高氯離子低COD污水的處理工藝研究

來(lái)源：http://www.thesierramadre.com/ 作者：余氯檢測儀 時(shí)間：2019-09-02

　　環(huán)境保護是全球共同的主題，大力發(fā)展環(huán)保事業(yè)，節能減排是人類(lèi)社會(huì )實(shí)現可持續性發(fā)展的必然要求。我國是水資源嚴重缺乏的國家，人均水資源占有量遠低于世界平均水平，保護水資源，防止和改善水污染，提高污水處理效果是當今社會(huì )的重要課題。為了保護有限的水資源，我國出臺了一系列關(guān)于污水排放和處理的法規和標準，對污水排放有嚴格的控制標準，其中對于COD的排放總量有嚴格的要求，對COD進(jìn)行測定和消除處理是污水排放控制的一項重要指標。

　　化學(xué)需氧量(以下簡(jiǎn)稱(chēng)COD)，是在強酸環(huán)境中，在加熱的前提條件下，在對水樣進(jìn)行處理的過(guò)程中使用的氧化劑的量，用氧的mg/L來(lái)對其進(jìn)行表示。國標法多采用重鉻酸鉀作為主要的氧化劑對水樣進(jìn)行氧化處理，用汞鹽來(lái)對氯化物的干擾進(jìn)行消除，此種方法對于濃度在2000mg/L的水樣處理有明顯的效果，但是在高氯離子的條件下，效果并不明顯。同時(shí)，使用此種方法耗時(shí)較長(cháng)，測定值波動(dòng)幅度大，工藝復雜而且污水處理效果不夠理想。國內外大量的研究資料表明采用國標法還對COD進(jìn)行測定，氯離子是具有干擾性的，而且干擾程度的大小與有機物濃度的高低有密切的關(guān)系，濃度越高干擾越小。當COD含量較低，一般在小于100mg/L的條件下，高氯離子會(huì )對測量結果造成嚴重的干擾，從而使測量結果存在明顯的誤差。針對這一問(wèn)題，本文對高氯離子對低COD測定的影響和消除進(jìn)行分析，探討高效的處理工藝，旨在提高測定結果的準確度，提高污水處理效果。

　　1、氯離子的干擾分析

　　1.1氯離子的干擾機理

　　在實(shí)驗條件下對COD進(jìn)行測定，假設氯離子在氧化劑的作用下被完全氧化，從理論角度來(lái)說(shuō)，每氧化1mg氯離子相應的需要消耗約0.23mg的氧，因為氧化劑被消耗的原因，必然會(huì )有正干擾產(chǎn)生。在使用硫酸-重鉻酸鉀氧化的過(guò)程中，硫酸銀作為氧化的催化劑對氧化反應進(jìn)行催化作用，從而使氧化反應更為徹底。水樣中的氯離子與銀離子發(fā)生作用生成能夠沉淀的氯化銀，會(huì )削弱催化劑所具有的催化作用。而氯化銀沉淀又受到重鉻酸鉀的氧化作用，是氧化劑被進(jìn)一步消耗，反應生成的白色沉淀滴定的準確判定受到干擾，影響滴定的準確性。

　　1.2氯離子的干擾結果

　　以某污水處理廠(chǎng)為例，該廠(chǎng)出水有機物含量較低，為了研究氯離子對低COD測定的干擾程度，本實(shí)驗配制了氯離子含量不同的溶液，配制COD含量為50mg/L的溶液采用重鉻酸鉀法對氯離子溶液進(jìn)行逐一的試驗檢測。按照污水處理廠(chǎng)日常的水樣測定工藝，分別采用高濃度重鉻酸鉀(0.250mol/L)溶液和低濃度重鉻酸鉀(0.025mol/L)溶液，對配制的水樣逐一進(jìn)行測定。

　　從測定結果來(lái)看，在采用高濃度重鉻酸鉀進(jìn)行測量時(shí)，氯離子含量在1000mg/L的低氯離子溶液的測定結果存在較小的誤差，相對準確度更高。但是在高氯離子含量的情況下，即氯離子含量在1000mg/L以上時(shí)，雖然已經(jīng)對水樣進(jìn)行了稀釋處理并使用了HgSO4掩蔽，但是測定結果仍然存在明顯的誤差，而氯離子含量越高，誤差也相應的增大。在采用低濃度重鉻酸鉀進(jìn)行測量時(shí)，與高濃度重鉻酸鉀的測定結果相比，低濃度重鉻酸鉀測定結果更為準確，與實(shí)際值誤差小，但是效果并不十分理想，測定結果仍然處于偏高的狀態(tài)。因此，如何消除高氯離子的干擾作用，提高結果的準確性仍然是亟待解決的重點(diǎn)問(wèn)題。

