CN115236269A - 一种cod测定装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种COD测定装置，包括底座和安装杆，底座上还设有COD测定机构和制冷机构。本发明提供一种COD测定装置及其使用方法，该装置简单实用，提高操作安全性。将定量的水样、重铬酸钾溶液、硫酸汞和三粒玻璃珠加入消解瓶中，套上冷凝管后，开启加酸装置自动加酸。消解液出现白色沉淀时，表明硫酸汞加入量不够；再补加硫酸汞溶液，边加边摇晃，沉淀消失时，说明硫酸汞加入量正好。只有高盐水样，才用滴定方法确定氯离子含量。分析微污染水样时，适当增加取样体积和比例增加其他助剂。取样体积的合适与否，以滴定消耗硫酸亚铁铵体积占空白体积比来判定。COD≤80mg/l的水样，直接用0.025mol/l重铬酸钾消解；当80mg/l≤COD≤160mg/l，水样稀释一倍后，仍用0.025mol/l重铬酸钾消解。
Description
技术领域
本发明属于污水检测设备技术领域，具体涉及一种COD测定装置及其使用方法。
背景技术
污水厂在处理污水前首先要确定污水的污染程度，尤其是污水中COD的含量，确定污水中COD的含量后就可以根据规范向污水处理设备中添加规定的消解液。现有的国标中给出了三种确定污水COD中氯离子含量的方法：硝酸银沉淀方法、溶解氧与盐度关系法和电导率与盐度关系。其中，硝酸银沉淀法灵敏度和准确度最高，其他两种方法误差很大，溶解氧与盐度的关系法，只有在有机物含量很低时才能成立，影响溶解样的最大因素是水中有机物含量；利用电导率来估算氯离子含量，首先要确定水中无机物成分的大致比例，由于不知水中无机物成分，这个估算，也会很模糊。
目前，污水处理厂普遍采用的是硝酸银沉淀法，硝酸银沉淀法主要采用如图1所示的COD测定装置，该装置由冷凝管和反应容器组成。采用上述装置进行硝酸银沉淀法测定时有一个缺点，所有的液体均是从冷凝管顶部的进口添加，该测定装置放置到操作台以后总高超过1.5米，在这么高的位置添加硫酸汞溶液，一旦硫酸汞溶液喷溅出来，极易造成安全事故；如果直接在反应容器加入硫酸汞溶液，水样中有挥发性有机物，加入硫酸，溶液放出大量热，会造成挥发性有机物挥发出去一部分，造成分析结果偏低，尤其是做高含量COD水样。因此如何改进COD测定装置及其使用方法、避免发生安全事故的发生和增加测定结果的准确性暨成为目前有待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种COD测定装置及其使用方法，该装置简单实用，提高操作安全性。将定量的水样、重铬酸钾溶液、硫酸汞和三粒玻璃珠加入消解瓶中，套上冷凝管后，开启加酸装置自动加酸。消解液出现白色沉淀时，表明硫酸汞加入量不够；再补加硫酸汞溶液，边加边摇晃，沉淀消失时，说明硫酸汞加入量正好。只有高盐水样，才用滴定方法确定氯离子含量。分析微污染水样时，适当增加取样体积和比例增加其他助剂。取样体积的合适与否，以滴定消耗硫酸亚铁铵体积占空白体积比来判定。COD≤80mg/l的水样，直接用0.025mol/l重铬酸钾消解；当80mg/l≤COD≤160mg/l，水样稀释一倍后，仍用0.025mol/l 重铬酸钾消解，结果能满足质量要求，另外，低浓度重铬酸钾的使用，一个实验室的铬的外排量会减少85％。不用预先滴定，更不用测定溶解氧、电导率和再去估算氯离子含量，这是污水厂COD测定采用的最简单最直接的计量硫酸汞用量的判断方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种COD测定装置，包括底座和安装杆，底座上还设有COD测定机构和制冷机构；测定机构包括安装管、冷凝管和反应瓶，安装管套设在底座的安装杆上，冷凝管通过固定板固定在安装管的侧部，反应瓶放置在冷凝管下方的底座上，冷凝管的顶部设有原料添加接口，冷凝管的底部设有落料接口，落料接口的侧部设有配料添加接口；冷凝管侧部的第一接头上设有管道，管道的端部设有第一三通阀，冷凝管侧部的第二接头上设有管道，管道的端部设有第二三通阀；
冷机构包括水箱和冷气箱，水箱位于冷气箱的底部，水箱的内部设有水泵，水箱的侧部设有出水口和进水口，水泵通过管道经出水口与第一三通阀的第二阀口连接，水箱的进水口通过管道与第二三通阀的第二阀口连接；冷气箱的侧部设有出气口和进气口，出气口设有风扇，冷气箱的出气口通过管道与第一三通阀的第三阀口连接，冷气箱的进气口通过管道与第二三通阀的第三阀口连接。
所述安装杆上沿径向方向设有两排定位孔，定位孔上插设有定位插销。
