化学需氧量测定在化工废水处理过程中应用

洪玉娟

摘要：在针对化工废水进行监测处理的过程中，化学需氧量COD是一个非常重要的内容，能够将废水的污染情况较为直观的反映出来。而在针对化工废水中的化学需氧量进行测定时，可以选择重铬酸钾法或者高锰酸钾法、电化学分析法等，本文采用前两种方法测定化学废水中的COD，并就测定结果进行了对比分析，发现当废水中COD值较低时，重铬酸钾法测定的准确性更好;当废水中COD值较高时，高锰酸钾法测定的准确性更好。

关键词：化工废水;化学需氧量;测定

中图分类号：X832 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2019）015-0373-02

前言

工业化进程的加快，使得我国水环境污染问题变得越发严重，尤其是工业废水的大量排放，更是导致水体中污染物的增多。化工废水本身成分复杂、毒性大，是工业废水处理的一大难点，尤其是其中含有多种多样的有机物，对于废水处理工艺技术有着相当严格的要求。对此，需要技术人员切实做好化工废水的检测处理工作，这里主要针对化工废水中的COD进行测定分析。

一、实验用水

于实验室条件下进行COD标准溶液的配置，从方便对比分析的角度，配置三种不同质量浓度的COD标准溶液，一是50mg/L，可以将250mg/L的COD标准溶液进行5倍稀释后得到;二是125mg/L，可以将250mg/L的COD标准溶液进行1倍稀释后得到;三是250mg/L，将邻苯二甲酸氢钾放置在105-110℃的环境下，连续烘干2h，然后准确称取0.2126g，加水定容到1000mL。

二、实验方法

在COD测定分析中，采用两种不同的方法进行测定：

（一）重铬酸钾法

1.仪器试剂

重铬酸钾法中使用的仪器包括了加热装置、化学耗氧量测定仪（HH-Ⅲ型）、消解杯、全玻璃回流装置，使用的试剂包括硫酸一硫酸银溶液（将10g硫酸银添加到1L硫酸中配置而成）、20%硫酸汞、试亚铁灵指示剂（于水中加入1.485g邻菲罗啉以及0.695g硫酸亚铁，充分溶解后，加水定容至1000mL）、重铬酸钾溶液f0.05mol/L1以硫酸铁溶液（0.5mol/L，在1L蒸馏水中加入200g硫酸铁，充分溶解后获得）。

2.测定方法

利用重铬酸钾法对废水样品中的COD进行测定，基本流程为：准确量取10mL废水样品，加入到消解杯内，利用滴定管加入1-2滴硫酸汞溶液，然后依次加入0.05mol/L的重铬酸钾溶液3mL以及硫酸一硫酸银溶液17mL，混合均匀后进行加热回流。回流15min后，停止加热等待溶液适当冷却，在加热装置的冷凝管上端，加入蒸馏水33mL，之后将消解杯取下，加入0.5mol/L的硫酸铁溶液7mL，冷却至室温，然后摇晃均匀。将搅拌子放入消解杯内，插入电极进行搅拌，然后按下化学耗氧量测定仪的测定开关，开展库伦滴定，仪器会自动对终端进行控制，同时将重铬酸钾对应的COD测定结果显示出来。

（二）高锰酸钾法

1.仪器试剂

高锰酸钾法中使用的仪器包括250mL锥形瓶、滴定管、移液管，电炉（1000W）等，试剂包括硫酸银饱和溶液、10%氢氧化钠溶液、高锰酸钾溶液（0.1mol/L），高锰酸钾标准滴定溶液（0.01mol/L）以及草酸钾标准滴定溶液（0.01mol/L）。

