高氯廢水(碘化鉀鹼性高錳酸鉀法)化學需氧量COD測定
1 範圍
本標準規定了高氯廢水化學需氧量的測定方法,本方法適用於油氣田和煉化企業氯離子含量高達幾萬至十幾萬毫克每升高氯廢水化學需氧量(COD)的測定。
方法的最低檢出限0.20mg/L,測定上限為62.5mg/L。
2 規範性引用檔案
下列檔案中的條文通過本標準的引用而成為本標準的條文,與本標準同效。
GB11914-89 水質化學需氧量的測定重鉻酸鹽法
當上述標準被修訂時,應使用其最新版本。
3 術語與定義
下列定義適用於本標準。
3.1 高氯廢水
氯離子含量大於一千毫克每升的廢水。
3.2 CODOH.KI
在鹼性條件下,用高錳酸鉀氧化廢水中的還原性物質(亞硝酸鹽除外),氧化後剩餘的高錳酸鉀用碘化鉀還原,根據水樣消耗的高錳酸鉀的量,換算成相對應氧的質量濃度。記為CODOH.KI。
3.3 K值
碘化鉀鹼性高錳酸鉀法測定的樣品氧化率與重鉻酸鹽法(GB11914-89)測定的樣品氧化率的比值。
4 原理
在鹼性條件下,加一定量高錳酸鉀溶液於水樣中,並在沸水浴上加熱反應一定時間,以氧化水中的還原性物質。加入過量的碘化鉀還原剩餘的高錳酸鉀,以澱粉做指示劑,用硫代硫酸鈉滴定釋放出的碘,換算成氧的濃度,用CODOH.KI表示。
5 試劑
除特殊說明外,所用試劑均為分析純試劑,所用純水均指不含有機物蒸餾水。
5.1 不含有機物蒸餾水
向2000ml蒸餾水中加入適量鹼性高錳酸鉀溶液,進行重蒸餾,蒸餾過程中,溶液應保持淺紫紅色。棄去前100ml餾出液,然後將餾出液收集在具塞磨口玻璃瓶中。待蒸餾器中剩下約500ml溶液時,停止收集餾出液。
5.2硫酸(H2SO4),ρ=1.84g/ml。
5.3硫酸溶液,1+5。
5.4 50%氫氧化鈉溶液
稱取50g氫氧化鈉(NaOH)溶於水中,用水稀至100ml,貯於聚乙烯瓶中。
5.5高錳酸鉀溶液C(1/5KMnO4)=0.05mol/L
稱取1.6g高錳酸鉀溶於1.2L水中,加熱煮沸,使體積減少到約1L,放置12h,用G-3玻璃砂芯漏斗過濾,濾液貯於棕色瓶中。
5.6 10%碘化鉀溶液
稱取10.0g碘化鉀(KI)溶於水中,用水稀釋至100ml,貯於棕色瓶中。
5.7重鉻酸鉀標準溶液C(1/6K2Cr2O7)=0.0250mol/L
稱取於105℃-110℃烘乾2h並冷卻至恆重的優級純重鉻酸鉀1.2258g,溶於水,移入1000ml容量瓶中,用水稀釋至標線,搖勻。
5.8 1%澱粉溶液
稱取1.0g可溶性澱粉,用少量水調成糊狀,再用剛煮沸的水衝稀至100ml。冷卻後,加入0.4g氯化鋅防腐或臨用時現配。
5.9硫代硫酸鈉溶液C(Na2S2O3)≈0.025mol/L
稱取6.2g硫代硫酸鈉(Na2S2O3•5H2O)溶於煮沸放冷的水中,加入0.2g碳酸鈉,用水稀釋至1000ml,貯於棕色瓶中。使用前用0.0250mol/L重鉻酸鉀標準溶液標定,
標定方法如下:
於250ml碘量瓶中,加入100ml水和1.0g碘化鉀,加入0.0250mol/L重鉻酸鉀溶液10.00ml、再加1+5硫酸溶液5ml並搖勻,於暗處靜置5min後,用待標定的硫代硫酸鈉溶液滴定至溶液呈淡黃色,加入1ml澱粉溶液,繼續滴定至藍色剛好褪去為止,記錄用量。按下式計算硫代硫酸鈉溶液的濃度:
C=10.00×0.0250/V………………………………………………………(1)
式中:
C—硫代硫酸鈉溶液的濃度(mol/L);
V—滴定時消耗硫代硫酸鈉溶液的體積(ml)。
5.10 30%氟化鉀溶液
稱取48.0g氟化鉀(KF•2H2O)溶於水中,用水稀釋至100ml,貯於聚乙烯瓶中。
5.11 4%疊氮化鈉溶液
稱取4.0g疊氮化鈉(NaN3)溶於水中,稀釋至100ml,貯於棕色瓶中,暗處存放。
6 儀器
.1沸水浴裝置。
6.2碘量瓶,250ml。
6.3棕色酸式滴定管,25ml。
6.4定時鐘。
6.5 G-3玻璃砂芯漏斗。
7 樣品的採集與儲存
水樣採集於玻璃瓶後,應儘快分析。若不能立即分析,應加入硫酸調節pH<2,4℃冷藏儲存並在48h內測定。
8 樣品的預處理
8.1 若水樣中含有氧化性物質,應預先於水樣中加入硫代硫酸鈉去除。即先移取100ml水樣於250ml碘量瓶中,加入50%氫氧化鈉 0.5ml溶液,搖勻。加入4%疊氮化鈉溶液0.5ml,搖勻後按10.4至10.6步驟測定。記錄硫代硫酸鈉溶液的用量。
