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COD在线分析仪常见的测量方法

时间:2021-08-09 14:08:18 来源:未知 点击:

化学需氧量(COD)是指在一定条件下,使用强氧化剂对水样中的无机还原性物质及部分或全部有机物进行氧化,通过消耗的氧化剂的量换算出对应的氧的量,以mg/L为单位。COD是反映水体中还原性物质的综合指标,由于还原性物质主要是有机物,因而COD可以作为衡量水体有机污染的重要参数,是化工装置废水排放的主要监测参数之一。COD在线分析仪常见的测量方法有重铬酸钾消解——分光光度法、紫外(UV)吸收法、高温燃烧法。
1、重铬酸钾消解-分光光度法
在强酸性溶液中,催化剂作用下,以一定温度加热消解水样,以重铬酸钾作氧化剂氧化水样中的还原性物质(主要是有机物),在反应过程中,铬离子从Cr+6还原成Cr+3改变了颜色,颜色的改变程度与水样中有机化合物的含量成对应关系。在一定波长下,用分光光度计测定Cr+3或Cr+6含量,换算至消耗氧的质量浓度,得到COD数值。
以美国哈希公司的CODmaxII分析仪为例,强酸性溶液使用浓硫酸,催化剂使用硫酸银,消解池的加热温度175℃,COD测量范围10mg/L~5000mg/L,消解反应时间根据实际水样在3min~120min自动选择。测量中的主要干扰物是氯离子,在测量前要加入硫酸汞形成络合物,除去氯离子,超过测量范围的水样要稀释后才能测量。
该测量方法符合中国国家标准HJ828-2017《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》(代替GB11914-89)和国际标准ISO 6060,与化验室人工分析原理一致,测量结果准确,因而在国内工业废水和生活废水的水体监测中得到了广泛应用。缺点是分析周期较长,实时性较差,使用的化学试剂含有铬、汞等有毒物质,存在二次污染风险,维护比较复杂。
2、紫外吸收(UV)法
含有芳环、不饱和键的有机物对特定波长的紫外光具有特征吸收。紫外吸收法就是利用有机物的这一特性,通过测量样品的紫外吸光度,来判断水体中的有机物浓度。
紫外吸收法COD分析仪的测量光源通常是254nm紫外光,原因是许多有机物在此波长下吸收值较为稳定。样品中的悬浮物和胶体物质也会吸收一定的紫外光,影响测量结果的准确性。为了补偿样品浊度的影响,增加一束550nm紫外光作为参比光源。工作过程是紫外光穿过样品池后,利用分光器将测量光和参比光分开,分别用信号检测器和参比检测器测量。扣除掉干扰因素造成的吸光度偏差,就能计算出样品的紫外吸光度。
紫外吸收法COD分析仪无需化学试剂,测量实时性好,构成简单,维护量小。但是这种测量方法的应用前提是水质较稳定,成分简单,样品的紫外吸光度与COD值之间有较确定的线性关系。但是工业废水的组成复杂且变化大,COD值不能直接由紫外吸光度来计算,只能通过定期与化验室分析值对比后得出的经验值进行换算,并且这种换算同样存在较大的偏差与不确定因素,这就极大地限制了紫外吸收法的应用范围。对于不需要准确测量值的废水中间处理过程,可以根据水质特点,适当选择紫外吸收法COD分析仪测量,为处理工艺提供变化趋势作为参考。目前,这种测量方法在日本应用较多,在国内及欧美各国使用较少。

3、高温燃烧法
德国LAR公司的Quick COD ultra在线分析仪采用高温燃烧法测量COD,工作原理如图1所示。水样通过分析仪的样品泵、注射模块进入高温燃烧炉,在1200℃高温下,样品中的所有含碳物质完全燃烧,被氧化成二氧化碳和水。燃烧后的气体流经4℃气体冷却器、分酸器(Acid Trap)、过滤器,除去水分,进入O2检测器,测得高温燃烧过程消耗的氧气,得到COD数值。
Quick COD ultra在线分析仪内部采用专利采样部件FlowSampler,水样通过Flow Sampler时,绝大部分固体颗粒随水流迅速流过中心采样管,然后从分析仪排出,样品从水样中心反方向抽取进入采样管,不需要过滤器。
虽然高温燃烧法COD在线分析仪前期投资费用较大,但是这种测量方法不使用昂贵的催化剂、危险的化学试剂,没有铬、汞的二次污染问题,泵管系统比较简单,维护工作量较小,测量不受氯化物干扰,分析过程不超过2min,量程在10mg/L~250000mg/L COD内选择,最多可以测量6路样品。目前,这种测量方法在国外有所应用,但是在国内使用不多。


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