2.测定方法

利用高锰酸钾法对化工废水中的COD进行测定，需要从两个方面着眼：一是酸性溶液环境。高锰酸钾KMnO4属于一种氧化剂，其本身的氧化能力与所处溶液的酸碱度密切相关，当处于酸性溶液环境中时，KMnO4的氧化电位较高，能够对水中存在的还原性物质进行氧化。实际测定流程为：结合实验要求，量取适量废水样本，放入到250mL锥形瓶中，加入1：3的硫酸溶液10mL并摇晃均匀。借助滴定管，向锥形瓶中就加入0.01mol/L的高锰酸钾标准滴定溶液10mL，进行加热直至溶液沸腾，然后快速加入0.01mol/L的草酸钾标准滴定溶液，添加量同样为10mL，对没有参与反应的KMn04进行还原，溶液变回原本的无色状态。利用0.01mol/L的高锰酸钾标准滴定溶液对过量的草酸钾进行回滴，直到溶液呈现为微红色，对0.01mol/L的高锰酸钾标准滴定溶液的消耗量v进行记录，然后进行相应的结果计算。二是碱性溶液环境。当处于碱性环境时，KMnO4的氧化能力较弱，不过相比较酸性溶液环境，氧化有机物的反应速度更加快捷。实际测定中，需要量取适量废水样本，放入到250mL锥形瓶中，添加10%氢氧化钠溶液2mL，摇晃均匀，之后的测定步骤与酸性溶液环境下的步骤一致。

三、结果与讨论

（一）精密度与准确度

必须明确，上文提到的COD测定方法是实验方法而非分析方法，因此在测定完成后，还需要严格依照相关规范开展分析研究。分别利用重铬酸钾法和高锰酸钾法针对三种不同质量浓度的COD标准溶液进行测定，结果如表1所示。

一是精密度。结合表1分析，当COD标准溶液的质量浓度为50mol/L时，高锰酸钾法在碱性条件下测定结果的相对标准偏差最高，为2.56%;当COD标准溶液的质量浓度为250mol/L时，重铬酸钾法测定结果的相对标准偏差最低，为0.54%。两者都具备较高的精密度，能够被应用到实践中;二是准确度。当COD标准溶液的质量浓度为50mol/L时，重铬酸钾法测定结果的准确度较高锰酸钾法要低，不过差距不大;當COD标准溶液的质量浓度为125mol/L时，重铬酸钾法测定结果的准确度提高，高锰酸钾测定结果的准确度有所下降，尤其是酸性条件下更是下降明显，呈现出了较为显著的差异性。换言之，在实践中，如果标准溶液的COD浓度较低，可以选择高锰酸钾法进行测定，这一点与《GB/T15456-59工业循环冷却水中COD测定——高锰酸钾法》的相关要求一致;如果标准溶液中的COD浓度较高，从保证测定结果准确性的角度，应该选择重铬酸钾法。当然，即便是对于COD浓度较低的标准溶液，重铬酸钾法一样可以得到较高的准确度。

（二）案例分析

选择某化肥厂排放的废水进行分析。从总出水口和生化处理单元分别采集样本，编号为1和2，分别利用高锰酸钾法和重铬酸钾法进行测定，结果如表2所示。

可以看出，1号水样中的COD值相对较低，表明在经过处理后，废水中的COD含量有了明显下降，水质更加清洁。对比两种方法，高锰酸钾法对于1号水样中COD的测定结果远低于重铬酸钾法，2号水样测定结果同样如此，这也表明两种方法测定的COD值存在一定差别，尤其是对于2号水样，测定结果的差异极其巨大。

对比两种方法，酸性条件下，高锰酸钾法的电极电位大于重铬酸钾法的电极电位，碱性条件下则刚好相反。在实际应用中，重铬酸钾法的氧化率高，稳定性好，适用于生活污水或者有机物含量较高的工业废水COD测定，也可以对水样中有机物的总量进行测定，高锰酸钾法氧化率低，不过操作简单，能够对水体中有机物含量的相对比较值进行测定。

四、结语

结合上文分析，废水中COD值较低时，重铬酸钾法测定的准确性更好;当废水中COD值较高时，高锰酸钾法测定的准确性更好，而在精密度方面，两种方法在面对任意浓度COD标准溶液时，都有着良好的精密度，能够满足生产要求，可以在实践中进行推广使用。