废水中cod的测定微波消解法实验报告

1 / 28废水中 cod 的测定微波消解法实验报告废水中 COD 的测试实验报告一、 原理在强酸性溶液中，加入一定量重铬酸钾作氧化剂，在专用复合催化剂存在下，于 165恒温加热消解水样 10min，重铬酸钾被水中有机物质还原为三价铬，在波长 610nm 处，测定三价铬离子。根据三价铬离子的量换算成水样的质量浓度。 郎伯比尔定律：吸光度A=?LgT水中的化学需氧量同消解后样品吸光度存在一定线性关系，y=b*x+a 。通过最小二乘法原则确定待测液浓度。二、 实验步骤： 1标准曲线的绘制取专用反应管 6 只做好标记，分别加入 0， ， ， ， ，邻苯二甲酸氢钾标液，相应 COD 理论值为0，40，200，400，800，1200mg/l2 / 28用纯水将各反应管依次补足至 3ml； 每支反应管加氧化剂1ml；各反应管垂直快速加入配制后催化剂，如发现溶液上下液色不均，可加盖摇匀，否则将引起加热过程溅飞！ 将反应管置入仪器加热，温度升至按下消解键；(消解指示灯亮)。10min 恒温消解，仪器发出蜂鸣，指示水样已消解充分；取出水样，置于试管架上 1-2min 后放入冷水盆中冷却至室温；每支反应管加入纯水盖塞摇匀，操作完成后，冷却至室温，准备进行光度测定； 2待测样吸取 3ml 混合均匀的水样置于专用反应管中，加入 1ml 专用氧化剂，摇匀；垂直快速加入 5ml 催化剂，消解过程同上。 3光度测定波长 610nm 处，30mm 比色皿，以水为参比液，测定吸光度3 / 28并做空白校正。注意: 1、浓硫酸使用仔细2、氧化剂是上次配制的，不能用试剂瓶中原液。 3、消解不加盖。 三、 实验数据表 1.标准参考值图 1.标准曲线表 2.污水测定值四、 思考题(1) 为什么需要做空白实验?答：实验试剂可能存在一定的杂质且蒸馏水不可能完全为纯水，这些因素都会给实测吸光度带来系统误差，如果做一个空白实验就能排出这些因素带来的影响，提高了实验的精度。4 / 28(2) 化学需氧量测定时，有哪些影响因素?答：1.由于微生物的作用，存放时间会影响污水的化学需氧量。2.实验标准曲线测定的精确度会影响后续对污水化学需氧量的测定。3.实验中需要多次量取液体，由于操作人员的操作差错会影响污水化学需氧量的测定。4.水中还原性物质氯离子、亚硝酸离子、铁离子、硫离子等的存在会影响到 COD 的测定。这些还原性物质会跟重铬酸钾反应，使得测量误差增大，使得结果变大。工业废水 CODCr 测定方法一、试剂5 / 281、重铬酸钾溶液：精确称取在 120下烘干 2h 的基准或优级纯重铬酸钾，溶于蒸馏水中，转移至 1000ml 容量瓶中，稀释至刻度。2、试亚铁灵指示剂：称取邻菲啰啉与硫酸亚铁溶于蒸馏水中，稀释至 100ml，贮于棕色瓶中。3、硫酸亚铁铵标准溶液：称取分析纯硫酸亚铁铵【FeSO4(NH4)2SO46H2O】溶于蒸馏水中，边搅拌边加入 20ml 浓硫酸，冷却后用水稀释至 1000ml，使用前用重铬酸钾标定。 标定方法：吸取重铬酸钾标准溶液置于 150ml锥形瓶中，稀释至 30ml 左右，缓缓加入 5ml 硫酸，混匀。冷却后加 2 滴试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵溶液滴定至溶液由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。