毕业设计酚醛树脂废水COD测定方法研究

本科毕业设计(论文)题目酚醛树脂废水COD测定方法研究专业名称环境工程学生姓名指导教师化学需氧量(COD)是综合评价水体污染程度的重要指标，也是水质监测的一个重要项目。本文主要是运用三种不同的实验方法(标准法、密封法、微波点，并根据实际水质情况及实验条件改进优化COD的测定方法步骤，以达到准的最佳测定条件进行了探索研究，实验的目的主要是尽量降低COD测定成本。一次回流需要2h,在药剂、水、电等方面消耗大，且易造成二次污染；密封法与标准法对比，测定结果相对准确，测定时间缩短66.7%,一次测定分析药剂使用量降低约4倍，大批水样测定成本更低，是一种很好的测定方法；微波法测定结10分钟，并适用多个水样的测定，是一种不错的测定方法。关键词：化学需氧量；酚醛树脂废水；标准法；恒温箱密封法；微波密封法methods(standardmethod,sealed,microwave)accuratephenolicresinwastewaterCODvalue,compaconsumption,environmenexperimentalmethodsusedanexperimentalschemesealingmeasuredtimeby66.7%,adeterminat1.2研究内容1.3研究目的和意义2实验部分2.1工作原理2.2仪器2.3试剂2.4实验步骤2.5计算公式3方案结果分析3.3微波法4几种测定方法的比较4.1精密度与准确度的比较4.2试剂用量的比较4.3反应条件及消解时间的比较4.4方法的局限性与应用范围的比较4.5对这几种测定方法的综述5总结 5.1结论 5.2建议 致谢 参考文献 焦作市某厂生产改性酚醛树脂，生产中排放2t/d左右的生产废水，包括工艺废水和真空泵废水。由于企业对原料苯酚用保温槽贮运，所以没有融酚废水，酚醛树脂生产废水含有大量的酚类、醛类，原料中带入的醇类和低分子量缩合中间产物及类酚类物质，如羟基甲基苯酚、羟基二苯甲烷等。生产中用氢氧化锂作催化剂，故废水呈碱性。酚醛树脂生产废水COD高达几万mg/L,属高浓度难降解有机化工废水，如未经处理直接排放会对水环境造成严重污染，因此必须经过治理后才可排放。该公司领导在发展自身企业的同时，对环保工作非常重视。为了保障企业的持续发展，树立良好的企业形象，创造良好的社会效益和环境效益，决定对污水进行治理，使其达标排放。同时决定对处理后的水进行回用，以提高水的重复利用率，使企业的废水达到零排放。为此，本毕业设计以此为题材，通过实样小试选定适用于该企业的最佳工艺参数，以期用最经济的费用取得最好的效果。1.2研究内容化学需氧量(COD)是综合评价水体污染程度的重要指标，也是水质监测的一个重要项目。本文主要是运用三种不同的方法测定COD,通过数据对比分析找出各自的优缺点，并根据实际水质情况及实验条件改进优化COD的测定方法步骤，以达到准确、安全、环保的要求，同时减少药品消耗、能源消耗、环境污所谓化学需氧量(COD),是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等，但主要的是有机物。因此，化学需氧量(COD)又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。本文是通过实验室小试进行COD测定方法研究的，主要包括内容如下：(1)完成实验的准备工作，各种实验药品和仪器的配置。(2)参考标准法测定COD准确值，分析数据并作为参考。(3)参考文献，根据实验室条件，探究并确定密封消解法的最佳工艺条件。(4)短时间内完成多个水样的测定任务，整理并分析数据。(5)根据密封消解法绘制标准曲线并求线性回归方程。(6)探究微波消解法并确定较佳的实验方案。(7)几种COD测定方法的对比分析1.3研究目的和意义本次研究根据具体的实验条件，先后共采用了三种不同的COD测定方案：标准法，恒温箱密封消解法(密封法),微波密封消解法(微波法)。