所述水箱侧部设有添水口，水箱还设有观察窗；冷气箱的顶部设有开关盖子，冷气箱的内部设有保温层。
所述底座上设有旋转盘，旋转盘的上表面设有一圈放置凹槽，每个放置凹槽均设有加热板，旋转盘的上表面中心位置设有一个振动电机。
所述旋转盘和底座之间设有一个减速电机，减速电机固定在底座上，减速电机的主轴与旋转盘的中心固定连接。
一种COD测定装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤；
微污染水样测定：当水样的COD≤10mg/l时，水样的取样量设定到25ml，采用0.0250mol/l的重铬酸钾消解，其他试剂按比例增减，增加的标准判断是滴定体积的空白占比；
高污染水样测定：当水样的COD在80mg/l≤COD≤160mg/l时，水样的取样量设定到5ml，添加5ml的去离子水稀释，依然采用低浓度0.025mol/l重铬酸钾消解，其他试剂按比例增减，增加的标准判断是滴定体积的空白占比，水样添加均从冷凝管的原料添加接口加入；
消解滴定：采用低浓度重铬酸钾消解后滴定，控制滴定溶液的水珠呈串珠落下；当指示剂由淡蓝变为棕红色，停止滴定，30秒后棕红色消失，不影响结果；
滴定液添加量的判断：向消解液中添加滴定液，滴定液为硫酸溶液和硫酸银溶液，若消解液中出现沉淀，补加硫酸汞溶液，当解液中沉淀消失后，记录滴定液的添加量，滴定液添加均从冷凝管的配料添加接口加入。
采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
在落料接口的侧部设有配料添加接口，那些比较危险的配料通过配料添加接口添加到反应瓶内，安全事故的发生；制冷机构采用了水冷和气冷两种冷却方式，使用水冷时向水箱内添加冷却水，通过水泵向冷凝管输送冷却水进行冷却，使用气冷时向冷气箱内添加冰块，冰块在冷气箱内产生凉气，通过风扇向冷凝管输送凉气进行冷却；安装杆上沿径向方向设有两排定位孔，定位孔上插设有定位插销，可根据反应瓶的高低调节安装管在安装杆上的位置，满足使用不同大小反应瓶的要求；当一个冷凝管使用完毕后，将第一管道和第二管道上的冷却管拔下，将安装管从安装杆上取下，更换另一个夹持有冷凝管的安装管到安装杆上，连接冷却管即可继续进行测定实验；旋转盘可设置为手动模式、也可以设置为电动模式，可一次在旋转盘上放置多个反应瓶，进行多个反应瓶的测定实验；
将COD的测定分析进行了简化操作，现有的污水厂的测定方法为：COD测定每天一次，两个进水、三个出水和4个空白，总共9个样；采用本方法后，只需要测定两个空白样，一个水样的平行样和两个单独水样，计6个水样。降低了三分之一的工作量，减轻了劳动强度；采用本方法，对于低COD的测定，更准确、更科学，COD化验的废液量，比现有的国标方法向外界环境少排了 84％；硫酸汞的加入量，直接观察，一目了然，不用再去分析氯离子；硫酸的加入，从冷凝管的上端改到下端，方便安全；当水样的量较大，滴定消解液时，用小型的水平振动电机代替手工摇动，依赖减轻工作强度，二来终点的观察更方便(摇匀速度始终固定，推荐60r/min)。
综上所述，本发明提供一种COD测定装置及其使用方法，该装置简单实用，提高操作安全性。将定量的水样、重铬酸钾溶液、硫酸汞和三粒玻璃珠加入消解瓶中，套上冷凝管后，开启加酸装置自动加酸。消解液出现白色沉淀时，表明硫酸汞加入量不够；再补加硫酸汞溶液，边加边摇晃，沉淀消失时，说明硫酸汞加入量正好。只有高盐水样，才用滴定方法确定氯离子含量。分析微污染水样时，适当增加取样体积和比例增加其他助剂。取样体积的合适与否，以滴定消耗硫酸亚铁铵体积占空白体积比来判定。COD≤80mg/l的水样，直接用0.025mol/l重铬酸钾消解；当80mg/l≤COD≤160mg/l，水样稀释一倍后，仍用 0.025mol/l重铬酸钾消解，结果能满足质量要求，另外，低浓度重铬酸钾的使用，一个实验室的铬的外排量会减少85％。不用预先滴定，更不用测定溶解氧、电导率和再去估算氯离子含量，这是污水厂COD测定采用的最简单最直接的计量硫酸汞用量的判断方法。
附图说明
图1为现有的测定装置的结构示意图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为本发明中旋转盘的结构示意图；
图4为本发明中滴定体积比、空白滴定体积比与误差率的示意图。
具体实施方式
