CN1128352A

CN1128352A - 微波密封消解化学耗氧量测定方法及密封罐

Info

Publication number: CN1128352A
Application number: CN 92114210
Authority: CN
Inventors: 郭朝勇
Original assignee: HUANAN INST OF ENVIRONMENTAL SCIENCES
Current assignee: HUANAN INST OF ENVIRONMENTAL SCIENCES
Priority date: 1992-11-22
Filing date: 1992-11-22
Publication date: 1996-08-07

Abstract

一种微波密封消解COD测定方法，其消化液和催化剂都按照ISO和GB的规定，其特征是采用微波炉来加热消解，并且设计了专门的聚四氟乙烯密封罐来实施本方法，采用本方法进行消解COD测定，比标准方法大幅度地减少能耗、时间、试剂等，而结果与标准方法相关性极好，而且使用通用的微波炉和专用的密封罐，易于推广普及。

Description

微波密封消解化学耗氧量测定方法及密封罐

本发明属于一种化学测定方法，特别是化学耗氧量(以下简称COD)的测定方法和设备。

化学耗氧量COD是环境水质及污水排放的控制项目之一，是水的有机污染的一项重要综合指标，应用十分普遍。根据美国《STANDARD METHODS FORTHE EXAMINATlON OF WATER AND WASTEWATER(Sixteenth Edition)》给出的开口回流消解和密封消解二种COD标准测定方法，开口回流法可取较多的水样，因而测量的精度较高，测定的范围也较大；密封消解法则在金属盐试剂和能耗上较为经济；但这二种标准方法均要求二个小时的消解时间，不仅时间长，而且能耗大。针对这一问题，我国有人通过增大反应液中重铬酸钾和硫酸的浓度，并增加钼、铝等助催剂，密封反应管，将反应管插在一块钻有若干加热孔的铝块上加热，以提高传热效率，反应温度在160度左右，反应管内压力达二个大气压，则消解可以在三十分钟内完成，提高了工作效率和节约能耗，但这种方法由于增加了助催剂，增加了测定成本，而且反应后的试液会出现沉淀；增加了硫酸浓度(大于百分之五十)，要求消解温度低于170度，否则会导致重铬酸钾的分解，且由于酸度高，反应液不能直接用于比色测定，操作很不方便；反应液中重铬酸钾的浓度较高，且水样的取量少，就降低了检测的精度，此外，密封反应管采用玻璃管，易破裂等。这种方法虽然比传统方法有所改进，但还不够理想。

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种消解COD测定方法，其消化液和催化剂与经典方法相似，从而保证测定的精度，又不增加成本；而改变其加热方法，使消解的时间大大缩短；并通过优选工艺条件及分析程序，使操作便加简便；同时还设计了专用的密封罐，与通用设备一起，实施该方法。

本发明的目的是这样来实现的：

本发明的消解COD测定方法，同样将测试的水样加消化液、催化剂再经过加热消解后通过分光光度法、库仑滴定法或常规滴定法以确定水样的COD值，本发明的特征在于水样、消化液和催化剂装于微波能通过其罐壁的密封罐内，由微波来加热消解，微波穿过密封罐直接作用于反应液，不仅加热均匀，而且在微波场作用短了消解时间，因此本发明无需采用经典重铬酸钾回流法以外的助催化剂或其他试剂，仅使用ISO和GB所规定的反应催化剂，使测定结果更具可比性和普遍性，即消化液中含重铬酸钾和硫酸汞，催化剂为硫酸银和浓硫酸。在测定中，消化液中重铬酸钾的浓度一般根据被测水样的污染程度来确定，重铬酸钾的浓度太高，则影响测定的精度，太低则消解不完全，本发明消化液中重铬酸钾的浓度可在0.025N--0.60N的范围内选择。当被测水样有机污染在0--1800ppM的范围内时消化液中重铬酸钾的浓度为0.25N。此外，由于上述微波消解快的特点，可以控制反应液中硫酸含量(体积)低于百分之四十五，以避免微波加热时密封罐内(温度170度，压力二个大气压)重铬酸钾分解。

