CN113655012B - 一种高cod废水总氮测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改进的高COD废水总氮测试方法，具体方法为：配制总氮基底液，按国标法测试总氮基底液的总氮含量，用总氮基底液对待测水样进行稀释，并测试稀释后水样的总氮含量，根据稀释倍数计算待测水样的总氮含量。对于高COD(化学需氧量)废水中总氮的测试，本发明方法既避免了稀释法带来的误差，又消除了高COD消解时对总氮的干扰。本发明方法步骤简单，操作稳定，测试准确度高，而且加标回收率高，相对标准偏差小。
Description
技术领域
本发明属于水处理分析测试领域，具体涉及一种高COD废水总氮测试方法。
背景技术
环境水中的总氮含量是衡量水质的重要指标之一，也是水质检测的主要指标之一。目前国内测定水中总氮的标准是碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法，即国标法方法GB11894-89。其他方法多集中在以国标法为基础上的改良方法，在消解环境的改善方面，有高压消解、紫外催化和高温消解、高压反应釜代替比色管等，在优化测试方法上，有气相分子吸收光谱法、酚二磺酸分光光度法、电极法、离子色谱法等。但以上技术均未考虑到，对于COD较高的水样，用以上方法进行测试，一方面消解剂会被水中的高COD有机物消耗导致总氮消解不完全，即使增加消解剂用量或延长消解时间能使有机物完全消解完全，但消解产物成分复杂，有的不明物质消解后甚至会产生浑浊或沉淀，对后续比色造成干扰；另一方面若增加预处理，由于未知水样，针对不同有机物预处理方式不一，且工序复杂，无标准化流程；如果用无氨水稀释，将高COD稀释至低COD需要较高的稀释倍数，理论上可以降低干扰，但总氮也同时被稀释，读取数据的准确度随之下降。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明采用配制总氮基底液并用总氮基底液对水样进行稀释的方法，将原水水样稀释(稀释COD，但总氮基底提高)，提供了一种创新改进的高COD废水总氮测试方法。
具体地，技术方案如下：
(1)配制总氮基底液；
(2)按国标法测试总氮基底液的总氮含量，记为N0；其中，N0的单位为mg/L；
(3)用总氮基底液对待测水样进行稀释，稀释倍数记为B；
(4)按国标法测试稀释后水样的总氮含量，记为N1；其中，N1的单位为mg/L；
(5)根据稀释倍数计算水样的总氮含量，记为NX；其中，NX的单位为mg/L。
本发明步骤(1)中，所述总氮基底液是指用硝酸钾、硝酸钠、硝酸镁、硝酸铵或硝酸锌之任意的一种或几种溶解于无氨水或去离子水中，并于容量瓶中定容的标准溶液。
其中，所述总氮基底液的总氮浓度为0.05～4.00mg/L；优选地，为1.00-4.00mg/L。
本发明步骤(2)中，所述国标法是指GB11894-89水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法。
本发明步骤(3)中，所述用总氮基底液对待测水样进行稀释是指用总氮基底液代替无氨水对待测水样进行稀释。
其中，先测定待测水样的COD，然后对待测水样进行稀释；所述稀释倍数B为1～10000，其中B可以根据下式计算得到，B＝(水样COD浓度-500)/500，取整。
本发明步骤(4)中，所述国标法是指GB11894-89水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法。
本发明步骤(5)中，所述根据稀释倍数计算待测水样的总氮含量是指NX(mg/L)＝N1*B-N0*(B-1)。
本发明所述高COD废水是指COD浓度大于等于500mg/L的废水。
本发明还提供了上述高COD废水总氮测试方法在水处理分析领域中测定总氮含量中的应用。
本发明提供的高COD废水总氮测试的改进方法，其原理在于：通过总氮基底液对水样进行稀释，一方面消除了高COD对总氮消解或比色的影响，另一方面又提高了总氮浓度，保证了测试的准确度。
与现有技术方法相比，本发明方法克服了因有机物未消解完全或消解产物干扰影响测试的问题，提供了一种快速有效且准确度高的方法。
本发明的技术难点在于，如何消除高COD对消解过程的影响，同时减少总氮测试误差，确保测试准确有效。
