Kjemisk oksygenbehov kalles også kjemisk oksygenbehov (kjemisk oksygenbehov), referert til som COD. Det er bruken av kjemiske oksidanter (som kaliumpermanganat) for å oksidere og dekomponere oksiderbare stoffer i vann (som organisk materiale, nitritt, jernholdig salt, sulfid, etc.), og deretter beregne oksygenforbruket basert på mengden av rester. oksidant. I likhet med biokjemisk oksygenbehov (BOD), er det en viktig indikator på vannforurensning. Enheten for COD er ppm eller mg/L. Jo mindre verdi, jo lettere er vannforurensningen.
De reduserende stoffene i vann inkluderer forskjellige organiske stoffer, nitritt, sulfid, jernsalt, etc. Men det viktigste er organisk materiale. Derfor brukes ofte kjemisk oksygenbehov (COD) som en indikator for å måle mengden organisk materiale i vann. Jo større det kjemiske oksygenbehovet er, desto mer alvorlig er vannforurensning av organisk materiale. Bestemmelsen av kjemisk oksygenbehov (COD) varierer med bestemmelsen av reduserende stoffer i vannprøver og bestemmelsesmetoden. De mest brukte metodene for tiden er den sure kaliumpermanganatoksidasjonsmetoden og kaliumdikromatoksidasjonsmetoden. Kaliumpermanganat (KMnO4)-metoden har lav oksidasjonshastighet, men er relativt enkel. Den kan brukes til å bestemme den relative komparative verdien av det organiske innholdet i vannprøver og rent overflatevann og grunnvannsprøver. Kaliumdikromat (K2Cr2O7)-metoden har høy oksidasjonshastighet og god reproduserbarhet. Den er egnet for å bestemme den totale mengden organisk materiale i vannprøver i avløpsovervåking.
Organisk materiale er svært skadelig for industrielle vannsystemer. Vann som inneholder store mengder organisk materiale vil forurense ionebytterharpikser når det passerer gjennom avsaltningssystemet, spesielt anionbytterharpikser, noe som vil redusere harpiksens byttekapasitet. Organisk materiale kan reduseres med ca. 50 % etter forbehandling (koagulering, klaring og filtrering), men det kan ikke fjernes i avsaltingssystemet, så det føres ofte inn i kjelen gjennom fødevannet, noe som reduserer pH-verdien til kjelen. vann. Noen ganger kan organisk materiale også bringes inn i dampsystemet og kondensere vann, noe som vil redusere pH og forårsake systemkorrosjon. Høyt innhold av organisk materiale i det sirkulerende vannsystemet vil fremme mikrobiell reproduksjon. Derfor, enten for avsalting, kjelevann eller sirkulerende vannsystem, jo lavere COD, jo bedre, men det er ingen enhetlig begrensende indeks. Når COD (KMnO4 metode) > 5mg/L i det sirkulerende kjølevannssystemet, har vannkvaliteten begynt å bli dårligere.
Kjemisk oksygenbehov (COD) er en måleindikator på i hvilken grad vann er rikt på organisk materiale, og det er også en av de viktige indikatorene for å måle graden av vannforurensning. Med utviklingen av industrialiseringen og befolkningsøkningen blir vannforekomstene mer og mer forurenset, og utviklingen av COD-deteksjon har gradvis blitt bedre.
Opprinnelsen til COD-deteksjon kan spores tilbake til 1850-tallet, da vannforurensningsproblemer hadde tiltrukket seg folks oppmerksomhet. Opprinnelig ble COD brukt som en indikator på sure drikker for å måle konsentrasjonen av organisk materiale i drikkevarer. Men siden en fullstendig målemetode ikke var etablert på det tidspunktet, var det stor feil i bestemmelsesresultatene av COD.
På begynnelsen av 1900-tallet, med utviklingen av moderne kjemiske analysemetoder, ble deteksjonsmetoden for COD gradvis forbedret. I 1918 definerte den tyske kjemikeren Hasse COD som den totale mengden organisk materiale som forbrukes av oksidasjon i en sur løsning. Deretter foreslo han en ny COD-bestemmelsesmetode, som er å bruke en høykonsentrasjonskromdioksidløsning som oksidant. Denne metoden kan effektivt oksidere organisk materiale til karbondioksid og vann, og måle forbruket av oksidanter i løsningen før og etter oksidasjon for å bestemme COD-verdien.
Imidlertid har manglene ved denne metoden gradvis dukket opp. For det første er forberedelsen og driften av reagensene relativt kompliserte, noe som øker vanskeligheten og den tidkrevende eksperimentet. For det andre er høykonsentrasjoner av kromdioksidløsninger skadelige for miljøet og er ikke gunstige for praktiske anvendelser. Derfor har påfølgende studier gradvis søkt en enklere og mer nøyaktig COD-bestemmelsesmetode.
