CN106996917A - 一种直接快速测定钒生产废水中氨氮含量的方法 - Google Patents

一种直接快速测定钒生产废水中氨氮含量的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种直接快速测定钒生产废水中氨氮含量的方法，具体步骤如下：对钒生产废水试样进行预处理，除去固体杂质，消除水中还原性物质干扰，根据氨氮含量加水稀释，定容。配制标准储备溶液、标准工作溶液、工作试剂溶液，并绘制标准工作曲线。移取试液于气相分子吸收光谱仪进样管中，测量吸光度，根据标准工作曲线计算氨氮含量值。本发明克服以往氨氮测定方法的繁琐、毒性和日常费用高等问题，它不仅直接快速，而且测定数据重现性好，准确性高，能较好地满足生产需要。

Description

一种直接快速测定钒生产废水中氨氮含量的方法
技术领域
本发明属于物化检测技术领域，具体涉及一种直接快速测定钒生产废水中氨氮含量的方法。
背景技术
五氧化二钒、钒铁、钒氮合金等钒产品在冶金和化工生产中应用广泛，近年来钒铝合金、钒电解液、高纯五氧化二钒等高端钒产品问世，不断扩大钒产品应用领域。
钒在生产提纯过程中因大量使用铵盐，产生高含量氨氮废水，不能直接排放，国家钒工业污染物排放标准（GB26452－2011）要求直接排放废水氨氮含量小于10mg/L，因此，钒生产企业为保证废水排放达标，对钒生产废水处理过程中氨氮含量准确快速测定非常重要。
国家钒工业污染物排放标准（GB26452－2011）中规定钒生产废水中氨氮含量测定有多种方法：水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法（HJ535-2009）、水质氨氮的测定水杨酸分光光度法（HJ536-2009）、水质氨氮的测定蒸馏-中和滴定法（HJ537-2009）、水质氨氮的测定气相分子吸收光谱法（HJ/T 195-2005）。其中气相分子吸收光谱法是20世纪七十年代兴起的一种简便、快速的分析手段，在我国也已经有二十几年的发展研究历史。气相分子吸收光谱法操作简便、测试快捷、抗干扰能力强、技术先进，此种分析技术发展成熟，在国内有了一定范围的应用。
钒生产废水处理的工艺过程是加入聚合硫酸铁后，调整酸度，其中废水中的钒生成钒酸铁沉淀，进行除钒处理。经过滤后，滤液用过量还原剂将六价铬还原为三价铬，调整酸度，生成氢氧化铬沉淀，进行除铬处理。经过滤后，滤液，进一步调整酸度进行汽提脱氨，废水达标后排放。废水脱氨处理前后都需要准确测定氨氮含量。我公司2015年购置气相分子吸收光谱仪，结合水质氨氮的测定气相分子吸收光谱法（HJ/T 195-2005）标准，开发应用钒生产废水的氨氮含量测定方法。应用气相分子吸收光谱仪进行钒生产废水氨氮含量的测定，直接采用标准方法进行测定，面临的主要问题表现在：
（1）废水处理除钒、除铬过程中产生大量沉淀，经板框过滤的废水中仍含有一定量的固体颗粒。在汽提脱氨处理工艺过程中，需要加入强碱调整废水至强碱性进行脱氨处理。尤其是为确保脱氨效果，需加入过量碱液，造成脱氨出水碱性高、高盐，同时出水温度高且含有一定量固体颗粒。直接用仪器进行测定时，因废水中固体颗粒、盐碱在仪器内结晶原因，频繁造成仪器系统堵塞故障，仪器停机，不能分析。
（2）废水除铬处理中，需要大量使用还原剂，为使六价铬达标，必须至还原剂过量。根据仪器分析原理，废水中氨氮用次溴酸盐氧化为亚硝酸盐后，在酸性介质中和乙醇反应生成二氧化氮，以此测定氨氮浓度。在废水中过量还原剂存在下，次溴酸盐不能氧化或不能完全氧化废水中氨氮，因此不能准确测定氨氮含量，出现零值。
因此，研究一种利用气相分子吸收光谱仪直接快速检测钒生产废水中氨氮含量的方法，是钒生产废水处理氨氮过程中急需解决的一个重要课题。
发明内容
