如何進(jìn)行水處理？

為您介紹一項(xiàng)環(huán)境保護(hù)的專業(yè)知識(shí)——COD 五大檢測(cè)方法與原理。

化學(xué)需氧量又稱化學(xué)耗氧量，簡(jiǎn)稱COD。是利用化學(xué)氧化劑（如高錳酸鉀）將水中可氧化物質(zhì)（如有機(jī)物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等）氧化分解，然后根據(jù)殘留的氧化劑的量計(jì)算出氧的消耗量。COD是表示水質(zhì)污染度的重要指標(biāo)。今天，我們就來(lái)了解一下COD 5大檢測(cè)方法與原理。

一、什么是COD？

COD(化學(xué)需氧量)：是在一定的條件下，采用一定的強(qiáng)氧化劑處理水樣時(shí)，所消耗的氧化劑量。它反映了水中受物質(zhì)污染的程度，化學(xué)需氧量越大，說(shuō)明水中受有機(jī)物的污染越嚴(yán)重。

COD以mg/L表示，通過(guò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器檢測(cè)出的COD數(shù)值，水質(zhì)可分為五大類，其中一類和二類COD≤15mg/L，基本上能達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)值大于二類的水不能作為飲用水的，其中三類COD≤20mg/L、四類COD≤30mg/L、五類COD≤40mg/L屬于污染水質(zhì)，COD數(shù)值越高，污染就越嚴(yán)重。

二、COD五大檢測(cè)方法

1、重鉻酸鹽回流法

測(cè)定原理：在硫酸酸性介質(zhì)中，以重鉻酸鉀為氧化劑，硫酸銀為催化劑，硫酸汞為氯離子的掩蔽劑，消解反應(yīng)液硫酸酸度為9mol/L，加熱使消解反應(yīng)液沸騰，148℃±2℃的沸點(diǎn)溫度為消解溫度。以水冷卻回流加熱反應(yīng)反應(yīng)2h，消解液自然冷卻后，以試亞鐵靈為指示劑，以硫酸亞鐵銨溶液滴定剩余的重鉻酸鉀，根據(jù)硫酸亞鐵按溶液的消耗量計(jì)算水樣的COD值。

優(yōu)缺點(diǎn)：回流裝置占的實(shí)驗(yàn)空間大，水、電消耗較大，試劑用量大，操作不便，難以大批量快速測(cè)定。

2、高錳酸鉀法

測(cè)定原理：以高錳酸鉀作氧化劑測(cè)定COD，所測(cè)出來(lái)的COD稱為高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）。水樣加入硫酸呈酸性后，加入一定量的高錳酸鉀溶液，并在沸水浴中加熱反應(yīng)30min。剩余的高錳酸鉀加入過(guò)量草酸鈉溶液還原，再用高錳酸鉀溶液回滴過(guò)量的草酸鈉，通過(guò)計(jì)算求出高錳酸鹽指數(shù)。

優(yōu)缺點(diǎn)：高錳酸鉀法的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的污染比國(guó)標(biāo)法小，但是缺點(diǎn)是試驗(yàn)中需要回滴過(guò)量草酸鈉，耗時(shí)長(zhǎng)，并且酸性高錳酸鉀法氧化性較低，氧化不徹底，所以測(cè)得高錳酸鹽指數(shù)比重鉻酸鹽指數(shù)低，通常與國(guó)標(biāo)法測(cè)定結(jié)果相差3-8倍。因此，CODCr主要針對(duì)還原性污染物相對(duì)含量較高的廢水，而CODMn主要針對(duì)污染物相對(duì)較低的河流水和地表水。

3、分光光度法

測(cè)定原理：這種方法的原理與國(guó)標(biāo)法相同。其測(cè)定原理也是在酸性溶液中，試液中還原性物質(zhì)與重鉻酸鉀反應(yīng)，生成三價(jià)鉻離子，三價(jià)鉻離子對(duì)波長(zhǎng)為600nm的光有很大的吸收能力，其吸光度與三價(jià)鉻離子濃度的關(guān)系服從郎伯一比爾定律。三價(jià)鉻離子與試液中還原性物質(zhì)的量有關(guān)，因而通過(guò)測(cè)定三價(jià)鉻的吸光度可以間接測(cè)出試液的COD值。

優(yōu)缺點(diǎn)：此方法相對(duì)于傳統(tǒng)的國(guó)標(biāo)法來(lái)說(shuō)，有效的節(jié)省了消耗在配置化學(xué)試劑的時(shí)間，無(wú)需進(jìn)行滴定，操作方便。然而唯一美中不足的地方實(shí)驗(yàn)中消解過(guò)程仍需耗費(fèi)2小時(shí)。

