CN105588927A - 化学需氧量测量装置中的废液处理方法 - Google Patents

化学需氧量测量装置中的废液处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种测量待测水样中的化学需氧量的化学需氧量测量装置中的废液处理方法，在通过化学需氧量测量装置对流入反应池中的待测水样进行化学需氧量的检测步骤之后，还具有以下步骤：通过多通阀再次将COD标准溶液输入管路与反应池接通，将COD标准溶液导入至反应池中，对反应池中的液体进行将六价铬还原为三价铬的还原反应。通过具有上述步骤的废液处理方法，能够在无需增加装置、不对废液进行转移也不需要多准备一种试剂的情况下实现废液的即时处理，避免了对环境造成污染。

Description

化学需氧量测量装置中的废液处理方法
技术领域
本发明涉及一种测量待测水样中的化学需氧量的化学需氧量测量装置中的废液处理方法。
背景技术
重铬酸钾法COD测定是COD测定的主要方法之一，也是目前国内外一致公认的检测COD的标准方法，当前我国普遍采用国标(HJ/T399-2007)中所述的重铬酸盐法在线检测COD，但是依据国标所述的检测方法，废液中会有一部分剩余的重铬酸钾，由于重铬酸钾为强氧化剂，对人体危害很大，如果不加处理就直接排放会对环境造成严重的污染。然而，当前大部分进口或国产的“COD在线检测仪”均未设计对废液中的六价铬的处理装置。如附图1所示，COD在线检测仪一般包括试剂和水样输入管路、多通阀、计量泵、反应池、检测单元和废液桶，其中，试剂和水样通过多通阀和计量泵注入反应池，然后对反应池加热加压，试剂和水样在高温高压的环境下发生反应，通过检测单元获得COD值，最后将反应混合物排入废液桶。
专利CN201010243373.3(专利文献1)公开了一种在检测完成后，将反应混合物转移到废液桶中，通过在所述废液桶中预先加入还原剂(如蔗糖)来处理反应混合物的方法。专利CN201210019667.7(专利文献2)公开了一种处理重铬酸钾法在线检测COD产生的废液处理方法，具体为，将收集到的检测产生的废液转移到一个反应器中，然后将还原性盐加入到废液中使得六价铬离子被还原成三价铬离子。
专利文献1所述方法的缺点在于，预先在废液桶中加入还原剂，可能导致还原剂在放置过程中已经被氧化，这一方面会浪费试剂，另一方面可能导致六价铬还原不充分。
此外，专利文献1和专利文献2所述方法的共同缺点在于，检测产生的废液是在转移到废液桶或收集到一定体积之后再进行处理，没有实现即时处理，由于六价铬对人体危害很大，这容易对环境造成二次污染；其次，两种方法都需要检测人员多准备一种试剂(还原剂/还原性盐)，给废液处理工作造成不便。
针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种无需增加装置、不需要对废液进行转移也不需要多准备一种试剂的废液的处理方法。
发明内容
本发明提供一种测量待测水样中的化学需氧量的化学需氧量测量装置中的废液处理方法，所述化学需氧量测定装置具有可分别将纯水输入管路、重铬酸盐溶液输入管路、硫酸溶液/硫酸汞溶液输入管路、硫酸银-硫酸溶液输入管路、COD标准溶液输入管路、以及待测水样输入管路与反应池接通的多通阀；对通过上述各管路流经多通阀的液体进行计量的计量泵；对反应池中的液体的化学含量进行检测的检测单元；以及与反应池可连通的废液桶，在通过化学需氧量测量装置对流入反应池中的待测水样进行化学需氧量的检测步骤之后，还具有以下步骤：通过所述多通阀再次将所述COD标准溶液输入管路与所述反应池接通，将COD标准溶液导入至所述反应池中，对反应池中的废液进行将六价铬还原为三价铬的还原反应。
与现有技术相比，本发明能够实现在COD检测完成之后，立即对检测产生的废液进行处理，无需转移至废液桶中或收集到一定体积后再进行处理，实现了即时处理，防止在转移过程或放置过程中可能造成的二次污染。在不另外增加装置的情况下对，在检测完成之后再次接通多通阀与反应池，仅通过现有的设备，将COD标准溶液导入至所述反应池中使废液得到充分还原。
根据所述处理方法，在所述反应之前先将反应池冷却至100℃以下。这可以通过启动冷却装置，例如用冷却风扇实现，通过冷却至100℃以下可以防止试剂在打开耐压阀阀门后从原本高温高压的反应池中喷射出来。
根据所述处理方法，所述还原反应是在165℃至180℃，6.5至10个大气压强下进行的。这可以通过启动加热装置，例如用加热器实现，在所述温度和压强范围内能够保证还原反应充分使得六价铬全部转为无害的三价铬。
根据所述处理方法，所述还原反应完成后将反应池冷却至低于100℃。这可以通过启动冷却装置，例如用冷却风扇实现，通过冷却至100℃以下可以防止试剂在打开耐压阀阀门后从原本高温高压的反应池中喷射出来。
根据所述处理方法，所述检测单元在进行所述还原反应时还对所述反应池中的六价铬含量进行实时监控。
根据所述处理方法，所述实时监控的手段为使用600nm的LED进行吸光度的测定。
根据所述处理方法，通过所述检测单元检测到所述反应池中不再含有六价铬之后，才将所述还原反应后的废液输入至所述废液桶。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。需要说明的是，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，其目的在于帮助本领域技术人员更好的理解本发明，而不应该将其作为对本发明的任何限制。
图1为现有技术中COD在线检测仪的结构示意图；
图2为本发明实施例1的处理方法的流程图。
具体实施方式
在本发明中，“检测完成”的定义为：在COD检测仪的反应池中试剂和水样发生反应，通过检测获得COD值。