研究目的：运用实验室方法测定酚醛树脂生废水的COD值，根据实验影响因素，采用正交试验设计进行取样试验，寻求并确定最佳实验方案，以致降低COD测定试剂、水、电的消耗，同时达到快速准确测定COD的目的。研究意义：为焦作市某厂提供一定的实验数据和最佳工艺条件，尽可能降低其COD监测成本，改善其废水对环境的影响。2实验部分2.1工作原理标准法是在水样中加入已知量的重铬酸钾溶液，并在强酸介质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由消耗的硫酸亚铁铵的量换算成消耗氧的质量浓度。密封法是在加压下进行的，因此大大缩短了消解时间。消解后测定化学需氧量的方法，即可以采用滴定法，亦可采用比色法。本法是在标准法基础上强化与改进消解过程而建立起来的方法，对于化工废水本法与标准法相比约有3%的正微波法是在高频微波能作用下，反应液分子产生高速摩擦运动，迅速升温，密封消解使罐内压力迅速提高，而缩短消解时间。消解原理与滴定流程同标准法。测定范围：参考废水原水水质COD≤8～9万mg/L,本实验配置的重铬酸钾溶液浓度为0.25mol/L,标准法可测定大于50mg/L的COD值，未经稀释水样的测定上限为700mg/L。密封法和微波法测定范围都能保证50-700mg/L的准确度。消解及滴定原理如下：(过量)(有机物)(剩余)(蓝绿色)(红褐色)2.2仪器标准法：带250ml锥形瓶的全玻璃回流装置加热装置，变阻电炉，密封法：101型电热鼓风(恒温)干燥箱，50ml具磨塞比色管和优质聚四氟烧杯,移液管,容量瓶等。重铬酸钾标准溶液(1/6gCO₂=0.2500mol/L):称取预先在120℃烘干2h的基准或优级纯重重铬酸钾12.258g溶于水中，移入1000ml容量瓶，硫酸-硫酸银溶液：于500ml浓硫酸中加入5g硫酸银；放置1-2d,不时摇水中，稀释至100ml,贮于棕色瓶内。硫酸亚铁铵标准溶液[(NH)₂·Fe(SO)₂·6H₂O≈0.1mol/L]:称取39.5g硫酸亚铁铵溶于水中，边搅拌边加入20ml浓硫酸，冷却后移入1000ml容量瓶中，掩蔽剂：称取10.0g分析纯HgSO₄,溶解于100ml10%硫酸中。2.4实验步骤2.4.1标准法①取2个锥形瓶(标号),将预处理水样20.0ml于一个锥形瓶中，并取20.0ml②于2个锥形瓶中分别加入10.0ml重铬酸钾标准溶液和几颗防爆沸玻璃珠，摇③于2个锥形瓶中分别加入30ml硫酸银-硫酸试剂，不断晃动锥形瓶使之混合均⑤冷却后，用20～30ml水自冷凝管上端冲洗冷凝管后，取下锥形瓶，再用水稀⑥溶液冷却至室温后，加入3滴1,10一菲绕啉指示剂①取n个比色管(根据实验量而定)置于比色管架上，并贴上相应标签。②准确吸取3.00ml水样(原水样稀释1000倍后的水样),置于50ml具密封③分别加入3.00ml消化液和3.00ml催化剂，旋紧密封塞，混匀。④盖口分别用生料带捲紧密封，防止加热时把瓶塞顶出。⑤打开恒温箱，调节温度140℃。(根据具体实验情况，请事先控制好温度，以免等待。)⑥先把密封后的比色管放入适当数量烧杯中，再把烧杯放入恒温箱中，并人工计⑦待恒温箱工作40min之后，取出烧杯，冷却后拿出比色管并置于比色管架上，液一并移入锥形瓶中，总水样量控制在60ml左右，最好不超过80ml,然后参考2.4.3微波法①准确移取5.00ml水样置于消解罐中，再加入5.00ml消解液和5.00ml催化剂，摇匀，(注意，加入各种溶液时，移液管不能接触消解罐内壁，避免破坏其光洁度,造成分析误差)。进行样品消解.表2-1消解时间设定表消解罐数目56789消解时间(分钟)58④样品消解结束后，过2分钟将消解罐取出冷却。⑤滴定，将消解罐内溶液转移到150ml锥形瓶中，用蒸馏水冲洗罐帽2~3次，冲洗液并入锥形瓶中，控制体积约30ml,加入2滴试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液回滴，溶液的颜色由黄色经蓝绿色变为红褐色为终点，记录(NH₄)2Fe(SO₄)₂的用量，计算COD。