C 浓度C硫酸亚铁铵标准溶液的浓度V硫酸亚铁铵标准溶液的用量4、浓硫酸6 / 285、硫酸硫酸银溶液：于 2500ml 浓硫酸中加入 25g 硫酸银。放置 12 天，不时摇动使其溶解。6、硫酸汞：结晶或粉末。二、测定方法微波消解法：a)、准确吸取均匀水样于消解罐中，加入 1g 掩蔽剂，充分摇匀使 CI与 Hg+完全络合，消解液催化剂，摇匀。b)、旋紧密封盖，依次将消解罐均匀的放入装置炉腔玻璃转盘周边，关好炉门。依次按暂停/取消、CODCr、分、秒、启动c)、消解完毕，依次将消解罐从炉中取出，待罐内液体冷却至室温时。三、待冷却后，将样液转移到 150ml 锥形瓶中，用 20ml 水分三次冲洗消解罐及盖的内壁，冲洗液并入锥形瓶中，加7 / 2823 滴试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至溶液由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。记录硫酸亚铁铵标准溶液 ml 数。同时作空白实验。记录消耗硫酸亚铁铵标准溶液 ml 数。【计算】:CODCr1000试中：V0 ml）V1 水样消耗硫酸亚铁铵标准液量C 硫酸亚铁铵标准溶液的浓度8 氧摩尔质量注：工业废水 CODCr 测定方法8 / 28测定方法a)、准确吸取均匀水样于消解罐中，加入 1g 掩蔽剂，充分摇匀使 CI与 Hg+完全络合，消解液催化剂，摇匀。b)、旋紧密封盖，依次将消解罐均匀的放入装置炉腔玻璃转盘周边，关好炉门。依次按暂停/取消、CODCr、分、秒、启动c)、消解完毕，依次将消解罐从炉中取出，待罐内液体冷却至室温时。三、待冷却后，将样液转移到 150ml 锥形瓶中，用 20ml 水分三次冲洗消解罐及盖的内壁，冲洗液并入锥形瓶中，加23 滴试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至溶液由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。记录硫酸亚铁铵标准溶液 ml 数。同时作空白实验。记录消耗硫酸亚铁铵标准溶液 ml 数。【计算】: CODCr9 / 281000 试中：V0 ml）V1 水样消耗硫酸亚铁铵标准液量C 硫酸亚铁铵标准溶液的浓度8 氧摩尔质量注：实验六 微波消解法测定 COD1.实验目的掌握 COD 测定仪装置测量污水中 COD 的办法。2.原理微波消解 COD 测定仪，采用硫酸重铬酸钾消解体系，利用微波作用于反应内部引起分子间产生高摩擦作用所产生的热量来消解产品。10 / 283.仪器的主要技术性能及结构本仪器由主机、密封消解罐组成。密封法测量范围：COD：10800mg/L, COD800mg/L(稀释测定)；消解时间：能同时消解数个水样，耗时不超过 30 分钟。4.测试方法与步骤试剂的选用与配置重铬酸钾溶液重铬酸钾消解液：，称取经过 120 度烘干 2 小时的分析纯重铬酸钾克，溶于约 500ml 蒸馏水中，边搅拌边缓慢加入浓硫酸 100ml,冷却后移入 1000ml 容量瓶中，加入 30 克固体硫酸汞，并用蒸馏水稀释至刻度。11 / 28重铬酸钾标准液，：称取经过 120 度烘干 2 小时的基准纯或分析纯克，置于 1000ml 容量瓶中，并用蒸馏水稀释至刻度。试亚铁灵指示溶液：分别称取克邻菲罗玲和克硫酸亚铁溶于水中，稀释至 100ml，贮于棕色瓶内。硫酸亚铁铵标准溶液，约，准确浓度应在使用的当天用重铬酸钾标准液标定。