本发明的消解COD测定方法可以达到如下效果：

1、显著减少能耗，平均处理一个水样只需要0.025kwh的电能，比标准方法处理一个水样所需的1.92kwh的电能，节约电能77倍；

2、缩短分析时间，经典重铬酸钾回流法平均处理一个样品(以一炉平均计算)需24分钟，本发明的方法仅用1.36分钟，节时近18倍；

3、消化液和催化剂的消耗仅为经典法的五分之一到四分之一，而不影响其测量范围；

4、精确度高，用本发明的方法和标准法测定标样以及实际水样的统计结果，两种方法相关系数为0.9998，具有很好的相关性，其他实测结果也十分理想。

为实施本发明的测定方法，本发明还专门设计了密封罐，现作为本发明的实施例并结合附图说明如下：

图1、2、3是本发明的三种密封罐的示意图，图中，1-罐体，2-密封盖，3-作用条，4-罐底，5-横隔片，6-孔，7-保险片，8-密封环，9-泄气孔，10-压紧件，11-凸环，12-非圆凸台，13-排气孔，14-锥面，15-上盖板，16-环形沟。

如图1所示的密封罐，采用聚四氟乙烯塑料或改性聚四氟乙烯制成，密封罐由罐体1和密封盖2组成，罐体1与密封盖2用螺纹配合，以便于密封盖2将罐体1密封，螺纹可采用方牙、高压密纹牙、梯形牙和倒三角牙等，以承受罐内的压力，罐体1和密封盖2上均匀分布有凸起的作用条3，以便于拧紧或松开密封盖，为使罐底能承受较大的压力而不变形，罐底4为一球面，球面顶点与罐壁底平齐，为防止误操作而引起罐内超高压，密封盖2上开有一防爆环形沟16。

如图2所示的密封罐，密封盖2的纵截面为“H”状，“H”状密封盖2的横隔片5的中心开有孔6，横隔片5上装有一弹性保险片7，保险片7上有一半径大于孔6的凸起的密封环8，密封环8外面开有泄气孔9，保险片7由与密封盖2螺纹配合的压紧件10和横隔片5上的凸环11压紧，压紧件10上有一用于转动压紧件10的非圆凸台12，并在凸台12上设有排气孔13，保险片7和压紧件10之间有一空间，作为排气的缓冲区。当由于误操作使罐内超压时，气体通过孔6推开保险片7，经过密封环8从泄气孔9排至缓冲区，再由排气孔13排出。

如图3所示的密封罐，密封盖2的纵截面为“H”状，“H”状密封盖2的上下对称并都开有螺纹，使上下都能与罐体1配合，“H”状密封盖2的横隔片5中间厚而周边与盖壁联接处薄，厚薄之间形成二边的二个锥面14，设计锥面14在密封盖2与罐体1密封配合时锥面14与罐壁形成线密封，横隔片5的薄壁部分开有四至八个泄气孔9，密封盖2上还设有用螺纹配合的上盖板15，上盖板15上有非圆凸台12和排气孔13，上盖板15与横隔片5之间形成较大的排气缓冲区。当由于误操作引起罐内超压时，气体克服由聚四氟乙烯制成的横隔片5的弹力，通过锥面14的密封线从泄气孔9排到缓冲区，密封盖2的这种设计，由于横隔片5经常受罐内气体压力的作用，容易变形，因此“H”状的密封盖2的上下对称，使其可以经常倒过来使用，以延长使用的寿命。

本发明的一个实施例是：

1、消化液的配制为：在500ml蒸馏水中加入12.258g重铬酸钾，20g硫酸汞，续加入250ml浓硫酸，冷却后移入l000ml容量瓶中，用水稀释至刻度(1000ml)；