以mg/L计的水样化学需氧量，计算公式如下式中：C——硫酸亚铁铵标准滴定溶液(4.6)的浓度，mol/L;V1——空白试验所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积，mL;V2——试料测定所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积，mL;8000——1/4O2的摩尔质量以mg/L为单位的换算值。3.方案结果分析3.1标准法3.1.1标准法精密度、准确度测试(1)对同一水样COD的连续测定，结果见表3-1。测定日期V2——试料测定所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积，mL;①连续8次的测定数据显示，COD值的波动范围为58000-68000mg/L,误差较大，准确度不够高，但能够反应一定的COD值变化情况，如水样放置一段时间后COD值趋向稳定；滴定液使用量也相对稳定。②从测定体积数据看，最小滴定读数为0.05ml,代入公式得，相应的COD值变化为2000mg/L,对结果影响偏差较小。③从V1、V2具体测定数据显示，4.21、4.24号滴定数据异常，滴定过程中硫酸亚铁铵消耗量过多，主要是人为原因，如，稀释倍数偏高，稀释过程有误差，使用不同稀释方式或不同人稀释；加入的重铬酸钾标准溶液量偏高；滴定过程不精确，颜色变化不明显或对颜色变化反应不及时，滴定液使用过量。④去掉两组异常数据，其余6组数据COD值的波动范围为64000-68000mg/L,误差较小，能反应该水样的准确COD值，值得参考。(2)不同水样的COD测定结果分别对四种不同水样进行COD测定，第一组，水样COD值变化范围为82000-88000mg/L;第二组，水样COD值变化范围为64000-68000mg/L;第三组，水样COD值为74000mg/L;第四组COD值为76000mg/L。该水样为某厂提供的不同阶段的工艺废水或真空泵废水，测定结果能准确反应其水样的COD值。从以上测定结果及统计结数据分析可看到，各项指标均符合分析标准，说明标准法具有很高的精密度和准确度。3.1.2影响因素分析标准法测定COD的主要影响因素有：原水样的COD值，仪器的准确度，试剂的标准配置，实验过程水样及试剂的准确量取，滴定过程中的读数误差及对颜色变化的反应，计算能力等。①原水样的COD值：首先保证实验时所用的试样的COD值在标准法所测定范围之内，由该厂提供的废水水质COD≤8～9万mg/L,可将原水样先稀释1000倍后COD≤80～90mg/L,满足实验要求，从而减小实验误差。在稀释过程中，会个人使用不同的稀释方式完成原水样的稀释过程，如，二级稀释，三级稀释。②仪器的准确度：本实验所用50ml酸式滴定管(每次滴定需要硫酸亚铁铵标准③试剂的标准配置：本实验配置的试剂中比较重要的是硫酸亚铁铵的浓度，标准法要求C[(NH₄)₂·Fe(SO₁)₂·6H₂O≈0.1mol/L]≈0.1mol/L,实验所配置的浓度分别为0.109mol/L、0.106mol/L、0.108mol/L,基本满足实验要求，有待提高准确度。硫酸亚铁铵久置会变质，影响实验结果。④实验过程水样及试剂的准确量取：准确吸取水样和硫酸银-硫酸试剂的量，尤其注意精确吸取重铬酸钾的用量，因为它的用量多少对COD的测定结果有直接⑤滴定过程中的读数及对颜色变化的反应：本实验所用为50ml酸式滴定管，读数最小值为0.05ml,相应结果影响值为2mg/L。滴定过程中颜色变化依次为黄色—蓝绿色—红褐色，注意观察颜色变化，出现红褐色，终止滴定。3.1.3减小实验误差分析①对原水样进行稀释时，尽量由同一个人来完成，并一直使用同一种方法完成稀释过程。