4、快速消解法

經(jīng)典的標(biāo)準(zhǔn)方法是回流2h法，人們?yōu)樘岣叻治鏊俣?，提出各種快速分析方法。主要是提高消解反應(yīng)體系中氧化劑濃度，增加硫酸酸度，提高反應(yīng)溫度，增加助催化劑等條件來(lái)提高反應(yīng)速度的方法。

優(yōu)缺點(diǎn)：消解體系硫酸酸度由9.0mg/l 提高到10.2mg/l，反應(yīng)溫度由150℃提高到165℃，消解時(shí)間由2h減少到10min～15min。缺點(diǎn)為微波爐種類不同，試驗(yàn)的功率和時(shí)間均不同。

5、快速消解分光光度法

測(cè)定原理：快速消解分光光度法是指采用密封管作為消解管，取小計(jì)量的水樣和試劑于密封管中，放入小型恒溫加熱皿中，恒溫加熱消解，并用分光光度法測(cè)定COD 值。

優(yōu)缺點(diǎn)：占用空間小，能耗小，試劑用量小，廢液減到最小程度，能耗小，操作簡(jiǎn)便，安全穩(wěn)定，準(zhǔn)確可靠，適宜大批量測(cè)定。

三、 COD檢測(cè)常見(jiàn)問(wèn)題及方法

1、如何去除氯對(duì)COD檢測(cè)的影響？

答：準(zhǔn)備一份空白樣，其中含有去離子水和與你樣品中氯濃度相同的氯成分。在加入消化液后空白樣會(huì)迅速變成很深的顏色，但是之后你可以減去氯的影響并得到一個(gè)可以適用與你的樣品的檢測(cè)結(jié)果。

2、COD檢測(cè)的誤差主要來(lái)自于哪里？

答：氯是在COD檢測(cè)中帶來(lái)影響最大的因素。每一個(gè)在重鉻酸鉀法中使用的COD實(shí)驗(yàn)瓶都含有硫酸汞，這種物質(zhì)能夠去除氯的干擾。而MnIII法使用的真空預(yù)處理裝置可以去除濃度為1000mg/l的氯。

3、可以對(duì)多個(gè)檢測(cè)使用同一個(gè)COD空白樣嗎？

答：使用相同實(shí)驗(yàn)瓶的多次實(shí)驗(yàn)是可以重復(fù)使用同一個(gè)空白樣的。這個(gè)空白樣必須被保存在陰暗處。隨著時(shí)間推移不斷測(cè)量空白樣的吸光度以檢查結(jié)果是否穩(wěn)定。在吸光度模式下使用瓶裝去離子水將儀器清零，然后檢測(cè)空白樣的吸光度。記錄檢測(cè)結(jié)果。當(dāng)吸光度發(fā)生變化超過(guò)0.01吸光度單位時(shí)，就需要準(zhǔn)備新的空白樣了。

4、如何驗(yàn)證COD檢測(cè)結(jié)果的精確度？

答：使用一個(gè)濃度落在你所使用的濃度范圍內(nèi)的COD標(biāo)準(zhǔn)溶液。將這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液當(dāng)作你的樣品一樣進(jìn)行檢測(cè)。如果你的檢測(cè)結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)濃度相接近，你就能夠確信你的儀器和試劑是工作正常的，而且你的檢測(cè)是操作準(zhǔn)確的。

5、可以稀釋樣品測(cè)定COD嗎？

答：可以的。稀釋樣品，然后向瓶子中加入合適的稀釋樣品量（可以是2或者0.2毫升）。將最終檢測(cè)結(jié)果乘以你的稀釋倍數(shù)。

四、COD在線監(jiān)測(cè)及日常維護(hù)

為了準(zhǔn)確掌握污水處理廠各個(gè)處理環(huán)節(jié)的運(yùn)行情況，必須對(duì)進(jìn)入各構(gòu)筑物的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。這些參數(shù)的測(cè)量有的需要手工化驗(yàn)，有的可以利用儀表自動(dòng)檢測(cè)。COD在線測(cè)定儀就是自動(dòng)檢測(cè)水質(zhì)的重要儀表之一。下面我們來(lái)了解一下COD在線監(jiān)測(cè)及日常維護(hù)注意事項(xiàng)。

1、工作原理

國(guó)家規(guī)定在最終排放口必須安裝COD在線測(cè)定儀，這種測(cè)定儀是將COD的化驗(yàn)室分析過(guò)程，通過(guò)儀器系統(tǒng)化、程序化地實(shí)現(xiàn),常見(jiàn)的COD分析儀工作

cod測(cè)定儀先由自吸泵將水樣從排放明渠內(nèi)提升至進(jìn)水精濾采樣杯內(nèi)，再由進(jìn)水蠕動(dòng)泵P1將水樣提加到反應(yīng)室內(nèi)。