配制方法：取克分析纯的六水硫酸亚铁铵溶于蒸馏水中，边搅拌边缓慢加入 20ml 浓硫酸，冷却后移入 1000ml 容量瓶中，并稀释至刻度。标定方法：量取重铬酸钾标准溶液，稀释至大约 45 毫升。加入 10 毫升浓硫酸，冷却后，加入 2 滴试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。C=/V12 / 28式中：C硫酸亚铁铵标准溶液的浓度;V硫酸亚铁铵标准溶液的滴定用量硫酸银硫酸催化剂：于 1000 毫升浓硫酸中加入 10 克硫酸银。放置一至两天使之完全溶解。硫酸汞：结晶或粉末。测试步骤本仪器采用智能化的集成控制系统，若使用密封消解罐来消解样品，将“方法选择”拨至“0”处；使用非密封微回流消解瓶消解样品，将“方法选择”拨至“1”处。本仪器可同时消解 39 个样品，应根据炉腔内样品的数目，将“样品数目”拨至对应数量位置。再将时间13 / 28选择旋钮拨至“15”处，仪器会自动地完成整个消解过程。将试剂和水样摇匀。用移液管吸取毫升水样加入消解罐中，分别加入毫升重铬酸钾消解液和 10 毫升硫酸银硫酸催化剂，旋紧密封盖，使消解罐密封良好，摇匀，将消解罐均匀放入炉腔中。仪器会自动地完成整个消解过程。消解后，反应液中重铬酸钾剩余量应为加入量的 1/54/5为宜。对于COD 浓度小于 50mg/L 的水样，可改用重铬酸钾标准溶液进行14 / 28消解，滴定时用硫酸亚铁铵标准溶液。每次滴定完毕后，若消解罐内或玻璃消解瓶内无固态残留物，应尽量避免使用洗衣粉等有机洗涤剂来冲洗消解罐或玻璃消解瓶内壁，只需要用水冲洗干净即可。因为残留的有机洗涤剂会影响到下次的测定结果。消解后的滴定消解结束后的消解罐，由于内部反应液温度较高，应置冷或水冷却后，才能打开，当打开密封消解罐后，将反应液转移到 200 毫升锥形瓶中，用蒸馏水冲洗消解罐帽 23 次，冲洗液并入锥形瓶中，控制体积约60 毫升。最后，加入 2 滴试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。5 计算COD=(V0-V1)XCX8X1000/V215 / 28式中：V0空白消耗硫酸亚铁铵的量V1水样消耗硫酸亚铁铵标准溶液的量V2水样体积 V2=C硫酸亚铁铵标准溶液的浓度8氧摩尔质量注意：消解后，反应液中重铬酸钾剩余量应为加入量的1/54/5 为宜。每次吸取试剂和水样前，应先将试剂和水样摇匀，以免影响测定结果。6 仪器管理及安全注意事项安装：仪器安装在空气流通的地方，两侧及背面与周围壁面至少有 5 厘米的通风间隙，切勿将仪器安置于潮湿、高温、易溅水的地方。安全注意事项：16 / 28炉腔内空载时，请勿启动装置。使用时，请勿遮盖装置，以免阻塞其通风口。若出现异常情况，请将时间按钮拨回“0”的位置，并拉断电源，请勿当即打开主机门。保持炉腔干净，勿将金属物品放入主机腔中。使用消解罐来处理样品时，在加热过程中会产生较高的温度和压力。因而在打开消解罐过程中，应避免将消解罐顶部分的泄压孔对准任何人。为防止主机内无消解罐而被偶然启动时，可将时间拨至“0”位17 / 28置，停止其所有操作。平时可在腔内放一杯水，以便主机被偶然启动时，吸收微波能。或将“方法选择”拨至“2”位置，关闭微波加热系统，即使装置被启动，微波加热系统也不会工作。废水中 COD 测定方法的改进作者：熊梅英来源：科技创新与应用2016 年第 17 期摘 要：对重铬酸钾法测定化学需氧量进行了分析，提出了采用 HBA-100 型标准 COD 消解器代替原加热回流冷凝装置，将原回流时间由 120 分钟缩短为 90 分钟达到快速、准确的目的。