②在满足实验要求时，尽量使用较高精确度的仪器，如：移液管，酸式滴定管等。③配置试剂时，要求全神贯注，精确测定，从而配置精确度更高的试剂。④对于容易变质的试剂(如硫酸亚铁铵),每天滴定前进行润洗，从而提高准确⑤对颜色的变化反应保持一致。3.2.1正交实验方案的设计(1)设计目的：以最少的试验次数，找得密封法COD测定的最佳工艺条件。(2)影响因素分析根据参考资料所得，实验所用水样(3ml)、消化液(3ml)、催化剂(5ml)、消解温度(165℃)、消解时间(10-60min)。所取水样的多少，反应了一定的COD含量，需要适量的消化液来完成这一消解反应过程，消解后，反应液中消化液剩余量应为加入量的1/5~4/5为宜；而催化剂、消解温度和消解时间对COD测定结果影响较大，且所取水样和消化液量都较少，因此，在水样和消化液用量不变的情况下，确定三个变量，分别为催化剂、消解温度、消解时间。为了确定三个因素对测定COD的影响，根据正交实验设计原则，设计了三因素三水平的正交实验。设定如下：三因素：催化剂量、反应温度、反应时间三水平：催化剂量(3、5、7ml)、反应温度(120、140、160℃)反应时间(20、40、60min)(1)正交实验设计方案根据正交实验设计方法设计了9组试验，其中水样和消化液各3ml,其余因素为变量，如表3-2。表3-2正交实验设计表格实验号i因素1催化剂因素2温度因素3考核指标23456789平均错误!未找平均错误!未找平均错误!未找极差R=错误!未找到引一错误!未找到33555777计算式平均错误!未找到引用源。平均错误!未找到引用源。平均错误!未找到引用源。重要性排序温度》催化剂》时间优水平35注：考核指标COD值为原水样稀释1000倍后的COD值。每组COD值为三个相同(2)实验结果及分析①通过实验数据发现，三个因素的重要性排序是：温度>催化剂>时间，且三个因素的极差分别为51.2、41.3、16.5;可以看出，温度和催化剂两个因素对本实验的影响较大，时间因素影响较小。②由1、4、7组发现，消解温度120℃,催化剂(≤5ml)和时间(≤40min)时，达不到消解目的；第7组说明，催化剂(7ml)和时间(60min)时，能够消解充分。分析：消解温度过低，达不到消解目的或消解不充分，为了达到消解目的，就必须同时增加催化剂量和消解时间，从药剂消耗和时间两方面考虑，都不可取。③由2、5、8组发现，消解温度140℃时，在实验条件下都能达到消解目的；由2、5组对比发现，同时增加催化剂和消解时间，测定的COD值会增大；由2、8组对比发现，增加催化剂，减少消解时间，COD值增大，从而验证了三种因素的重要性排序。分析：消解温度为140℃时，能够完成消解目的，且COD值随催化剂用量增加而增大。④由3、6、9组发现，消解温度为160℃时，随着催化剂量的增加，测定的COD⑤由2和3、5和6、8和9,通过观察测定的COD值发现，当催化剂量相同时，分析：消解温度过高，消解过程过于充分，把稀释所用蒸馏水中的有机物部分消解，导致测定结果偏低。3.2.3确定最佳实验方案该水样经标准法测定，稀释1000倍后的COD值的波动范围为64～68mg/L,正交实验设计的九组试验中有两组试验测定结果符合这个条件，如第二组和第六组试验的测定结果都是66.7mg/L。因此，本实验得出两组最佳因素组合，见表表3-3两组最佳实验因素组合编号消解温度(℃)消解时间(min)催化剂(ml)消化液(ml)水样(ml)23336533①从药剂消耗方面考虑，第二组催化剂用量少，故第二组较好；②从消解温度方面考虑，在实验过程中发现，消解温度为120℃时，比色管完好无缺；消解温度为140℃时，25%比色管出现裂纹；消解温度为160℃时，75%比色管出现裂纹甚至直接爆掉，因此，需要在适宜温度下才能安全完成消解过程。考虑安全实验及比色管使用条件，第二组比较好；③从消解时间方面考虑；与标准法比较，第二组消解时间缩短66.7%,第六组消解时间缩短83.3%。