本发明的有益效果在于：本发明对高COD废水总氮测试的改进方法，步骤简单，操作稳定，测试准确度高，而且加标回收率高，相对标准偏差小，无需其他仪器或设备辅助，测定成本低，配制一次总氮基底液可多次使用，可实现快速测定。
具体实施方式
结合以下具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。
实施例1
一、配制1#水样
称取0.7218g经105～110℃烘干4h的优级纯硝酸钾，溶于无氨水中，移至1000mL容量瓶中，定容混匀(总氮标准液，ρ＝100mg/L)。继续取该溶液30mL于500mL容量瓶中，用无氨水定容，此时得到总氮为6.00mg/L的标准液。继续称取25.7732g经105～110℃烘干4h的葡萄糖，溶于上述总氮为6.00mg/L的500mL标准液中，得到1#水样，总氮为6.00mg/L，经测定COD为55000mg/L。
二、按本发明所述方法测定1#水样总氮含量：
(1)配制总氮基底液：称取0.3609g经105～110℃烘干4h的优级纯硝酸钾，溶于无氨水中，移至1000mL容量瓶中，定容，继续用无氨水稀释50倍得到总氮基底液；
(2)按国标法测试总氮基底液的总氮含量，记为N0＝1.02mg/L；
(3)用总氮基底液对水样进行稀释，稀释倍数B取100，(55000-500)/500；
(4)按国标法测试稀释后水样的总氮含量，记为N1＝1.07mg/L；
(5)根据稀释倍数计算水样的总氮含量，记为NX＝1.07*100-1.02*(100-1)＝6.02mg/L。
实施例2
一、配制2#水样
称取0.7218g经105～110℃烘干4h的优级纯硝酸钾，溶于无氨水中，移至1000mL容量瓶中，定容混匀(总氮标准液，ρ＝100mg/L)。继续取该溶液4mL于500mL容量瓶中，用无氨水定容，此时得到总氮为0.80mg/L的标准液。继续称取0.9278g经105～110℃烘干4h的葡萄糖，溶于上述总氮为0.80mg/L的500mL标准液中，得到2#水样)，总氮为0.80mg/L，测定COD1980mg/L。
二、按本发明所述方法测定2#水样总氮含量：
(1)配制总氮基底液：称取2.1143g经105～110℃烘干4h的优级纯硝酸镁，溶于去离子水中，移至1000mL容量瓶中，定容，继续用无氨水稀释100倍得到总氮基底液；
(2)按国标法测试总氮基底液的总氮含量，记为N0＝4.00mg/L；
(3)用总氮基底液对水样进行稀释，稀释倍数B取2，(1980-500)/500；
(4)按国标法测试稀释后水样的总氮含量，记为N1＝2.38mg/L；
(5)根据稀释倍数计算水样的总氮含量，记为NX＝2.38*2-4.00*(2-1)＝0.76mg/L。
实施例3
一、配制3#水样
称取0.7218g经105～110℃烘干4h的优级纯硝酸钾，溶于无氨水中，移至1000mL容量瓶中，定容混匀(总氮标准液，ρ＝100mg/L)。继续取该溶液90mL于500mL容量瓶中，用无氨水定容，此时得到总氮为18.00mg/L的标准液。继续称取4.9672g经105～110℃烘干4h的葡萄糖，溶于上述总氮为18.00mg/L的500mL标准液中，得到3#水样，总氮18.00mg/L，测定COD10600mg/L。
二、按本发明所述方法测定3#水样总氮含量：
(1)配制总氮基底液：称取0.7575g经105～110℃烘干4h的优级纯硝酸钠，溶于无氨水中，移至1000mL容量瓶中，定容，继续用无氨水稀释50倍得到总氮基底液；
(2)按国标法测试总氮基底液的总氮含量，记为N0＝2.49mg/L；
(3)用总氮基底液对水样进行稀释，稀释倍数B取20，(10600-500)/500；
(4)按国标法测试稀释后水样的总氮含量，记为N1＝3.25mg/L；
(5)根据稀释倍数计算水样的总氮含量，记为NX＝3.25*20-2.49*(20-1)＝17.69mg/L。
实施例1～3中的总氮基底液经配制后，可供多次使用。每个实施例测定5次，记录数据，计算相对标准偏差RSD，同时测定加标回收率。
表1为本发明实施例1-3的总氮含量测定值及加标回收率
| 实施例 | 测定值(mg/L) | 加标量(mg/L) | 加标回收率(％) | RSD(％) |