在本发明中，COD标准溶液即邻苯二甲酸氢钾溶液。根据国标中所述的方法，邻苯二甲酸氢钾溶液是检测COD的标准溶液，检测人员需要预先配制邻苯二甲酸氢钾溶液用于绘制校准曲线，因此，现有COD检测仪中一般都有一个试剂输入管路连接邻苯二甲酸氢钾溶液。本发明通过采用邻苯二甲酸氢钾溶液作为还原剂不需要检测人员再另行准备一种试剂，并且不需要再占用一个试剂端口，可以在现有COD检测仪的基础上方便实现废液的即时处理。
相比其他还原剂，邻苯二甲酸氢钾性质稳定，且能够完全被氧化，因此易于定量。本发明通过采用邻苯二甲酸氢钾溶液作为还原剂，一方面，配制的邻苯二甲酸氢钾溶液可以使用较长时间，另一方面也可以准确计算出将废液中剩余的六价铬完全还原为三价铬所需邻苯二甲酸氢钾溶液的体积，进而保证废液得到充分处理。
下面对本发明实施方式中的各要素进行说明。
试剂：
根据国标(HJ/T399-2007)的试剂和材料部分配制COD浓度为500mg/L的邻苯二甲酸氢钾溶液，浓度为0.5mol/L的重铬酸钾溶液，密度为10g/L的硫酸银-硫酸溶液和密度为0.184g/ml的硫酸溶液。其中，邻苯二甲酸氢钾[C6H4(COOH)(COOK)]为基准级或优级纯。
设备：
如图1所示，为现有技术中COD在线检测仪的结构示意图，包括纯水输入管路1、重铬酸盐溶液输入管路2、硫酸溶液/硫酸汞溶液输入管路3、硫酸银-硫酸溶液输入管路4、COD标准溶液输入管路5、待测水样输入管路6、多通阀7、计量泵8、反应池9、检测单元10和废液桶11。其中，多通阀7可分别将纯水输入管路1、重铬酸盐溶液输入管路2、硫酸溶液/硫酸汞溶液输入管路3、硫酸银-硫酸溶液输入管路4、COD标准溶液输入管路5、以及待测水样输入管路6与反应池9接通。多通阀包含八个及八个以上试剂端口。检测试剂和待测水样通过多通阀7和计量泵8混合后注入反应池9，然后对反应池9加热加压，试剂和水样在高温高压的环境下发生反应，通过检测单元10获得COD值，最后将反应混合物排入废液桶11。
COD检测方法：
在通过化学需氧量测量装置中具有对通过上述各管路流经多通阀的液体进行计量的计量泵计8进行计量的同时，使COD标准溶液输入管路5和待测水样输入管路6通过多通阀7与反应池9接通，向反应池9加入COD浓度为400mg/L的待测水样1.3ml，根据国标可知加入反应池中的水样:重铬酸钾:硫酸银-硫酸溶液:硫酸溶液的体积之比为3:1:6:0.5，即需要加入的上述重铬酸钾溶液、硫酸银-硫酸溶液和硫酸溶液的体积分别是0.43ml、2.6ml和0.22ml。对反应池加温加压，试剂和水样在165℃和6.5个大气压强条件下进行反应，计时加热15min，此时水样中的有机物被氧化完全。根据计算，COD浓度为400mg/L的水样1.3ml中含有0.52mg的COD，需要消耗0.5mol/L的重铬酸钾溶液0.13ml，因此废液中剩余的0.5mol/L的重铬酸钾为0.3ml。
根据国标可知，1mol邻苯二甲酸氢钾[C6H4(COOH)(COOK)]可以被30mol重铬酸钾(1/6K2Cr2O7)完全氧化，其化学需氧量相当30mol的氧(1/2O)。其化学反应原理如下所示：
其中，“6e”为所加入的邻苯二甲酸氢钾溶液。
因此完全还原废液中剩余的重铬酸钾需要使用COD浓度为500mg/L的邻苯二甲酸氢钾溶液2.4ml。进一步地，为了确保六价铬完全被还原，增加10％的余量，即加入的邻苯二甲酸氢钾溶液的体积为2.64ml。
废液的处理方法：
实施例1：
如图2所示，为本发明废液处理方法的流程图。具体为，反应池自然冷却至低于100℃。通过多通阀7再次将所述COD标准溶液输入管路5与所述反应池9接通，将2.64mlCOD浓度为500mg/L的COD标准溶液导入至所述反应池中，启动加热器使得反应池内的环境到达180℃和10个大气压强，进行还原反应，计时反应15分钟，则此时水样中的六价铬被还原为三价铬，反应结束，在根据本发明的具体实施例中，废液经冷却至100℃以下，将处理后的废液排入废液桶。
实施例2：
反应池自然冷却至70℃，通过多通阀7再次将所述COD标准溶液输入管路5与所述反应池9接通，将2.64mlCOD浓度为500mg/L的COD标准溶液导入至所述反应池中，启动加热器使得反应池内的环境到达165℃和6.5个大气压强，进行还原反应，计时反应15分钟，则此时水样中的六价铬被还原为三价铬，反应结束，在根据本发明的具体实施例中，废液经冷却至70℃，将处理后的废液排入废液桶。
实施例3：
反应池自然冷却至95℃，通过多通阀7再次将所述COD标准溶液输入管路5与所述反应池9接通，将2.64mlCOD浓度为500mg/L的COD标准溶液导入至所述反应池中，启动加热器使得反应池内的环境到达180℃和10个大气压强，进行还原反应，计时反应15分钟，则此时水样中的六价铬被还原为三价铬，反应结束，在根据本发明的具体实施例中，废液经冷却至95℃，将处理后的废液排入废液桶。
此外，上述检测单元在进行上述还原反应时还具有对反应池中的六价铬含量进行实时监控的功能。该实时监控的功能是使用600nm的LED进行吸光度的测定，由无害化处理前后的吸光度计算出六价铬转换为三价铬的量，根据无害化处理前剩余的重铬酸钾所对应的六价铬的量减去无害化处理后废液中六价铬转换成三价铬的量可以计算出剩余六价铬的残留。
此外，通过上述检测单元检测到上述反应池中不再含有六价铬之后，才将所述还原反应后的液体输入至所述废液桶。
以上对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式仅作为一个范例，并不具有限定发明范围的意图。这些实施方式能够通过其他各种形态实施，可能够在不超出发明主旨的范围内进行各种各样的省略、置换、变更。这些实施方式和其变形包含在发明范围和摘要中的同时，也包含在权利要求书中记载的发明以及与其均等的范围内。