关键词：化学需氧量；重铬酸钾法；COD 消解器18 / 28炼油化工排出的废水中溶解大量的有机物和部分还原性无机物，有机物在水体中分解时，消耗大量的氧，破坏了水体中的氧的平衡，使鱼类等水生动物因缺氧而受到影响。而厌氧微生物的繁殖会使水体发黑发臭，对水环境造成严重损害。为了对废水进行有效治理，就需准确测算出水体中的化学需氧量，化学需氧量是评价水质有机物污染的一个重要指标。目前我们采用的是国家标准方法重铬酸钾法。该方法测定有结果准确，重现性好等优点，但存在着回流时间长，水电消耗大，需要专门的回流装置，占用场地大，不适合批量测定等不足。本文就重铬酸钾法测定，重点分析回流时间对测定结果的影响，确定采用 HBA-100 型标准 COD 消解器代替 GB11914-89 标准分析方法中的加热回流冷凝装置来缩短回流时间。 1 测定方法原理在水样中加入已知量的重铬酸钾溶液，在浓硫酸的条件下，以硫酸银作催化剂，经沸腾回流后，以试亚铁灵为指示剂，用硫酸亚铁铵滴定水样中未被还原的重铬酸钾。根据消耗的硫酸亚铁铵的量，换算成消耗氧的质量浓度，以氧的mg/L 表示。19 / 282 实验步骤取 10ml 试样置于磨口的 250ml 锥形瓶中，准确加入/L 重铬酸钾标准溶液 5ml 和几颗防爆玻璃珠，摇匀，置于冷凝管下端，从冷凝管上端缓慢加入 15ml 硫酸银-硫酸试剂，不断摇动锥形瓶使之混匀，至溶液开始沸腾时计时。回流结束冷却后，用 50ml 蒸馏水冲洗冷凝管壁，取下锥形瓶用水稀释。溶液冷却至室温后，加入 3 滴试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液的颜色由黄色经黄绿色至红褐色即为终点。记录硫酸亚铁铵标准溶液用量。与样品同时取 10ml 蒸馏水进行空白试验，所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液用量。其计算公式：C2Fe26H2O=/V=/V。20 / 28测定结果的计算：以 mg/L 计的水样化学需氧量COD=C8000/V03 结果和讨论回流的温度和时间对测定结果的影响回流时的温度和时间对测定结果影响比较明显。实验温度可调节电炉控制试样刚好沸腾，控制好温度后对回流时间进行讨论。回流时间过长，溶液逸出损失未反应的k2Cr2O7，使分析结果偏高。回流时间过短，氧化不完全，使分析结果偏低。而原标准方法中回流时间为 120 分钟。采用 COD 消解器后回流时间的影响采用 COD 消解器代替原标准分析方法中的加热回流冷凝装置要通过试验确定合理的回流时间，而原标准方法中回流时间为 120 分钟若能缩短为 90 分钟，就能节省时间，降低成本及时指导生产。不同回流时间测定结果21 / 28下面比较回流时间为 90 分钟和 120 分钟时在不同浓度 COD标准溶液中的测定结果。 取 500mg/L 的 COD 标准溶液，分别配制成不同浓度 250mg/L 和 50mg/L 的 COD 标准溶液，测定结果见表 1。从表 1 中的测定结果看出，90 分钟回流时间测定的 COD 值，在标准范围内，表明其有较好的准确性，满足分析测定的准确度要求。回流时间为 120 分钟的标准偏差为，相对标准偏差为，回流时间为 90 分钟的标准偏差为，相对标准偏差为。两种回流时间的相对标准偏差均小于 10%，满足中国环境监测总站规定的精密度要求。