然后，依順序再由蠕動(dòng)泵P2、P3、P4分別將重鉻酸鉀、硫酸一硫酸銀和蒸餾水提加到反應(yīng)室內(nèi)。

進(jìn)樣完畢開(kāi)始微波加熱5分鐘(加熱時(shí)間可自行設(shè)定和修改)，待加熱完畢注入蒸餾水稀釋并冷卻到室溫，之后再由氣壓泵將混合液吹至測(cè)量室進(jìn)行測(cè)量，并自動(dòng)計(jì)算和顯示測(cè)量結(jié)果。

最后，由氣壓泵將混合液排放掉并將管路吹掃干凈，進(jìn)入下一次測(cè)量循環(huán)過(guò)程。整個(gè)循環(huán)過(guò)程由PLC進(jìn)行控制，自動(dòng)進(jìn)行。

2、使用注意事項(xiàng)

（1）日常的檢查

主要包括檢查儀器工作是否正常，比如進(jìn)出管路是否通暢，有無(wú)泄漏，并保持儀器的清潔，尤其是對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)部分和易損件要定期檢查和更換，防止其損壞造成泄漏而腐蝕儀器。

（2）試劑的更換

重鉻酸鉀和硫酸一硫酸銀屬于強(qiáng)腐蝕性試劑，并且在工作現(xiàn)場(chǎng)容易揮發(fā)和吸潮，所以應(yīng)定期更換。更換周期依據(jù)使用情況而定，一般至少3個(gè)月更換一次。

（3）防護(hù)性檢修

由于蠕動(dòng)泵管吸取強(qiáng)腐蝕性試劑，所以應(yīng)3個(gè)月更換一次。測(cè)量室和反應(yīng)室應(yīng)每年至少?gòu)氐讬z查清洗檢修一次。

（4）日常校準(zhǔn)

除程序設(shè)定的自動(dòng)零循環(huán)校準(zhǔn)外，在第一次使用、更換試劑或防護(hù)性檢修之后要進(jìn)行零點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)溶液的校正。采用實(shí)驗(yàn)室制備的蒸餾水作為零點(diǎn)校準(zhǔn)液，校準(zhǔn)過(guò)程與測(cè)量循環(huán)過(guò)程相同，校準(zhǔn)后保留新零點(diǎn)的參數(shù)，并對(duì)工作曲線進(jìn)行校準(zhǔn)。

（5）出廠參數(shù)設(shè)置

儀器在出廠時(shí)雖然已經(jīng)設(shè)定了原始的工作曲線，但因使用場(chǎng)所不同，原有工作曲線往往不能滿足任何監(jiān)測(cè)場(chǎng)合，所以應(yīng)該對(duì)其工作曲線進(jìn)行定期的校核?？捎蓪?shí)驗(yàn)室配制COD標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行校核，校準(zhǔn)過(guò)程與測(cè)量循環(huán)過(guò)程相同，校核后更改有關(guān)界面參數(shù)，對(duì)工作曲線進(jìn)行校準(zhǔn)。

（6）安裝環(huán)境

要保證COD在線測(cè)定儀安裝場(chǎng)所的溫度、濕度恒定，必要時(shí)需要安裝空調(diào)等加熱、制冷和除濕設(shè)施。同時(shí)使用獨(dú)立的穩(wěn)壓電源。

（7）儀器暫停

儀器暫停使用時(shí)，要用蒸餾水徹底清洗后排空，再依次關(guān)閉進(jìn)出口閥門和電源，重新啟用時(shí)用新試劑進(jìn)行徹底清洗，并對(duì)工作曲線進(jìn)行較準(zhǔn)。

3、自動(dòng)連續(xù)采樣器的使用注意事項(xiàng)

COD在線測(cè)定儀通常需要與自動(dòng)連續(xù)采樣器相匹配。自動(dòng)連續(xù)采樣器一般安裝在污水處理場(chǎng)的進(jìn)水口和排放口，可以較好地進(jìn)行混合樣的采集，而且大部分帶有冷藏功能，可以在一定時(shí)間內(nèi)保持采集水樣的穩(wěn)定性。其使用注意事項(xiàng)有：

（1）后配的取樣管一定要使用潔凈無(wú)污染的管道，管道的材質(zhì)不能和廢水中的成分發(fā)生反應(yīng)，如果沒(méi)有特殊要求，一般使用PVC軟管。

（2）及時(shí)將自動(dòng)連續(xù)采樣器采集的水樣取出分析化驗(yàn)，防止水樣超過(guò)保存的穩(wěn)定時(shí)間和取樣瓶裝滿后溢出損壞采樣器。

（3）定期清洗或更換取樣管和取樣瓶。

（4）定期對(duì)采樣器的控制和機(jī)械部分進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。

（5）北方地區(qū)污水處理場(chǎng)安裝的自動(dòng)連續(xù)采樣器必須有防凍措施。