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高氯廢水對TOC測定的影響

發布時間:2020-12-21 10:50:07  中國污水處理工程網

  隨著人類社會和工業經濟的不斷發展,水環境污染問題也日益突出,其中有機物的污染具有種類多、毒性大、難降解等特點,是眾多學者研究的主要方向之一,如何對有機物含量進行準確測定是判定其處理效率的重要基礎。

  有機污染物的綜合指標主要包括CODCr(化學需氧量)、TOC(總有機碳)。COD是以化學方法測定水樣中能夠被強氧化劑氧化的還原性物質的的量,是一種判定水樣受有機物污染程度的重要指標。但是CODCr是一個條件性指標,其受加入氧化劑的濃度、溶液酸度、催化劑、反應時間和溫度的影響比較大,而且其消耗的大量化學試劑容易造成二次污染等問題。同時,CODCr受氯化物的影響比較大,當氯離子含量超過1000mg/L時,COD的最低允許值為250mg/L,低于此結果的準確度就不可靠。即使采用氯氣校正法,也僅適用于氯離子含量小于20000mg/L,COD的最低允許值為30mg/L?傆袡C碳是水中全部有機物的總量,能夠完全反應有機物對水樣的污染程度。由于TOC氧化條件比COD更為強烈,大部分有機物的氧化效率能達99%以上,與COD指標相比,TOC的測定更具有使用價值。所以總有機碳分析儀使用率越來越高,TOC也已經成為評價水體中有機物污染程度的最佳指標之一。

  由于現在很多化工廢水都是含高鹽廢水,而高濃度的鹽份會對TOC的測定產生干擾,所以目前很多儀器廠商都對儀器的抗干擾能力做了進一步的優化。殷旭慧、周軍等人對不同濃度高氯廢水進行了TOC測定實驗,結果表明,高氯離子含量對TOC的測定基本無影響,但是他們的實驗中氯離子的含量最高只做到了5000mg/L左右,對于更高濃度的氯離子含量對TOC測定是否有影響并沒有進一步探討。

  本文采用MultiN/C3100型總有機碳分析儀對含高氯廢水進行TOC測定,探討在高氯廢水的影響下總有機碳分析儀測定TOC的精密度與準確度,以此來判斷高氯廢水對TOC測定的影響。

  一、材料與方法

  1.1 實驗儀器

  1.2 實驗試劑

  鄰苯二甲酸氫鉀(基準試劑);鹽酸(優級純);超純水。

  1.3 實驗方法

  1.3.1 方法原理

  本實驗采用直接法測定總有機碳,即試樣經酸化與曝氣吹掃,其中的無機碳轉化為二氧化碳被去除,再將試樣注入高溫燃燒管中,經高溫氧化催化后,反應生成的二氧化碳由非分散紅外檢測器測定其總有機碳的含量。

  1.3.2 標準曲線的配置

  準確稱取鄰苯二甲酸氫鉀(預先在110℃下干燥至恒重)2.1254g,用超純水稀釋定容至1000mL,此標準溶液的TOC值為1000mg/L。

  1.3.3 標準曲線的繪制

  取六個50mL容量瓶,分別加入適量的標準溶液,配置成質量濃度分別為1.0、5.0、10.0、30.0、50.0、100.0mg/L的標準系列溶液,以標準溶液質量濃度為橫坐標,以積分面積為縱坐標,繪制標準曲線。

  二、結果與討論

  2.1 空白實驗

  取七支100mL容量瓶,分別加入不同含量的氯離子,然后用超純水定容,使氯離子濃度分別為0.00、1.00、5.00、10.0、50.0、100.0、150.0mg/L,對這些不同氯離子濃度的空白樣品進行TOC測定,其結果見表1。

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  從表1中可以看出,不同濃度的氯離子對空白水樣TOC的測定基本無干擾,滿足空白實驗的要求。

  2.2 精密度實驗

  當TOC濃度分別為5、10、20、50、100mg/L時,通過添加不同濃度的氯離子,對TOC標準樣品進行精密度測定實驗。

  2.2.1 TOC濃度固定為5mg/L

  當TOC濃度固定為5mg/L時,不同濃度氯離子對TOC標準樣品測定影響的精密度實驗,其結果見表2。

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  從表2中可以看出,當TOC標準樣品的濃度為5mg/L時,高濃度的氯離子對TOC的測定沒有太大干擾,最大的相對誤差為12.9%,最大的相對標準偏差為2.12,所測樣品的峰形正常,基線穩定且無明顯拖尾現象,穩定性高,重現性好。