8.2 另取水樣,加入8.1節中硫代硫酸鈉溶液的用量,搖勻,靜置。之後按照操作步驟10測定。
9 干擾的消除
水樣中含Fe3+時,可加入30%氟化鉀溶液消除鐵的干擾, 1ml 30%氟化鉀溶液可掩蔽90mg Fe3+。溶液中的亞硝酸根在鹼性條件下不被高錳酸鉀氧化,在酸性條件下可被氧化,加入疊氮化鈉消除干擾。
10 步驟
10.1吸取100ml待測水樣(若水樣CODOH.KI高於12.5mg/L,則酌情少取,用水稀釋至100 ml)於250ml碘量瓶中,加入50%NaOH溶液0.5ml,搖勻。
10.2加入0.05mol/L高錳酸鉀溶液10.00ml,搖勻。將碘量瓶立即放入沸水浴中加熱60min(從水浴重新沸騰起計時)。沸水浴液麵要高於反應溶液的液麵。
10.3從水浴中取出碘量瓶,用冷水冷卻至室溫後,加入4% 疊氮化鈉溶液0.5ml,搖勻。
10.4加入30% 氟化鉀溶液1ml,搖勻。
10.5加10% 碘化鉀溶液10.00ml,搖勻。加入(1+5)硫酸5ml,加蓋搖勻,暗處置5 min。
10.6用0.025mol/L硫代硫酸鈉溶液滴定至溶液呈淡黃色,加入1ml澱粉溶液,繼續滴定至藍色剛好消失,儘快記錄硫代硫酸鈉溶液的用量。
10.7空白實驗
另取100ml水代替試樣,按照10.1至10.6步驟做全程式空白,記錄滴定消耗的硫代硫酸鈉溶液的體積。
11 結果的表示
水樣的CODOH.KI按下式計算:
CODOH.KI(O2,mg/L)= (V0-V1)×C×8×1000/V…………………………………………(2)
式中:
V0—空白試驗消耗的硫代硫酸鈉溶液的體積(ml);
V1—試樣消耗的硫代硫酸鈉溶液的體積(ml);
C—硫代硫酸鈉溶液濃度(mol/L);
V—試樣體積(ml);
8—氧(1/2 O)的摩爾質量(g/mol)。
12 精密度
八個實驗室對CODCr為72.0~175mg/L(CODOH.KI含量為39.1~95.0mg/L),氯離子濃度為5000~120000mg/L的六個統一標準樣品進行測定,實驗室內相對標準偏差為0.4% ~5.8%,實驗室間相對標準偏差為4.6% ~ 9.6%。
附錄A
(規範性附錄)
廢水K值的測定
由於碘化鉀鹼性高錳酸鉀法與重鉻酸鹽法氧化條件不同,對同一樣品的測定值也不相同,而我國的汙水綜合排放標準中COD指標是指重鉻酸鹽法的測定結果。通過求出碘化鉀鹼性高錳酸鉀法與重鉻酸鹽法間的比值K,可將碘化鉀鹼性高錳酸鉀法的測定結果換算成重鉻酸鹽法的CODCr值,來衡量水體的有機物汙染狀況。
當該類廢水中氯離子濃度高至重鉻酸鹽法無法測定時,使用廢水中主要還原性物質(例如,油氣田廢水主要是原油和破乳劑)來測定。
A1K值的求得
分別用重鉻酸鹽法和碘化鉀鹼性高錳酸鉀法測定有代表性的廢水樣品(或主要汙染物質)的需氧量O1、O2,確定該類廢水的K值,按下式計算。
K= O2∕O1…………………………………………………………(3)
= SOD2∕ SOD1
若水樣中含有幾種還原性物質,則取它們的加權平均K值作為水樣的K值。
A2用該類廢水的K值換算廢水樣品的化學需氧量
CODCr = CODOH.KI∕K……………………………………………(4)
附錄 B
注意事項
B1當水樣中含有懸浮物質時,搖勻後分取。
B2水浴加熱完畢後,溶液仍應保持淡紅色,如變淺或全部褪去,說明高錳酸鉀的用量不夠。此時,應將水樣再稀釋後測定。
B3若水樣中含鐵,在加入1+5硫酸酸化前,加30% 氟化鉀溶液去除。若水樣中不含鐵,可不加30% 氟化鉀溶液。
B4亞硝酸鹽只有在酸性條件下才被氧化,在加入1+5硫酸前,先加入4% 疊氮化鈉溶液將其分解。若樣品中不存在亞硝酸鹽,可不加疊氮化鈉溶液。
B5以澱粉作指示劑時,應先用硫代硫酸鈉溶液滴定至溶液呈淺黃色後,再加入澱粉溶液,繼續用硫代硫酸鈉溶液滴定至藍色恰好消失,即為終點。澱粉指示劑不得過早加入。滴定近終點時,應輕輕搖動。
B6澱粉指示劑應用新鮮配置的,若放置過久,則與I2形成的絡合物不呈藍色而呈紫色或紅色,這種紅紫色絡合物在用硫代硫酸鈉滴定時褪色慢,終點不敏銳,有時甚至看不見顯色效果。