2、催化剂的配制为：称取10.0g硫酸银于1000ml浓硫酸中；

上述消化液的配制加入了浓硫酸是为了配制反应液时方便，按照上述的消化液和催化剂，消解时的反应液的体积配比为：水样∶消化液∶催化剂等于1∶1∶1。密封罐的容量可视需要而定，本实施例为40ml--60ml，罐壁厚为4mm--5mm，按上述配比，将各5.00ml的水样、消化液和催化剂放于密封罐中，旋紧密封盖，置于微波炉腔内，微波炉采用一般民用微波炉，微波工作频率为2250--2650MHZ，功率为800--1300W，本实施例用功率为800W的微波炉加热，当加热三个密封罐时，加热时间为四分钟，加热测样增加时，加热时间也增加，通常微波炉腔内可放12个密封罐，加热时间为15分钟。

Claims

1、一种消解COD测定方法，将测试的水样加消化液、催化剂再经过加热消解后通过分光光度法、库仑滴定法或常规滴定法以确定水样的COD值，其特征在于水样、消化液和催化剂装于微波能通过其罐壁的密封罐内，由微波来加热消解，消化液中含重铬酸钾和硫酸汞，催化剂为硫酸银和浓硫酸。

2、一种如权利要求1的消解COD测定方法，其特征在于消化液中重铬酸钾的浓度为0.025N--0.60N。

3、一种如权利要求2的消解COD测定方法，其特征在于消化液中重铬酸钾的浓度为0.25N。

4、一种如权利要求1的消解COD测定方法，其特征在于加入水样、消化液和催化剂后反应液中硫酸含量(体积)低于百分之四十五。

5、一种如权利要求1的消解COD测定方法，其特征在于消化液的配制为：在500ml蒸馏水中加入12.258g重铬酸钾，20g硫酸汞，续加250ml浓硫酸，冷却后移入1000ml容量瓶中，用水稀释至刻度(1000ml)；催化剂的配制为：称取10.0g硫酸银于1000ml浓硫酸中；消解时水样与消化液、催化剂的体积比为1∶1∶1。

6、一种适用于权利要求1的消解COD测定方法的密封罐，其特征在于密封罐采用聚四氟乙烯塑料或改性聚四氟乙烯制成，密封罐由罐体1和密封盖2组成，罐体1与密封盖2用螺纹配合，罐体1和密封盖2上均匀分布有凸起的作用条3，罐底4为一球面，球面顶点与罐壁底平齐，密封盖2上开有一防爆环形沟16。

7、一种如权利要求6的密封罐，其特征在于密封盖2的纵截面为“H”状，“H”状密封盖2的横隔片5的中心开有孔6，横隔片5上装有弹性保险片7，保险片7上有一半径大干孔6的凸起的密封环8，密封环8外面开有泄气孔9，保险片7由与密封盖2螺纹配合的压紧件10和横隔片5上的凸环11压紧，压件10上有一用于转动压紧件10的非圆凸台12，并在凸台12上设有排气孔13，保险片7和压紧件10之间有一空间，作为排气的缓冲区。

8、一种如权利要求6的密封罐，其特征在于密封盖2的纵截面为“H”状，“H”状密封盖2的上下对称并都开有螺纹，使上下都能与罐体1配合，“H”状密封盖2的横隔片5中间厚而周边与盖壁联接处薄，厚薄之间形成二边的二个锥面14，设计锥面14在密封盖2与罐体1密封配合时锥面14与罐壁形成线密封，横隔片5的薄壁部分开有四至八个泄气孔9，密封盖2上还设有用螺纹配合的上盖板15，上盖板15上有非圆凸台12和排气孔13，上盖板15与横隔片5之间形成较大的排气缓冲区。

9、一种如权利要求6的密封罐，其特征在于罐体容量为40ml--60ml，罐壁厚为4mm--5mm。

10、一种如权利要求1的消解COD测定方法，其特征在于微波加热采用一般民用微波炉，微波工作频率为2250--2650MHZ，功率为800--1300W。