  2.2.2 TOC濃度固定為10mg/L

  當TOC濃度固定為10mg/L時,不同濃度氯離子對TOC標準樣品測定影響的精密度實驗,其結果見表3。 從表3中可以看出,當TOC標準樣品的濃度為10mg/L時,高濃度的氯離子對TOC的測定沒有干擾,最大的相對誤差為6.4%,最大的相對標準偏差為4.46,所測樣品的峰形正常,基線穩定且無明顯拖尾現象,穩定性高,重現性好。

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  2.2.3 TOC濃度固定為20mg/L

  當TOC濃度固定為20mg/L時,不同濃度氯離子對TOC標準樣品測定影響的精密度實驗,其結果見表4。

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  從表4中可以看出,當TOC標準樣品的濃度為20mg/L時,高濃度的氯離子對TOC的測定沒有太大干擾,最大的相對誤差為7.0%,最大的相對標準偏差為4.23,所測樣品的峰形正常,基線穩定且無明顯拖尾現象,穩定性高,重現性好。

  2.2.4 TOC濃度固定為50mg/L

  當TOC濃度固定為50mg/L時,不同濃度氯離子對TOC標準樣品測定影響的精密度實驗,其結果見表5。

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  從表5中可以看出,當TOC標準樣品的濃度為50mg/L時,高濃度的氯離子對TOC的測定沒有干擾,最大的相對誤差為4.6%,最大的相對標準偏差為0.88,所測樣品的峰形正常,基線穩定且無明顯拖尾現象,穩定性高,重現性好。

  2.2.5 TOC濃度固定為100mg/L

  當TOC濃度固定為100mg/L時,不同濃度氯離子對TOC標準樣品測定影響的精密度實驗,其結果見表6。

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  從表6中可以看出,當TOC標準樣品的濃度為100mg/L時,高濃度的氯離子對TOC的測定沒有干擾,最大的相對誤差為3.0%,最大的相對標準偏差為0.90,所測樣品的峰形正常,基線穩定且無明顯拖尾現象,穩定性高,重現性好。

  2.3 含高氯水樣的加標回收實驗

  取某農藥化工企業的生產廢水作為水樣進行加標回收實驗,其結果見表7。

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  從表7中可以看出,這3個高氯水樣測定TOC的加標回收率分別為94.0%、96.2%、99.0%,說明高濃度的氯離子對TOC的加標回收率沒有影響,回收率水平比較好。

  3TOC儀測定高氯廢水的局限性分析

  由以上的精密度和加標回收實驗結果來看,高氯水樣對TOC的測定無明顯干擾,峰形正常,無拖尾現象,精密度高,準確性好。但高氯水樣對TOC分析耗材的損耗比較大,高鹽物質經過燃燒管高溫氧化后,形成的白色殘渣會與石英管燒結成一體,很難去除,時間一長會使石英管內壁變薄,降低石英管的使用壽命。同時氯的殘留物會包裹在催化劑的表層,降低氧化效率,并且會加劇脫鹵素銅絲的損耗,腐蝕相關元器件。所以為了有效保證測定數據的準確性,盡量做到以下幾點:(1)對高氯樣品進行稀釋處理,降低氯離子的濃度,延長耗材使用壽命。(2)關注樣品測定的維護周期次數,及時更換耗材,做好儀器維護。(3)對樣品進行預處理,通過添加化學試劑或使樣品經過銀柱處理,減少氯離子對TOC測定的影響。

  四、結論

  通過對含有不同氯離子濃度的不同TOC濃度樣品的測定,結果表明,高濃度的氯離子對TOC的測定基本無干擾,所測樣品峰形正常,無明顯拖尾,重現性好。通過精密度實驗和加標回收實驗可以看出,使用干法氧化方法測定含高氯水樣的TOC具有精密度高,準確性好等特點,但同時需要注意耗材的損耗,做好儀器的相關維護工作。(來源:(南大鹽城環境檢測科技有限公司)

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