèi),Cl
- 的質(zhì)量濃度達(dá)到
10000~30000mg/L 時(shí),相對(duì)誤差為-7.4%~+7.7%,有效擴(kuò)大
了該法的應(yīng)用范圍。
銀鹽沉淀法使用貴重的銀鹽,提高了測(cè)量成本,實(shí)驗(yàn)之后對(duì)銀進(jìn)行回收再利用,可在一定程度上提高該方法的經(jīng)濟(jì)效益。另外當(dāng)水中存在懸浮物時(shí),在 AgCl 沉淀生成過(guò)程中,會(huì)發(fā)生共沉淀和絮凝作用,那么在**種操作方式下這些沉淀會(huì)隨著 AgCl 沉淀的除去而除去。而且相當(dāng)于加入硝酸,硝酸和硫酸混合之后成為一種強(qiáng)氧化劑 ,可以氧化一些還原性的物質(zhì)。這樣說(shuō)來(lái),用硝酸銀來(lái)代替硫酸汞測(cè)得的 COD 值會(huì)有些偏低。
5 吸收校正法這種方法的原理是在完全吸收并準(zhǔn)確測(cè)定體系內(nèi) Cl
-
氧化物 Cl2 的量的基礎(chǔ)上,從總 COD 中減去這部分 Cl2 相當(dāng)?shù)?nbsp;COD。該方法采用和標(biāo)準(zhǔn)法同樣的消解方式,只是消解時(shí)選用一個(gè)特制帶吹嘴的錐形瓶,加熱結(jié)束后用充氣泵吹出體系內(nèi)滯留的 Cl
2,并在多孔玻璃板吸收管中加以吸收,然后用碘量法測(cè)定吸收管中的 Cl
2。用標(biāo)樣分析時(shí),對(duì)于 COD 的質(zhì)量濃度為 50mg/L 而 Cl
- 的質(zhì)量濃度高達(dá) 10000mg/L 的廢水,其測(cè)量結(jié)果變異系數(shù)為 5.72%。
為了簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)流程,亦可直接將玻璃管的末端插入 KI 溶液中(碘吸收校正法),加熱時(shí)用氮?dú)獯祾弑患訜岬娜芤罕砻?,停止加熱后增大氮?dú)饬髁?,防?nbsp;KI 溶液倒吸。再用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定被 Cl
2 轉(zhuǎn)換出來(lái)的 I
2,定量計(jì)算被氧化的 Cl
-。用該法測(cè)定 COD 值時(shí)不加 HgSO
4 也可消除 Cl
- 的干擾,而且準(zhǔn)確性較高。實(shí)驗(yàn)表明,對(duì) Cl
-的質(zhì)量濃度在 20000mg/L 以下,COD 的質(zhì)量濃度為 500mg/L 水
樣,其校正之后的 COD 值相對(duì)誤差在 6.6%之內(nèi)。
由于碘的揮發(fā)性能差別很大,為此可能先用 NaOH 來(lái)吸收產(chǎn)生的 Cl2,再與 KI 反應(yīng)來(lái)消除室溫的影響,研究結(jié)果表明, 該方法可用于 p (Cl
-)<20000mg/L, p (COD)>30mg/L
的高氯廢水的測(cè)定。
吸收校正法要求在操作規(guī)程上非常仔細(xì), 否則就會(huì)帶來(lái)很大的誤差, 同時(shí)吸收法多了一次 Cl
2 的測(cè)定, 相對(duì)來(lái)說(shuō)操作過(guò)程比較煩瑣,所消耗的時(shí)間也較長(zhǎng)。
6 密封消解法
我們知道, 如果在密封的容器中測(cè)定 COD,那么當(dāng)水中的 Cl
- 氧化成 Cl2 達(dá)到氣液平衡后 Cl
-便不能再被氧化了,若再配合使用一定的掩蔽劑,則可有效地測(cè)定高氯廢水,這便是密封消解法的基本思想。
采用該方法測(cè)定 COD 時(shí),Cl
-對(duì) COD 干擾和其質(zhì)量濃度并無(wú)多大的關(guān)系,在相同 Cl
- 的質(zhì)量濃度條件下,該法中的 Cl
- 的干擾比*標(biāo)法要小得多?;炫浜蛯?shí)際水樣的測(cè)定結(jié)果表明,用密封消解法分析高氯廢水的 COD 準(zhǔn)確度較高,p(COD) 在 100 ~ 1000mg/L,p(Cl
- )<1000mg/L 時(shí),該方法相對(duì)誤差<4.2%。
和標(biāo)準(zhǔn)法相比,密封消解法耗時(shí)短,且結(jié)果具有更高的準(zhǔn)確度和精密度。但該方法的消解方式與*標(biāo)法不同,用于各種水樣分析時(shí)污染物的消解程度難以劃定,同時(shí)使用該方法時(shí)一定要確保實(shí)驗(yàn)操作的安全。
7 鉍吸收劑除氯法
該方法的原理是在 COD測(cè)定之前讓水樣中的 Cl
-在酸性液中以HCl 氣體釋放出來(lái),然后被投放在反應(yīng)管中的鉍吸收劑吸收而預(yù)先除去,以此來(lái)降低 Cl
-對(duì)測(cè)定結(jié)果的干擾。