本发明提供了一种直接快速测定钒生产废水中氨氮含量的方法，能够直接快速测定钒生产废水处理前与处理后氨氮含量，且测定数据重现性好，准确性高，较好地满足生产需要。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下：一种直接快速测定钒生产废水中氨氮含量的方法，所述方法包括如下步骤：
1）试液的制备：对钒生产废水试样进行预处理，采用定量滤纸过滤，除去试样中固体杂质，加酸调整pH值，滴加氧化剂氧化处理，消除水中还原性物质干扰，根据氨氮含量加水稀释，定容，摇匀，即得到制备好的试液；
2）标准储备溶液的配制：称取一定量的基准氯化铵试剂于烧杯中，加少量水溶解后，转移至容量瓶中，用水稀释定容，摇匀后避光保存备用；
3）标准工作溶液的配制：移取一定量标准储备溶液于容量瓶中，用水稀释定容，摇匀后作为标准工作溶液备用；
4）工作试剂溶液的配制：按仪器说明书分别配制25%(v∕v))盐酸﹢30%乙醇混合液和次溴酸盐溶液备用；
5）绘制标准工作曲线：将步骤4)盐酸乙醇混合液和次溴酸盐溶液分别置于仪器试剂瓶内，移取标准工作溶液于气相分子吸收光谱仪进样管中，输入绘制曲线浓度，启动仪器，测量吸光度；根据氨氮浓度和吸光度，绘制工作曲线；
6）废水氨氮含量的测定：移取步骤1）中制备好的试液于气相分子吸收光谱仪进样管中，根据氨氮含量设定稀释倍数，测量吸光度，根据标准工作曲线计算氨氮含量值。
本发明所述步骤1）中滴加盐酸（1+1）溶液，调整酸度至pH值1-2。
本发明所述步骤1）中氧化剂为0.1mol/L重铬酸钾；所述氧化处理为滴加重铬酸钾至溶液呈稳定浅黄色。
本发明所述步骤1）中试液的氨氮含量控制在0-80mg/L。
本发明所述步骤3）中标准工作溶液的氨氮浓度为4.0mg/L。
本发明所述步骤6）中根据氨氮含量设定稀释倍数，控制稀释后溶液的氨氮含量为0-2mg/L。
本发明所述钒生产废水包括处理前废水和/或处理后废水。
本发明所述步骤1）-6）中的水为无氨实验用水。
本发明所述的试剂为基准氯化铵、无水乙醇、优级纯盐酸、次溴酸盐。
本发明所述的气相分子吸收光谱法使用载气为氮气，压力恒定为0.3MPa。
本发明方法中使用盐酸调整酸度，因氯离子形成的盐类易溶于水，不会干扰测定，同时与仪器要求使用盐酸乙醇溶液相符。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明对废水试样进行预处理，调整酸度，滴加氧化剂氧化，消除水中固体杂质和还原性物质干扰，直接快速测定钒生产废水中氨氮含量。2、本发明克服以往氨氮测定方法的繁琐、毒性和日常费用高等问题，该方法简单，测定数据重现性好，准确度高，能较好地满足生产需要。3、本发明对钒生产废水达标排放提供了准确的数据保障，具有很好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
直接快速测定钒生产废水中氨氮含量的方法，其包括如下步骤：
（1）试液的制备：取10.00ml处理前的钒生产废水试样，采用定量滤纸过滤，除去试样中固体杂质；滴加盐酸（1+1）溶液调整pH值为1-2，滴加0.1mol/L重铬酸钾氧化处理，至溶液呈稳定浅黄色，消除水中还原性物质干扰；以氨氮含量控制在0-80mg/L为目标，对试液进行稀释，加水定容，摇匀备用。
（2）标准储备溶液的配制：称取15.2847g基准氯化铵试剂于300ml烧杯中，加少量水溶解后，转移至1000mL的容量瓶中，用水稀释定容，摇匀后避光保存此标准储备溶液氨氮含量理论值为4000.0mg/L。
（3）标准工作溶液的配制：移取1.00ml标准储备溶液于1000mL容量瓶中，用水稀释定容，摇匀后作为标准工作溶液，此标准工作溶液氨氮含量理论值为4.0mg/L。
（4）工作试剂溶液的配制：按仪器说明书分别配制25%(v∕v))盐酸﹢30%乙醇混合液和次溴酸盐溶液备用。