På 1950-tallet oppfant den nederlandske kjemikeren Friis en ny COD-bestemmelsesmetode, som bruker høykonsentrert persvovelsyre som oksidant. Denne metoden er enkel å betjene og har høy nøyaktighet, noe som i stor grad forbedrer effektiviteten av COD-deteksjon. Imidlertid har bruk av persulfuric syre også visse sikkerhetsfarer, så det er fortsatt nødvendig å ta hensyn til sikkerheten ved drift.
Deretter, med den raske utviklingen av instrumenteringsteknologi, har COD-bestemmelsesmetoden gradvis oppnådd automatisering og intelligens. På 1970-tallet dukket den første COD automatiske analysatoren opp, som kan realisere helautomatisk behandling og deteksjon av vannprøver. Dette instrumentet forbedrer ikke bare nøyaktigheten og stabiliteten til COD-bestemmelse, men forbedrer også arbeidseffektiviteten betydelig.
Med forbedring av miljøbevissthet og forbedring av regulatoriske krav, blir deteksjonsmetoden for COD også kontinuerlig optimalisert. De siste årene har utviklingen av fotoelektrisk teknologi, elektrokjemiske metoder og biosensorteknologi fremmet innovasjonen av COD-deteksjonsteknologi. For eksempel kan fotoelektrisk teknologi bestemme COD-innholdet i vannprøver ved endring av fotoelektriske signaler, med kortere deteksjonstid og enklere drift. Den elektrokjemiske metoden bruker elektrokjemiske sensorer for å måle COD-verdier, som har fordelene med høy følsomhet, rask respons og ikke behov for reagenser. Biosensorteknologi bruker biologiske materialer for å spesifikt oppdage organisk materiale, noe som forbedrer nøyaktigheten og spesifisiteten til COD-bestemmelse.
COD-deteksjonsmetoder har gjennomgått en utviklingsprosess fra tradisjonell kjemisk analyse til moderne instrumentering, fotoelektrisk teknologi, elektrokjemiske metoder og biosensorteknologi de siste tiårene. Med utviklingen av vitenskap og teknologi og økningen i etterspørsel, blir COD-deteksjonsteknologi fortsatt forbedret og innovert. I fremtiden kan det forutses at etter hvert som folk tar mer hensyn til miljøforurensningsspørsmål, vil COD-deteksjonsteknologi utvikle seg videre og bli en raskere, mer nøyaktig og pålitelig metode for påvisning av vannkvalitet.
For tiden bruker laboratorier hovedsakelig følgende to metoder for å oppdage COD.
1. COD-bestemmelsesmetode
Kaliumdikromat standardmetode, også kjent som refluksmetode (National Standard of the People's Republic of China)
(I) Prinsipp
Tilsett en viss mengde kaliumdikromat og katalysatorsølvsulfat til vannprøven, varm opp og tilbakeløp i en viss periode i et sterkt surt medium, en del av kaliumdikromatet reduseres av de oksiderbare stoffene i vannprøven, og de resterende kaliumdikromat titreres med ammoniumjernsulfat. COD-verdien beregnes basert på mengden kaliumdikromat som forbrukes.
Siden denne standarden ble formulert i 1989, er det mange ulemper ved å måle den med gjeldende standard:
1. Det tar for mye tid, og hver prøve må tilbakeløpskjøles i 2 timer;
2. Tilbakeløpsutstyret opptar stor plass, noe som gjør partibestemmelse vanskelig;
3. Analysekostnaden er høy, spesielt for sølvsulfat;
4. Under bestemmelsesprosessen er avfallet med refluksvann fantastisk;
5. Giftige kvikksølvsalter er utsatt for sekundær forurensning;
6. Mengden reagenser som brukes er stor, og kostnadene for forbruksvarer er høye;
7. Testprosessen er komplisert og ikke egnet for opprykk.
(II) Utstyr
1. 250mL refluksenhet i helt glass
2. Oppvarmingsanordning (elektrisk ovn)
3. 25mL eller 50mL syrebyrett, konisk kolbe, pipette, målekolbe, etc.
(III) Reagenser
1. Kaliumdikromat standardløsning (c1/6K2Cr2O7=0,2500mol/L)
2. Ferrocyanat-indikatorløsning
3. Ammoniumferrosulfat standardløsning [c(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O≈0,1mol/L] (kalibrer før bruk)
4. Svovelsyre-sølvsulfatløsning
Kaliumdikromat standardmetode
(IV) Bestemmelsestrinn
Ammoniumjernsulfatkalibrering: Pipetter nøyaktig 10,00 ml kaliumdikromat-standardløsning i en 500 ml konisk kolbe, fortynn til ca. 110 ml med vann, tilsett sakte 30 ml konsentrert svovelsyre og rist godt. Etter avkjøling, tilsett 3 dråper ferrocyanat-indikatorløsning (ca. 0,15 ml) og titrer med ammoniumjern(II)sulfatløsning. Sluttpunktet er når fargen på løsningen endres fra gul til blågrønn til rødbrun.
