高氯工業廢水測量COD的幾種方法

發展中的我國工業化發展不斷推進，工業生產產生的高氯廢水的排放也日益增加。水質COD的濃度是主要有機物污染參數之一，COD數值越高表示水質污染越嚴重，若不進行處理，將會對水環境生態系統以及人體的健康構成威脅。
碘化鉀堿性高錳酸鉀法
研究結果表明，對Cl->20000mg/L、COD<100mg/L的水樣推薦使用碘化鉀堿性高錳酸鉀法。碘化鉀堿性高錳酸鉀法不但解決了重鉻酸鉀法不能準確測定高氯廢水COD的問題，又解決了高錳酸鉀法對有機物氧化率過低的問題，適用于測定企業高氯低COD廢水的COD值，方法檢出限0.20mg/L，測定上限為62.5mg/L，檢測范圍較窄。該方法測定含有氧化劑物質時，需要用硫代硫酸鈉滴定測出以消除其影響。另外，若水樣中含有幾種還原性物質，則取它們的加權平均K值，作為水樣的K值。
氯氣吸收校正法
氯氣吸收校正法就是在COD測定過程中，消解后采用吸收劑將重鉻酸鉀氧化Cl-而產生的氯氣進行吸收，并準確測定體系內Cl-氧化產物Cl2的量的基礎上，轉化為氯氣的需氧量，從表觀的COD值中減去此值即為水樣真實的COD值。該方法采用和標準法同樣的消解方式，只是消解時選用一個特制帶吹嘴的錐形瓶，加熱結束后用充氣泵吹出體系內滯留的Cl2，并在多孔玻板吸收管中加以吸收，然后用碘量法測定吸收管中的Cl2。前述的行業標準HJ/T70-2001《高氯廢水化學需氧量的測定氯氣校正法》就是采用氫氧化鈉為吸收劑的校正法?？紤]到碘在不同溫度下的揮發性能差別很大，可以先用NaOH來吸收產生的Cl2，再與KI反應來消除室溫的影響。為了簡化吸收校正法的操作流程，亦可直接將玻璃管的末端插入KI溶液中進行吸收，即為碘吸收校正法。
降低氯離子濃度的方法
通過掩蔽、消除、氣化等方法以降低水樣中的Cl-濃度，消除氯離子的干擾，達到常規重鉻酸鉀法可以測定的范圍，來準確測定COD。例如掩蔽劑法、銀鹽沉淀法、銀柱固定法、氯離子轉化為法等。
掩蔽劑法
硫酸汞掩蔽法是國標GB11914-89中測定COD時采用的消除Cl-干擾的方法，通常硫酸汞掩蔽劑的加入量按HgSO4和Cl-質量比為10：1為宜。為了擴大GB11914-89的應用范圍，對于高氯廢水，可以通過加大硫酸汞的添加量來達到準確測定COD的目的?？刂屏蛩峁c氯離子質量比為15：1，采用K2Cr2O7濃度為0.18mol/L，可有效減少Cl-的干擾。對于氯離子含量高于2000mg/L、而COD值較低的廢水樣品，也按硫酸汞與氯離子質量比為15：1投加硫酸汞作掩蔽劑，同時扣除空白氯離子殘留的COD值，得到準確可靠的實驗結果。但在實際實驗中發現，采用質量比HgSO4：Cl-≤15時，會有沉淀生成，容易對結果產生干擾，提出應提高二者的比值，當采用質量比12.5：1時，可較好的消除Cl-的干擾，尤其是針對濃度比值Cl-/COD≤20的水樣，具有較好的準確度和精密度。將質量比HgSO4：Cl-的比例調整為20：1，并采用3g/L的K2Cr2O7氧化劑濃度，適合檢測高鹽量(NaCl濃度<40g/L)、低有機物(COD濃度為20～230mg/L)水體中COD的測定。僅靠增加HgSO4用量不能消除Cl-的干擾，應綜合水樣中Cl-及COD的濃度來確定的HgSO4與Cl-的比例。研究結果表明HgSO4：Cl-的比例成線性增加關系，并據此給出了不同COD濃度范圍的高氯廢水中HgSO4：Cl-推薦比例。該方法適合檢測Cl-濃度<10000mg/L、COD濃度在50～200mg/L的高氯廢水中COD。硫酸汞掩蔽法雖然提高了檢測精度，但增大了汞鹽對環境的污染。
三價鉻鹽掩蔽法是通過加大重鉻酸鉀的投加量，可利用Cr3+與Cl-的絡合作用來消除干擾。該方法適用于Cl-濃度超過3500mg/L的水樣，即使對Cl-濃度為10000mg/L的水樣，通過增加Cr3+和硝酸銀的添加量，也可顯著降低干擾。
銀鹽掩蔽法同樣是以重鉻酸鉀為氧化劑，但通過增大硫酸銀的濃度來消除高氯離子的干擾，硫酸銀同時作為催化劑和掩蔽劑使用、密封消解。實驗結果表明，相對標準偏差為1.4%(n=8)，平均加標回收率為98.5%。該法具有掩蔽效果好、操作簡單、精密度高的特點，同時可以避免汞鹽對環境的污染，適合測定多種類型的水樣。采用Bi(NO3)3作為掩蔽劑來消除Cl-干擾，可以減少汞的環境污染。不管采用哪種掩蔽劑，掩蔽劑的添加量及掩蔽效果均需要實驗優化確定。
COD密封消解法
采用密封消解法測定COD時發現，Cl-對COD干擾和其質量濃度并無多大的關系，在相同Cl-的質量濃度條件下，Cl-的干擾遠小于國標的重鉻酸鉀法，而且能夠達到較高的準確度和精密度。測定結果表明，對于COD在100～1000mg/L、Cl-濃度≤10000mg/L時，相對誤差≤4.2%。但密封消解法的消解方式與國標法不同，用于各種實際水樣分析時，污染物的消解程度難以劃定，同時選擇該方法時一定要確保實驗操作的安全。建立無汞高銀低壓密封消解法，采用6%的Ag2SO4作為催化劑，用25mL比色管作為消解容器，在恒溫箱內密閉消解45min。對于COD值小于50mg/L的水樣，采用0.025mol/L的重鉻酸鉀標準溶液氧化，密封消解后，采用0.002mol/L的硫酸亞鐵銨標準溶液回滴。本法適合Cl-濃度不大于10000mg/L、COD不大于800mg/L水樣的測定，可限度地消除COD測定中氯離子的干擾。當水樣中Cl-濃度大于10000mg/L或COD大于800mg/L時，可稀釋后測定。該法具有操作簡單、測定快速、結果準確、精密度高、測定裝置通用易得、可減少環境二次污染的優點?；贖J/T399-2007《水質化學需氧量的測定快速消解分光光度法》的原理，建立了高含氯低濃度COD樣品的檢測方法。該方法適合檢測Cl-濃度在10000～60000mg/L、COD濃度在100mg/L以下的樣品，測定結果的相對標準偏差為1.8%～3.5%(n=5)，相對誤差為0.9%～2.9%。該方法具有前處理程序簡單、分析時間短、不需要另配試劑的特點，并且擴大了HJ/T399-2007的適用范圍。