检验回流时间改进前后废水 COD 测定结果：为了检验回流时间为 90 分钟的可行性，我们选择外排口和部分装置废水进行对比分析，测定结果见表 2。从表 2 可以看出，90 分钟回流时间和 120 分钟回流时间所测的 COD 的值相近，在允许误差范围内。说明采用 COD 消解器代替原标准分析方法中的加热回流冷凝装置，将加热回流时间缩短为 90 分钟是完全可行的。22 / 284 结束语对标准样品和实际样品的测定结果表明，在避免其它影响的因素后，控制好回流时间，便可以得到准确度高、精密度高、稳定的测定结果。采用 COD 消解器代替原标准分析方法中的加热回流冷凝装置，加热回流时间能缩短为 90 分钟，完全可以准确测量出废水中 COD。同原标准重铬酸钾氧化法相比，耗时短，工艺简单，节约水电，达到了节能高效、快速准确的目的。参考文献1国家环保总局，水和废水监测分析方法M.北京：中国环境科学出版社作者简介：熊梅英，女，湖北省武汉市，助理工程师 学历：大专，研究方向：环境监测工作单位。一 废水中 COD 的测定23 / 281 国标法试剂除另有说明，实验室所有试剂均为符合国家标准的分析纯试剂，试验用水均为蒸馏水或同等纯度的水。硫酸银，化学纯；硫酸汞，化学纯；硫酸，?= g/mL；硫酸银-硫酸试剂：向 1 L 硫酸中加入 10 g 硫酸银，放置1-2 天使之溶解，并混匀，使用前小心摇动。重铬酸钾标准溶液： 1 浓度为 C(K2Cr2O7)= mol/L 的重铬酸钾标准溶液：将 g 在 6105干燥 2 h 后的重铬酸钾溶于水中，稀释至 1000 mL。浓度为 C(K2Cr2O7)= mol/L 的重铬酸钾标准溶液：将条的 624 / 28溶液稀释 10 倍而制成。硫酸亚铁铵标准滴定溶液a）浓度为 C?NH4?2Fe?SO4?2?6H2O? mol/L 的硫酸亚铁铵标准滴定溶液：溶解 39 g 硫酸亚铁铵?NH4?2Fe?SO4?2?6H2O?于水中，加入 20 mL 硫酸，待其溶液冷却后稀释至 1000 mL。b）每日临用前，必须用重铬酸钾标准溶液准确标定此溶液的浓度。 取 mL 重铬酸钾标准溶液置于锥形瓶中，用水稀释至约 100mL，加入 30 mL 硫酸，混匀，冷却后，加 3 滴试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵滴定溶液的颜色由黄色经蓝绿色变为红褐色，即为终点。记录下硫酸亚铁铵的消耗量。c）硫酸亚铁铵标准滴定溶液浓度的计算：C?NH4?2Fe?SO4?2?6H2O? VV式中：V滴定时消耗硫酸亚铁铵溶液的体积，mL。25 / 28d）浓度为 C?NH4?2Fe?SO4?2?6H2O? mol/L 的硫酸亚铁铵标准滴定溶液：将浓度为 mol/L 的该溶液稀释 10 倍，用的重铬酸钾标准溶液标定，其滴定步骤和计算分别与 mol/L的该溶液相同。邻苯二甲酸氢钾标准溶液，C?KC8H5O4? mmol/L：称取 105 时干燥 2 h 的邻苯二甲酸氢钾 g 溶于水，并稀释至 1000 mL，混匀。以重铬酸钾为氧化剂，将邻苯二甲酸氢钾完全氧化的 COD 值为 g 氧/克故该标准溶液的理论 COD 值为 500 mg/L。1,10-菲绕啉指示剂溶液：溶解 g 七水合硫酸亚铁于 50 mL的水中，加入 g1,10-菲绕啉，搅拌至溶解，加水稀释至100 mL。防爆玻璃珠。仪器实验室常用仪器和下列仪器。26 / 28回流装置带有 24 号标准磨口的 250 mL 锥形瓶的回流冷凝管长度为300-500 mm。若取样量在 30 mL 以上，