(V) Bestemmelse
Ta 20mL vannprøve (om nødvendig, ta mindre og tilsett vann til 20 eller fortynn før du tar), tilsett 10mL kaliumdikromat, plugg inn refluksanordningen, og tilsett deretter 30mL svovelsyre og sølvsulfat, varm opp og tilbakeløp i 2 timer . Etter avkjøling, skyll kondensatorrørveggen med 90,00 ml vann og fjern den koniske kolben. Etter at løsningen er avkjølt igjen, tilsett 3 dråper jern(II)syreindikatorløsning og titrer med ammoniumjern(II)sulfatstandardløsning. Fargen på løsningen endres fra gul til blågrønn til rødbrun, som er endepunktet. Registrer mengden ammoniumferrosulfat standardløsning. Mens du måler vannprøven, ta 20,00 ml redestillert vann og utfør et blindeksperiment i henhold til de samme operasjonstrinnene. Registrer mengden ammoniumferrosulfat-standardløsning brukt i blindtitreringen.
Kaliumdikromat standardmetode
(VI) Beregning
CODCr(O2, mg/L)=[8×1000(V0-V1)·C]/V
(VII) Forholdsregler
1. Den maksimale mengden kloridion kompleksbundet med 0,4 g kvikksølvsulfat kan nå 40 mg. Hvis det tas 20,00 ml vannprøve, kan den maksimale kloridionkonsentrasjonen på 2000 mg/L kompleksbindes. Hvis konsentrasjonen av kloridioner er lav, kan en liten mengde kvikksølvsulfat tilsettes for å beholde kvikksølvsulfat: kloridioner = 10:1 (W/W). Hvis en liten mengde kvikksølvklorid utfelles, påvirker det ikke bestemmelsen.
2. Området for COD bestemt ved denne metoden er 50-500mg/L. For vannprøver med kjemisk oksygenbehov mindre enn 50 mg/L, bør 0,0250 mol/L kaliumdikromat standardløsning brukes i stedet. 0,01 mol/L ammoniumferrosulfat standardløsning bør brukes for tilbaketitrering. For vannprøver med COD større enn 500 mg/L, fortynn dem før bestemmelse.
3. Etter at vannprøven er oppvarmet og kokt under tilbakeløp, bør den gjenværende mengden kaliumdikromat i løsningen være 1/5-4/5 av den tilsatte mengden.
4. Ved bruk av standardløsning av kaliumhydrogenftalat for å kontrollere kvaliteten og driftsteknologien til reagensen, siden den teoretiske CODCr for hvert gram kaliumhydrogenftalat er 1,176 g, er 0,4251 g kaliumhydrogenftalat (HOOCC6H4COOK) oppløst i redistillert vann, overført til en 1000mL målekolbe, og fortynnet til merket med redestillert vann for å gjøre det til en 500mg/L CODcr standardløsning. Tilbered den fersk når den brukes.
5. CODCr-bestemmelsesresultatet bør beholde fire signifikante sifre.
6. Under hvert eksperiment bør standardtitreringsløsningen for ammoniumjernsulfat kalibreres, og konsentrasjonsendringen bør være spesielt oppmerksom på når romtemperaturen er høy. (Du kan også tilsette 10,0 ml kaliumdikromat-standardløsning til blindprøven etter titrering og titrere med ammoniumjernsulfat til sluttpunktet.)
7. Vannprøven bør holdes fersk og måles så snart som mulig.
Fordeler:
Høy nøyaktighet: Tilbakeløpstitrering er en klassisk COD-bestemmelsesmetode. Etter en lang periode med utvikling og verifisering har nøyaktigheten blitt anerkjent. Det kan mer nøyaktig gjenspeile det faktiske innholdet av organisk materiale i vann.
Bred anvendelse: Denne metoden er egnet for ulike typer vannprøver, inkludert høykonsentrasjon og lavkonsentrasjon organisk avløpsvann.
Driftsspesifikasjoner: Det er detaljerte driftsstandarder og prosesser som er praktiske for operatører å mestre og implementere.
Ulemper:
Tidkrevende: Tilbakeløpstitrering tar vanligvis flere timer for å fullføre bestemmelsen av en prøve, noe som åpenbart ikke bidrar til situasjonen der resultater må oppnås raskt.