　　2、測定方法的確定

　　考慮到污水處理廠(chǎng)有限的實(shí)驗條件，以及方法推廣的經(jīng)濟性和可行性，在方法的選擇和確定方面，本著(zhù)簡(jiǎn)單易行的原則，既要便于操作，又具有經(jīng)濟性，同時(shí)又要提高測定的準確性。從目前來(lái)看，多采用汞鹽法、低濃度氧化劑法、標準曲線(xiàn)校正法等方法對氯離子的干擾作用進(jìn)行消除。相對來(lái)說(shuō)，標準曲線(xiàn)校正法檢測設備更為簡(jiǎn)單，也更易于操作，而且不需要使用汞鹽和銀鹽，經(jīng)濟性更高。采用此種方法在測定COD的過(guò)程中不需要對氯離子進(jìn)行掩蔽，將該COD含量扣除氯離子校正值后，即得到最終的COD值。需要注意的是，在測定的過(guò)程中，氯離子與硫酸銀發(fā)生反應生成的沉淀物會(huì )使催化作用降低，而且會(huì )對滴定的準確性造成干擾，在此方面需要進(jìn)一步加以改進(jìn)，以保證檢測的準確性。在硫酸一重鉻酸鉀氧化體系的氧化過(guò)程中，開(kāi)始30分鐘內暫時(shí)不添加硫酸銀，使重鉻酸鉀氧化氯離子。待氯離子成為氯氣揮發(fā)后再將硫酸銀加入，使絕大部分有機物被氧化，再從測得的COD總量表觀(guān)值中將氯離子校正值扣除，即可得到真實(shí)的COD值。

　　3、結果與檢驗

　　3.1氯離子標準曲線(xiàn)

　　取總量同為20ml的多瓶氯化鈉溶液，氯化鈉含量不同，逐一向溶液中加入重鉻酸鉀溶液10ml，再逐一加入濃硫酸30ml，然后加熱回流30分鐘，對不同氯離子含量下的COD表觀(guān)值進(jìn)行測定。

　　需要注意的是，使用此種方法濃硫酸的加入順利為，先加入15ml，加熱30分鐘后再加入濃度為20g/L的硫酸-硫酸銀15ml，這樣可有效的防止硫酸銀在硫酸一重鉻酸鉀溶液中消解的過(guò)程中發(fā)生爆沸，而且能夠與國標法規定的催化劑濃度保持一致性。用得到的COD總量值減掉氯離子校正值，得到的結果即為COD測定值。從實(shí)驗結果可知，氯離子含量與表觀(guān)COD測定值之間有良好的線(xiàn)性關(guān)系。

　　3.2準確度的檢驗

　　通過(guò)上面的測定方法，對總量相同而氯離子含量不同的標準溶液中的COD進(jìn)行測定，得到COD測定的真實(shí)值，對COD測定結果進(jìn)行對比分析可以看出，使用此種方法對于高氯離子低COD含量的測定準確性良好，而且設備簡(jiǎn)單，操作方便。同時(shí)使用此種方法無(wú)需使用硫酸汞，有效的防止了硫酸汞的毒害作用，使檢測更加清潔，更加安全。通過(guò)在污水處理廠(chǎng)的實(shí)際投入使用，采用此種方法對出口水樣進(jìn)行COD測定得到的測定值與環(huán)保部門(mén)的測定結果保持一致，表明此種方法可有效的減少測定值與實(shí)際值之間的誤差，準確度更高。

　　4、結論

　　對高氯離子低COD的水樣在常用的硫酸-重鉻酸鉀氧化體系的氧化過(guò)程中，雖然已經(jīng)加入硫酸汞用以對氯離子進(jìn)行掩蔽，但是COD測定值仍然具有明顯的誤差，而且氯離子濃度越高，誤差就越大。本文提出的方法采用先使用重鉻酸鉀對大部分的氯離子進(jìn)行氧化作用，當氯氣跑掉后再加入硫酸銀來(lái)對有機物發(fā)揮氧化作用，從測定的COD表觀(guān)值中扣除氯離子校正值，可得到COD真實(shí)值。由此得到的COD測定值準確度更高，且具有良好的經(jīng)濟性，具有很好的推廣價(jià)值。

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