（5）绘制标准工作曲线：将步骤(4)盐酸乙醇混合液和次溴酸盐溶液分别置于仪器试剂瓶内，移取标准工作溶液于气相分子吸收光谱仪进样管中，输入绘制曲线浓度（0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0），启动仪器，测量吸光度。根据氨氮浓度和吸光度，绘制工作曲线。
（6）废水氨氮含量的测定：移取制备好的试液，放入气相分子吸收光谱仪进样管中，以氨氮测定含量控制在0-2mg/L为目标，设定稀释倍数，测定时以氮气为载气，压力恒定为0.3MPa；测量吸光度，根据标准工作曲线计算试液氨氮含量值。
测得上述钒生产废水中氨氮含量为：4245.3mg/L。
实施例2
直接快速测定钒生产废水中氨氮含量的方法，其包括如下步骤：
（1）试液的制备：取处理后的钒生产废水试样50.00ml，滴加盐酸（1+1）溶液调整pH值为1-2，滴加0.1mol/L重铬酸钾氧化处理，至溶液呈稳定浅黄色，消除水中还原性物质干扰；以氨氮含量控制在0-80mg/L为目标，对试液进行稀释，加水定容，摇匀备用。
（2）标准储备溶液的配制：称取15.2847g基准氯化铵试剂于300ml烧杯中，加少量水溶解后，转移至1000mL的容量瓶中，用水稀释定容，摇匀后避光保存此标准储备溶液氨氮含量理论值为4000.0mg/L。
（3）标准工作溶液的配制：移取1.00ml标准储备溶液于1000mL容量瓶中，用水稀释定容，摇匀后作为标准工作溶液，此标准工作溶液氨氮含量理论值为4.0mg/L。
（4）工作试剂溶液的配制：按仪器说明书分别配制25%(v∕v))盐酸﹢30%乙醇混合液和次溴酸盐溶液备用。
（5）绘制标准工作曲线：将步骤(4)盐酸乙醇混合液和次溴酸盐溶液分别置于仪器试剂瓶内，移取标准工作溶液于气相分子吸收光谱仪进样管中，输入绘制曲线浓度（0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0），启动仪器，测量吸光度。根据氨氮浓度和吸光度，绘制工作曲线。
（6）废水氨氮含量的测定：移取制备好的试液，放入气相分子吸收光谱仪进样管中，以氨氮测定含量控制在0-2mg/L为目标，设定稀释倍数，测定时以氮气为载气，压力恒定为0.3MPa；测量吸光度，根据标准工作曲线计算试液氨氮含量值。
测得上述钒生产废水中氨氮含量为：6.8mg/L。
实施例3
直接快速测定钒生产废水中氨氮含量的方法，其包括如下步骤：
（1）试液的制备：取80.00ml处理前的钒生产废水试样，采用定量滤纸过滤，除去试样中固体杂质；滴加盐酸（1+1）溶液调整pH值为1-2，滴加0.1mol/L重铬酸钾氧化处理，至溶液呈稳定浅黄色，消除水中还原性物质干扰；以氨氮含量控制在0-80mg/L为目标，对试液进行稀释，加水定容，摇匀备用。
（2）标准储备溶液的配制：称取15.2847g基准氯化铵试剂于300ml烧杯中，加少量水溶解后，转移至1000mL的容量瓶中，用水稀释定容，摇匀后避光保存此标准储备溶液氨氮含量理论值为4000.0mg/L。
（3）标准工作溶液的配制：移取1.00ml标准储备溶液于1000mL容量瓶中，用水稀释定容，摇匀后作为标准工作溶液，此标准工作溶液氨氮含量理论值为4.0mg/L。
（4）工作试剂溶液的配制：按仪器说明书分别配制25%(v∕v))盐酸﹢30%乙醇混合液和次溴酸盐溶液备用。
（5）绘制标准工作曲线：将步骤(4)盐酸乙醇混合液和次溴酸盐溶液分别置于仪器试剂瓶内，移取标准工作溶液于气相分子吸收光谱仪进样管中，输入绘制曲线浓度（0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0），启动仪器，测量吸光度。根据氨氮浓度和吸光度，绘制工作曲线。
（6）废水氨氮含量的测定：移取制备好的试液，放入气相分子吸收光谱仪进样管中，以氨氮测定含量控制在0-2mg/L为目标，设定稀释倍数，测定时以氮气为载气，压力恒定为0.3MPa；测量吸光度，根据标准工作曲线计算试液氨氮含量值。