Høyt reagensforbruk: Denne metoden krever bruk av flere kjemiske reagenser, noe som ikke bare er kostbart, men også forurenser miljøet til en viss grad.
Kompleks operasjon: Operatøren må ha visse kjemiske kunnskaper og eksperimentelle ferdigheter, ellers kan det påvirke nøyaktigheten av bestemmelsesresultatene.
2. Rask fordøyelsesspektrofotometri
(I) Prinsipp
Prøven tilsettes en kjent mengde kaliumdikromatløsning, i sterkt svovelsyremedium, med sølvsulfat som katalysator, og etter høytemperaturoppslutning bestemmes COD-verdien med fotometrisk utstyr. Siden denne metoden har kort bestemmelsestid, liten sekundær forurensning, lite reagensvolum og lave kostnader, bruker de fleste laboratorier for tiden denne metoden. Denne metoden har imidlertid høy instrumentkostnad og lav brukskostnad, som er egnet for langvarig bruk av COD-enheter.
(II) Utstyr
Utenlandsk utstyr ble utviklet tidligere, men prisen er veldig høy, og bestemmelsestiden er lang. Reagensprisen er generelt uoverkommelig for brukere, og nøyaktigheten er ikke veldig høy, fordi overvåkingsstandardene for utenlandske instrumenter er forskjellige fra de i mitt land, hovedsakelig fordi vannbehandlingsnivået og styringssystemet i fremmede land er forskjellig fra de i mitt land. land; den raske fordøyelsesspektrofotometrimetoden er hovedsakelig basert på de vanlige metodene for husholdningsinstrumenter. Den katalytiske raske bestemmelsen av COD-metoden er formuleringsstandarden for denne metoden. Den ble oppfunnet allerede på begynnelsen av 1980-tallet. Etter mer enn 30 års bruk har det blitt standarden for miljøvernindustrien. Det innenlandske 5B-instrumentet har blitt mye brukt i vitenskapelig forskning og offisiell overvåking. Innenlandske instrumenter har blitt mye brukt på grunn av deres prisfordeler og rettidig ettersalgsservice.
(III) Bestemmelsestrinn
Ta 2,5 ml prøve—–legg til reagens––fordøy i 10 minutter––avkjøl i 2 minutter––hell i den kolorimetriske skålen––utstyrsskjermen viser direkte COD-konsentrasjonen til prøven.
(IV) Forholdsregler
1. Vannprøver med høy klor bør bruke høyklorreagens.
2. Avfallsvæsken er ca. 10 ml, men den er svært sur og bør samles opp og behandles.
3. Sørg for at den lystransmitterende overflaten på kyvetten er ren.
Fordeler:
Rask hastighet: Den raske metoden tar vanligvis bare noen få minutter til mer enn ti minutter for å fullføre bestemmelsen av en prøve, noe som er svært egnet for situasjoner der resultater må oppnås raskt.
Mindre reagensforbruk: Sammenlignet med reflukstitreringsmetoden, bruker den raske metoden færre kjemiske reagenser, har lavere kostnader og har mindre påvirkning på miljøet.
Enkel betjening: Betjeningstrinnene til den raske metoden er relativt enkle, og operatøren trenger ikke ha for høy kjemisk kunnskap og eksperimentelle ferdigheter.
Ulemper:
Litt lavere nøyaktighet: Siden den hurtige metoden vanligvis bruker noen forenklede kjemiske reaksjoner og målemetoder, kan nøyaktigheten være litt lavere enn reflukstitreringsmetoden.
Begrenset bruksområde: Hurtigmetoden egner seg hovedsakelig for bestemmelse av lavkonsentrasjonsorganisk avløpsvann. For høykonsentrert avløpsvann kan bestemmelsesresultatene bli sterkt påvirket.
Påvirket av interferensfaktorer: Hurtigmetoden kan gi store feil i enkelte spesielle tilfeller, som når det er visse forstyrrende stoffer i vannprøven.
Oppsummert har reflukstitreringsmetoden og hurtigmetoden hver sine fordeler og ulemper. Hvilken metode du skal velge avhenger av det spesifikke applikasjonsscenarioet og behovene. Når høy presisjon og bred anvendelighet er nødvendig, kan reflukstitrering velges; når raske resultater kreves eller et stort antall vannprøver behandles, er den raske metoden et godt valg.
Lianhua, som produsent av vannkvalitetstestinstrumenter i 42 år, har utviklet en 20-minuttersCOD rask fordøyelsesspektrofotometrimetode. Etter et stort antall eksperimentelle sammenligninger har den vært i stand til å oppnå en feil på mindre enn 5 %, og har fordelene med enkel betjening, raske resultater, lav kostnad og kort tid.
Innleggstid: Jun-07-2024