在考虑温度和催化剂两个重要因素前提下，经综合考虑，第二组试验条件为本次最佳实验条件，即选择催化剂(3ml)、消解温度(140℃)、消解时间(40min)为最佳实验条件。(2)单因素实验在(1)的分析基础上做减少催化剂用量的实验设计，水样(3ml)、消化液(3ml)、催化剂(1、2、3ml),如表3-4。表3-4单因素实验编号催化剂(ml)温度(℃)时间(min)112233减少催化剂量会导致水样COD测定结果偏高，且与标准值偏差较大，不能满足实验要求，故取催化剂量(3ml)为最佳实验条件。故最佳实验条件为：水样(1)影响因素分析密封法测定COD的主要影响因素有：消解温度、酸式滴定管的精确度、滴定过程中的读数误差等。①消解温度：由恒温箱控制，本实验室有两个恒温箱(环境和生物实验室各一个),且两者稳定性不一，对消解过程有一定影响，可能出现消解不充分。②酸式滴定管的精确度：本实验使用50ml酸式滴定管(每次滴定需要硫酸亚铁③滴定过程中的读数误差：本实验所用为50ml酸式滴定管，读数最小值为0.05ml,相应结果影响值为13.3mg/L,对COD测定结果影响很大。(2)误差分析①使用稳定性能较高的恒温箱，以保证整个实验水样消解过程的稳定性。同时，因为资源有限，合理安排使用时间，以防止人为干扰。②在满足实验要求时，尽量使用较高精确度的仪器，如：改用25ml酸式滴定管等，且读数时要认真，准确。③为了减小测定误差，可同时多组测定求平均值。参考有关资料，对于COD在50mg/L以上的样品，也可以用比色法进行测定，手续更为简单，本实验测定水样稀释1000倍后COD值(COD≤80～90mg/L)满足该要求，且经标准法测定，稀释1000倍后水样COD>50mg/L。故可使用比色法。(1)最佳波长的确定容量瓶中，用重蒸水稀释至标线。此储备液COD值为1000mg/L:分别取上述储备液20ml,40ml,60ml,80ml于100ml容量瓶中，加水稀释至标线即可得到COD值分别为200mg/L,400mg/L,600mg/L,800mg/L及原液即1000mg/L标准使用液系列。然后按密封法操作步骤，取样并进行消解。消解完毕后，打开比色管的密封盖，用移液管加入3.0ml蒸馏水，盖好盖，摇匀冷却后，将溶液倒入3cm比色皿中(空白按全过程操作),在540-700nm处以试剂空白为参比，读取吸光度。并绘制不同浓度COD的吸收曲线，从吸收曲线上可以得知Cr3+离子的最大吸收光度，从而确定最佳波长。不同浓度COD的吸光度值见表3-5。波长图3-1不同浓度COD的吸收曲线参考有关文献得，Cr3+离子的最大吸收光度的波长在600nm左右，故对消解后水样在540-700nm处以试剂空白为参比，读取吸光度。由图3-1可知，本实验条件下Cr3+离子的最大吸收光度的波长为590nm。(2)标准曲线的绘制：分别取上述储备液5ml,10ml,20ml,40ml,60ml,80ml于100ml容量瓶中，加水稀释至标线即可得到COD值分别为50mg/L,100mg/L,200mg/L,400mg/L,600mg/L,800mg/L及原液即1000mg/L标准使用液系列。然后按密封法操作步骤，取样并进行消解。消解完毕后，打开比色管的密封盖，用移液管加入5.0ml蒸馏水，盖好盖，摇匀冷却后，将溶液倒入3cm比色皿中(空白按全过程操作),在590nm处以试剂空白为参比，读取吸光度。绘制标准曲线，并求出回归方程式。表3-6为590nm处不同浓度COD的吸光度值。表3-6不同浓度COD的吸光度值图3-2标准曲线和线性回归方程式本实验在Cr3+离子的最大吸收光度590nm处读取吸光度值，并绘制相应的标准曲满足实验要求。(3)标准曲线的验证取原水样，分别稀释100、200、250、400、500、800、1000倍，且定容为100ml。取样消解后读取吸光度如表3-7。表3-7稀释后水样COD测定稀释倍数注：