| 1 | 6.02 | 10 | 96.3 | 3.4 |
| 2 | 0.76 | 1 | 97.5 | 4.2 |
| 3 | 17.69 | 15 | 101.7 | 2.1 |
对比例1
1#水样总氮6.00mg/L(配制方法同实施例1)，测定COD 55000mg/L。
(1)用国标法进行总氮测试，分别用无氨水稀释待测水样，0、1、5、10、100倍后，用过硫酸钾消解。
(2)稀释0、1、5、10倍，消解后水样出现大量浑浊物，无法继续比色。
(3)稀释100倍，消解正常，比色时读数无法显示(超出标准曲线范围)。
对比例2
2#水样总氮0.80mg/L(配制方法同实施例2)，测定COD 1980mg/L。
(1)用紫外分光光度法(参考申请号为201210209496.4专利文献)进行总氮测试，分别用无氨水稀释待测水样，0、1、5、10、100倍后，用过硫酸钾消解。
(2)稀释0、1倍，消解后水样出现大量浑浊物，无法继续比色。
(3)稀释5、100倍，消解正常，比色时读数无法显示(超出标准曲线范围)。
对比例3
3#水样总氮18.00mg/L(配制方法同实施例3)，测定COD 10600mg/L。
(1)用紫外分光光度法(参考申请号为201410249295.6专利文献)进行总氮测试，分别用无氨水稀释待测水样0、1、5、10、100倍后，用过硫酸钾消解。
(2)稀释0、1、5、10倍，消解后水样出现大量浑浊物，无法继续比色。
(3)稀释100倍，消解正常，比色时读数显示0.06(接近检测限0.05)。
由以上实施例可知，本发明提供的改进方法对高COD废水总氮测试有很好的效果，测定结果准确度高，如实施例1～3中待测水样是配制的，总氮浓度已知，对比已知浓度和测定值可知，本发明方法的准确度高，另外，加标回收率在95％～105％，也能说明本发明测定结果的准确度高；同时本发明方法相对标准偏差小(RSD值)，说明测定结果的精密度高。
此外，通过对比例3可知，如果采用稀释法，稀释100倍后比色读数为0.06，即测定值为0.06*100＝6mg/L，与待测水样实际总氮含量18mg/L相差很大，说明稀释法会带来很大的误差。而通过对比例1～2可知，稀释不同倍数，仍会出现消解后出现浑浊无法比色的现象，说明高COD消解对总氮的干扰很难通过稀释法消除。本发明上述方法可以避免稀释法带来的误差，且可以消除高COD消解时对总氮的干扰。
本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。
Claims (4)
1.一种高COD废水总氮测试方法，其特征在于，其包含以下步骤：
(1)配制总氮基底液；所述总氮基底液是指用硝酸钾、硝酸钠、硝酸镁、硝酸铵或硝酸锌之任意的一种或几种溶解于无氨水或去离子水中，并于容量瓶中定容的标准溶液；
(2)按国标法测试总氮基底液的总氮含量，记为N0；其中，N0的单位为mg/L；所述总氮基底液的总氮浓度为0.05～4.00mg/L
(3)用总氮基底液对待测水样进行稀释，稀释倍数记为B；所述用总氮基底液对待测水样进行稀释是指用总氮基底液代替无氨水对水样进行稀释；先测定待测水样的COD，然后对待测水样进行稀释；所述稀释倍数B为1～10000，B＝(水样COD浓度-500)/500，取整；
(4)按国标法测试稀释后水样的总氮含量，记为N1；其中，N1的单位为mg/L；
(5)根据稀释倍数计算待测水样的总氮含量，记为NX；其中，NX的单位为mg/L，所述NX＝N1*B-N0*(B-1)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)、步骤(4)中，所述国标法是指GB11894-89水质总氮的测定-碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法。
3.根据权利要求1或2所述的高COD废水总氮测试方法，其特征在于，所述高COD废水是指COD浓度大于等于500mg/L，总氮是指总氮浓度大于等于0.05mg/L。
4.根据权利要求1或2所述的高COD废水总氮测试方法在水处理分析领域中测定总氮含量中的应用。
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