测得上述钒生产废水中氨氮含量为：1358.3mg/L。
实施例4
直接快速测定钒生产废水中氨氮含量的方法，其包括如下步骤：
（1）试液的制备：取处理后的钒生产废水试样90.00ml，滴加盐酸（1+1）溶液调整pH值为1-2，滴加0.1mol/L重铬酸钾氧化处理，至溶液呈稳定浅黄色，消除水中还原性物质干扰；以氨氮含量控制在0-80mg/L为目标，对试液进行稀释，加水定容，摇匀备用。
（2）标准储备溶液的配制：称取15.2847g基准氯化铵试剂于300ml烧杯中，加少量水溶解后，转移至1000mL的容量瓶中，用水稀释定容，摇匀后避光保存此标准储备溶液氨氮含量理论值为4000.0mg/L。
（3）标准工作溶液的配制：移取1.00ml标准储备溶液于1000mL容量瓶中，用水稀释定容，摇匀后作为标准工作溶液，此标准工作溶液氨氮含量理论值为4.0mg/L。
（4）工作试剂溶液的配制：按仪器说明书分别配制25%(v∕v))盐酸﹢30%乙醇混合液和次溴酸盐溶液备用。
（5）绘制标准工作曲线：将步骤(4)盐酸乙醇混合液和次溴酸盐溶液分别置于仪器试剂瓶内，移取标准工作溶液于气相分子吸收光谱仪进样管中，输入绘制曲线浓度（0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0），启动仪器，测量吸光度。根据氨氮浓度和吸光度，绘制工作曲线。
（6）废水氨氮含量的测定：移取制备好的试液，放入气相分子吸收光谱仪进样管中，以氨氮测定含量控制在0-2mg/L为目标，设定稀释倍数，测定时以氮气为载气，压力恒定为0.3MPa；测量吸光度，根据标准工作曲线计算试液氨氮含量值。
测得上述钒生产废水中氨氮含量为：4.7mg/L。
实施例5
直接快速测定标准工作溶液中氨氮含量的方法，其包括如下步骤：
（1）标准储备溶液的配制：称取15.2847g基准氯化铵试剂于300ml烧杯中，加少量水溶解后，转移至1000mL的容量瓶中，用水稀释定容，摇匀后避光保存此标准储备溶液氨氮含量理论值为4000.0mg/L。
（2）标准工作溶液的配制：移取1.00ml标准储备溶液于1000mL容量瓶中，用水稀释定容，摇匀后作为标准工作溶液，此标准工作溶液氨氮含量理论值为4.0mg/L。
（3）工作试剂溶液的配制：按仪器说明书分别配制25%(v∕v))盐酸﹢30%乙醇混合液和次溴酸盐溶液备用。
（4）绘制标准工作曲线：将步骤(3)盐酸乙醇混合液和次溴酸盐溶液分别置于仪器试剂瓶内，移取标准工作溶液于气相分子吸收光谱仪进样管中，输入绘制曲线浓度（0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0），启动仪器，测量吸光度。根据氨氮浓度和吸光度，绘制工作曲线。
（5）标准工作溶液的氨氮含量测定：移取一定量理论氨氮含量4.0mg/L标液,放入气相分子吸收光谱仪进样管中，以氨氮测定含量控制在0-2mg/L为目标，设定稀释倍数，测定时以氮气为载气，压力恒定为0.3MPa；测量吸光度，根据标准工作曲线计算试液氨氮含量值。
测得标液工作溶液中氨氮含量为：4.00mg/L。
实施例6
直接快速测定标液储备溶液中氨氮含量的方法，其包括如下步骤：
（1）标准储备溶液的配制：称取15.2847g基准氯化铵试剂于300ml烧杯中，加少量水溶解后，转移至1000mL的容量瓶中，用水稀释定容，摇匀后避光保存此标准储备溶液氨氮含量理论值为4000.0mg/L。
（2）标准工作溶液的配制：移取1.00ml标准储备溶液于1000mL容量瓶中，用水稀释定容，摇匀后作为标准工作溶液，此标准工作溶液氨氮含量理论值为4.0mg/L。
（3）工作试剂溶液的配制：按仪器说明书分别配制25%(v∕v))盐酸﹢30%乙醇混合液和次溴酸盐溶液备用。