Claims (7)

1.一种测量待测水样中的化学需氧量的化学需氧量测量装置中的废液处理方法，所述化学需氧量测定装置具有：可分别将纯水输入管路、重铬酸盐溶液输入管路、硫酸溶液/硫酸汞溶液输入管路、硫酸银-硫酸溶液输入管路、COD标准溶液输入管路、以及待测水样输入管路与反应池接通的多通阀；对通过上述各管路流经所述多通阀的液体进行计量的计量泵；对反应池中的液体的化学含量进行检测的检测单元；以及与反应池可连通的废液桶，
其特征在于，
在通过化学需氧量测量装置对流入反应池中的待测水样进行化学需氧量的检测步骤之后，还具有以下步骤：
通过所述多通阀再次将所述COD标准溶液输入管路与所述反应池接通，将COD标准溶液导入至所述反应池中，对反应池中的废液进行将六价铬还原为三价铬的还原反应。
2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在通过所述多通阀再次将所述COD标准溶液加入所述反应池进行所述还原反应之前，将所述反应池冷却至100℃以下。
3.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述还原反应是在165℃至180℃，6.5至10个大气压强下进行的。
4.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述还原反应完成后将反应池冷却至100℃以下。
5.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述检测单元在进行所述还原反应时还对所述反应池中的六价铬含量进行实时监控。
6.如权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述实时监控的手段为使用600nm的LED进行吸光度的测定。
7.如权利要求5所述的处理方法，其特征在于，通过所述检测单元检测到所述反应池中不再含有六价铬之后，才将所述还原反应后的废液输入至所述废液桶。
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