水中COD是目前水質(zhì)檢測(cè)的基本指標(biāo)。任何需要往外排放污水的行業(yè),都需要檢測(cè)水中COD的含量,符合標(biāo)準(zhǔn)才可以排放,不符合標(biāo)準(zhǔn)則需要進(jìn)行治理后才可以排放。
化學(xué)需氧量COD(Chemical Oxygen Demand)是以化學(xué)方法測(cè)量水樣中需要被氧化的還原性物質(zhì)的量。廢水、廢水處理廠出水和受污染的水中,能被強(qiáng)氧化劑氧化的物質(zhì)(一般為有機(jī)物)的氧當(dāng)量。在河流污染和工業(yè)廢水性質(zhì)的研究以及廢水處理廠的運(yùn)行管理中,它是一個(gè)重要的而且能較快測(cè)定的有機(jī)物污染參數(shù),常以符號(hào)COD表示。
COD的測(cè)定方法有很多種,主要分為化學(xué)法和物理法,化學(xué)方法測(cè)定原理及優(yōu)缺點(diǎn):
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,以銨溶液滴定剩余的重鉻酸鉀,根據(jù)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,加入一定量的溶液,并在沸水浴中加熱反應(yīng)30min。剩余的加入過量草酸鈉溶液還原,再用溶液回滴過量的草酸鈉,通過計(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)中需要回滴過量草酸鈉,耗時(shí)長(zhǎng),并且酸性法氧化性較低,氧化不完全,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)法來說,有效的節(jié)省了消耗在配置化學(xué)試劑的時(shí)間,無需進(jìn)行滴定,操作方便。然而美中不足的地方實(shí)驗(yàn)中消解過程仍需耗費(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,廢液減到小程度,能耗小,操作簡(jiǎn)便,穩(wěn)定,準(zhǔn)確可靠,適宜大批量測(cè)定。
COD檢測(cè)的物理法—紫外吸收法
紫外吸收法(簡(jiǎn)稱UV法)是COD檢測(cè)的物理法。該方法不需要化學(xué)試劑,是基于水中有機(jī)物對(duì)紫外光及可見光特定波長(zhǎng)的選擇性吸收原理,利用水樣對(duì)單色光的吸收確定有機(jī)物物質(zhì)濃度,建立溶液對(duì)特定波長(zhǎng)吸光度和COD值之間的關(guān)系。COD值的大小主要取決于其中有機(jī)物的組成和濃度,而這些有機(jī)物在254nm處都有強(qiáng)烈的吸收。測(cè)定污水在波長(zhǎng)為254nm處的吸光度,通過建立的吸光度與COD濃度之間的關(guān)系換算出COD濃度值。
UV法COD傳感器與化學(xué)法相比具有如下優(yōu)點(diǎn):無需任何試劑,無二次污染,使用成本低;操作維護(hù)簡(jiǎn)單、故障率低,測(cè)試時(shí)間短、響應(yīng)時(shí)間一般在幾十秒,儀器穩(wěn)定性好,可靠性高,不受氯離子的干擾。UV法具有的這些明顯優(yōu)勢(shì),使它真正成為一種能夠在連續(xù)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的技術(shù)。