（4）绘制标准工作曲线：将步骤(3)盐酸乙醇混合液和次溴酸盐溶液分别置于仪器试剂瓶内，移取标准工作溶液于气相分子吸收光谱仪进样管中，输入绘制曲线浓度（0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0），启动仪器，测量吸光度。根据氨氮浓度和吸光度，绘制工作曲线。
（5）标准储备溶液的氨氮含量测定：移取一定量理论氨氮含量4000.6mg/L标准储备溶液,放入气相分子吸收光谱仪进样管中，以氨氮测定含量控制在0-2mg/L为目标，设定稀释倍数，测定时以氮气为载气，压力恒定为0.3MPa；测量吸光度，根据标准工作曲线计算试液氨氮含量值。
测得标液储备溶液中氨氮含量为：3999.1mg/L。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种直接快速测定钒生产废水中氨氮含量的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
1）试液的制备：对钒生产废水试样进行预处理，采用定量滤纸过滤，除去试样中固体杂质，加酸调整pH值，滴加氧化剂氧化处理，消除水中还原性物质干扰，根据氨氮含量加水稀释，定容，摇匀，即得到制备好的试液；
2）标准储备溶液的配制：称取一定量的基准氯化铵试剂于烧杯中，加少量水溶解后，转移至容量瓶中，用水稀释定容，摇匀后避光保存备用；
3）标准工作溶液的配制：移取一定量标准储备溶液于容量瓶中，用水稀释定容，摇匀后作为标准工作溶液备用；
4）工作试剂溶液的配制：按仪器说明书分别配制25%(v∕v))盐酸﹢30%乙醇混合液和次溴酸盐溶液备用；
5）绘制标准工作曲线：将步骤4)盐酸乙醇混合液和次溴酸盐溶液分别置于仪器试剂瓶内，移取标准工作溶液于气相分子吸收光谱仪进样管中，输入绘制曲线浓度，启动仪器，测量吸光度；根据氨氮浓度和吸光度，绘制工作曲线；
6）废水氨氮含量的测定：移取步骤1）中制备好的试液于气相分子吸收光谱仪进样管中，根据氨氮含量设定稀释倍数，测量吸光度，根据标准工作曲线计算氨氮含量值。
2.根据权利要求1所述的一种直接快速测定钒生产废水中氨氮含量的方法，其特征在于，所述步骤1）中滴加盐酸（1+1）溶液，调整试液酸度至pH值1-2。
3.根据权利要求1所述的一种直接快速测定钒生产废水中氨氮含量的方法，其特征在于，所述步骤1）中氧化剂为0.1mol/L重铬酸钾；所述氧化处理为滴加重铬酸钾至溶液呈稳定浅黄色。
4.根据权利要求1所述的一种直接快速测定钒生产废水中氨氮含量的方法，其特征在于，所述步骤1）中试液的氨氮含量控制在0-80mg/L。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种直接快速测定钒生产废水中氨氮含量的方法，其特征在于，所述步骤3）中标准工作溶液的氨氮浓度为4.0mg/L。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种直接快速测定钒生产废水中氨氮含量的方法，其特征在于，所述步骤6）中根据氨氮含量设定稀释倍数，控制稀释后溶液的氨氮含量为0-2mg/L。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的一种直接快速测定钒生产废水中氨氮含量的方法，其特征在于，所述钒生产废水包括处理前废水和/或处理后废水。
8.根据权利要求1-4任意一项所述的一种直接快速测定钒生产废水中氨氮含量的方法，其特征在于，所述步骤1）-6）中的水为无氨实验用水。
9.根据权利要求1-4任意一项所述的一种直接快速测定钒生产废水中氨氮含量的方法，其特征在于，所述的试剂为基准氯化铵、无水乙醇、优级纯盐酸、次溴酸盐。
10.根据权利要求1-4任意一项所述的一种直接快速测定钒生产废水中氨氮含量的方法，其特征在于，所述的气相分子吸收光谱法使用载气为氮气，压力恒定为0.3MPa。
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