(mg/L)——表示根据吸光度，由线性□(mg/L)——表示根据标准法测定的COD值，取相应稀释倍数的COD值。图3-3不同测定方式的COD值由图3-3可以看出，比色法测定的COD值相对标准法值较大，且当测定的COD≥304mg/L时，两条曲线相对接近。由表3-7和图3-3可得，该标准曲线对COD测定结果及分析误差较大，因此，不宜采用。3.3微波密封消解法(微波法)样品的消解时间取决于腔内放置的消解罐数目。如表3-8为功率1000W时的消解时间，因此可以根据下表设定相应的时间进行消解。消解罐数目3456789消解时间(分钟)5678别为200W、400W、600W、1000W。3.3.1前期探索(1)目的：探索该条件下能否完成消解过程，验证功率与消解时间的对比关系，以及消化液和催化剂用量的最佳比例。(2)影响因素分析①功率选择：考虑安全因素，首先选用在600W功率下进行消解反应，。②试剂比例：由标准法得，消化液和催化剂用量比例为1:3,同时参考实验室微波消解“三五”法，消化液和催化剂比例为1:1,在此基础上，设计了两者比例为1:1、1:2、1:3的实验方案。③消解时间：设定微波炉功率为600W,根据公式，P1t1=P2t2,得，功率600W对应的消解时间为13.3min,本次实验取15min。主要考虑因素，功率较低，可能出现达不到消解目的或消解不充分，因此延长消解时间。④水样、消解液和催化剂三者用量参考实验室实验用量。(3)实验结果及分析微波炉功率600W时，实验设计如表3-9。表3-9低功率实验设计时间(min)水样(ml)消解液(ml)催化剂(ml)①探索发现，功率为600W时，微波炉能完成消解过程；②参照标准法测定值，可以得到该实验条件下，消化液和催化剂的最佳比例为③由测定的COD值发现，COD值随催化剂用量的增加而减少：在础上，当催化剂用量增加一倍时，COD值降低25%;当催化剂用量增加2倍时，(1)目的：探索该实验各影响因素的重要性(2)正交实验设计在3.3.1的基础上，根据实验的影响因素水样、消化液、催化剂、消解时间等，并参考“三五“法设计了功率为600W时的正交试验：四因素三水平水样选择3、5、7ml,消化液选择3、5、7ml,催化剂选择3、5、7ml,消解时间选择10、15、20min。(3)实验结果及分析见表3-10。表3-10正交实验设计结果实验号i因素1时间(min)因素2因素3消化液(ml)因素4催化剂(ml)考核指标133325553777435755736735737585379正753计算式平均错误!未找到引平均错误!未找平均错误!未找到引平均错误!未找平均错误!未找到引平均错误!未找极差R=错误!未找到引用源。R错误!未找到引用573573注：考核指标COD值为原水样稀释1000倍后的COD值。且四个因素的极差分别为46.4、35.3、22.3、17;可以看出，催化剂和催②该水样经标准法测定，稀释1000倍后的COD值为76mg/L,正交实验设计的九组试验中有两组试验测定结果接近这个数值，如第八组测定结果为72mg/L,第九组测定结果为80mg/L.微波炉功率为1000W时，由表得，6个消解罐对应的消解时间为8min,为了达到消解充分目的，本实验先探索设计了10min的消解时间。(1)当消解时间为10min时，见表3-11。表3-11不同催化剂的COD值测定时间(min)水样(ml)消化液(ml)催化剂(ml)5555555从实验数据可以看出，随着催化剂用量的增加，测定的COD值不变，说明在实验条件(微波炉功率1000W,消解时间10min.,水样5ml,消化液5ml,催化剂5ml)下，已达到完全消解的目的，增加催化剂用量对COD值无影响，故取催化剂5ml,从而消化液和催化剂比例为1:1。(2)在(1)实验的基础上，减少消解时间，并减少催化剂的用量，实验设计如下：消解时间为8min,催化剂用量分别为3、5、7ml。实验结果见表3-12。表3-12不同催化剂用量的实验结果时间(min)水样(ml)消化液(ml)催化剂(ml)855385558557从实验数据发现，随着催化剂用量的增加，测定的COD值随之增大，且当催化剂为3ml,测定结果偏低，说明催化剂用量对测定COD值影响较大，这与正交设计探索发现的因素重要性排序符合。因此，催化剂不能减少。(3)通过(1)和(2)的消解时间对比发现，在高功率条件下，不同消解时间表3-13不同条件COD测定值对比时间(min)水样(ml)消化液(ml)催化剂(ml)5558555参考标准法测定COD值为76mg/L,可得出，在高功率条件下，最佳消解时间在8-10min之间，可适当取值9min。3.3.4探索结果及影响因素分析(1)综上所述，探究发现①当使用微波功率为600W时，最佳条件是：消解时间(15min)、水样(5ml)、消化液(5ml)、催化剂(10ml)②当使用微波功率为1000W时，最佳条件是：消解时间(9min)、水样(5ml)、消化液(5ml)、催化剂(5ml)(2)影响因素分析：微波法测定COD的主要影响因素有：微波消解仪的稳定性，微波炉的使用功率，滴定过程中的读数误差等：①微波消解仪的稳定性：实验室有两个消解仪，实验前应做稳定性分析。②微波炉的使用功率：200W、400W、600W、1000W③滴定过程中的读数误差：本实验所用为50ml酸式滴定管，读数最小值为0.05ml,相应结果影响值为8mg/L,对COD测定结果影响较大。(3)减小误差分析①使用稳定性能较高的微波炉，以保证整个实验的水样消解过程稳定性。②在满足实验要求时，尽量使用较高精确度的仪器，如：改用25ml酸式滴定管等；且读数时要认真，准确。③为了减小测定误差，准确读数，并用蒸馏水冲洗罐帽2~3次，冲洗液并入锥形瓶中，控制体积约30ml。4.几种测定方法的比较4.1精密度与准确度的比较方法标准法密封法微波法注：△COD(mg/L)—滴定最小读数0.05ml对测定结果的影响大小。①本实验采用50ml酸式滴定管，滴定过程主要存在人为误差，由上表得，三种测定方法的准确度为：标准法>微波法>密封法。②由实验结果分析可得，标准法测定的精密度很高，密封法和微波法的测定精密度都不及标准法，但在要求不太严格的情况下，也可作为日常的分析方法。4.2试剂用量的比较表4-2同一水样不同测定方法的试剂消耗量水样(ml)消化液(ml)催化剂(ml)硫酸亚铁铵(ml)标准法密封法333微波法555分析：从上表可以看出，三种测定方法试剂用量总量大小关系：标准法>微波法>密封法。与标准法比较，其中，密封法所用水样减少85%,微波法减少水样75%;密封法所用消化液减少70%,微波法减少50%;密封阀所用催化剂减少90%,微波法减少83.3%;密封法所需硫酸亚铁铵减少约3倍，微波法减少约2倍。可以看出，密封法和微波法都大大减少了试剂的消耗。4.3反应条件与消解时间的比较反应条件消解时间(min)标准法常压、适当温度密封法微波法9①从反应条件可以看出，标准法需要调节变阻电炉，保持消解溶液沸腾；密封法需要调节恒温箱温度至140℃;微波炉需要调节功率至1000W。②从消解时间可以看出，标准法需要加热回流120min;与标准法比较，密封法消解时间缩短66.7%;微波法消解时间只需要9min,大大减少测定水样COD4.4方法的局限性与应用范围方法标准法密封法微波法①标准法受到反应时间的制约，测量范围为含COD值大于30mg/L的水样，对未经稀释的水样的测定上限为700mg/L;该标准不适用于含氯化物浓度大于②密封法可以测定地表水、生活污水、工业废水(包括高盐废水)的化学需氧法测定，需要COD值大于50mg/L。③微波法受到准确度、精密度的制约，测量范围为COD含量在10—1300mg/L的4.5对这几种方法的综述标准法重现性好、测定结果准确可靠、氧化率高、测定误差小，适用于仲裁分析；但操作繁琐，回流时间长，操作费用高，不能同时测定多个水样的COD密封法消解过程是在加压下进行的，