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将结合发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图2-图4所示；一种COD测定装置，包括底座1和安装杆2，底座1上还设有COD测定机构和制冷机构；测定机构包括安装管3、冷凝管4和反应瓶5，安装管3套设在底座1的安装杆2上，冷凝管4通过固定板固定在安装管3的侧部，反应瓶5放置在冷凝管4下方的底座1上，冷凝管4的顶部设有原料添加接口6，冷凝管4的底部设有落料接口7，落料接口7的侧部设有配料添加接口8；冷凝管4侧部的第一接头上设有管道，管道的端部设有第一三通阀9，冷凝管4侧部的第二接头上设有管道，管道的端部设有第二三通阀10；
冷机构包括水箱11和冷气箱12，水箱11位于冷气箱12的底部，水箱11 的内部设有水泵，水箱的侧部设有出水口13和进水口14，水泵通过管道经出水口13与第一三通阀9的第二阀口连接，水箱11的进水口14通过管道与第二三通阀9的第二阀口连接；冷气箱12的侧部设有出气口15和进气口16，出气口15设有风扇，冷气箱12的出气口15通过管道与第一三通阀9的第三阀口连接，冷气箱12的进气口16通过管道与第二三通阀10的第三阀口连接。
所述安装杆上沿径向方向设有两排定位孔17，定位孔上插设有定位插销 18。
所述水箱侧部设有添水口19，水箱还设有观察窗20；冷气箱的顶部设有开关盖子21，冷气箱的内部设有保温层。
所述底座1上设有旋转盘22，旋转盘22的上表面设有一圈放置凹槽23，每个放置凹槽23均设有加热板，旋转盘22的上表面中心位置设有一个振动电机24。
所述旋转盘22和底座1之间设有一个减速电机，减速电机固定在底座1 上，减速电机的主轴与旋转盘22的中心固定连接。
一种COD测定装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤；
微污染水样测定：当水样的COD≤10mg/l时，水样的取样量设定到25ml，采用0.0250mol/l的重铬酸钾消解，其他试剂按比例增减，增加的标准判断是滴定体积的空白占比；
高污染水样测定：当水样的COD在80mg/l≤COD≤160mg/l时，水样的取样量设定到5ml，添加5ml的去离子水稀释，依然采用低浓度0.025mol/l重铬酸钾消解，其他试剂按比例增减，增加的标准判断是滴定体积的空白占比，水样添加均从冷凝管的原料添加接口加入；
消解滴定：采用低浓度重铬酸钾消解后滴定，控制滴定溶液的水珠呈串珠落下；当指示剂由淡蓝变为棕红色，停止滴定，30秒后棕红色消失，不影响结果；
滴定液添加量的判断：向消解液中添加滴定液，滴定液为硫酸溶液和硫酸银溶液，若消解液中出现沉淀，补加硫酸汞溶液，当解液中沉淀消失后，记录滴定液的添加量，滴定液添加均从冷凝管的配料添加接口加入。
采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
在落料接口的侧部设有配料添加接口，那些比较危险的配料通过配料添加接口添加到反应瓶内，安全事故的发生；制冷机构采用了水冷和气冷两种冷却方式，使用水冷时向水箱内添加冷却水，通过水泵向冷凝管输送冷却水进行冷却，使用气冷时向冷气箱内添加冰块，冰块在冷气箱内产生凉气，通过风扇向冷凝管输送凉气进行冷却；安装杆上沿径向方向设有两排定位孔，定位孔上插设有定位插销，可根据反应瓶的高低调节安装管在安装杆上的位置，满足使用不同大小反应瓶的要求；当一个冷凝管使用完毕后，将第一管道和第二管道上的冷却管拔下，将安装管从安装杆上取下，更换另一个夹持有冷凝管的安装管到安装杆上，连接冷却管即可继续进行测定实验；旋转盘可设置为手动模式、也可以设置为电动模式，可一次在旋转盘上放置多个反应瓶，进行多个反应瓶的测定实验；
将COD的测定分析进行了简化操作，现有的污水厂的测定方法为：COD测定每天一次，两个进水、三个出水和4个空白，总共9个样；采用本方法后，只需要测定两个空白样，一个水样的平行样和两个单独水样，计6个水样。降低了三分之一的工作量，减轻了劳动强度；采用本方法，对于低COD的测定，更准确、更科学，COD化验的废液量，比现有的国标方法向外界环境少排了 84％；硫酸汞的加入量，直接观察，一目了然，不用再去分析氯离子；硫酸的加入，从冷凝管的上端改到下端，方便安全；当水样的量较大，滴定消解液时，用小型的水平振动电机代替手工摇动，依赖减轻工作强度，二来终点的观察更方便(摇匀速度始终固定，推荐60r/min)。
综上所述，本发明提供一种COD测定装置及其使用方法，该装置简单实用，提高操作安全性。将定量的水样、重铬酸钾溶液、硫酸汞和三粒玻璃珠加入消解瓶中，套上冷凝管后，开启加酸装置自动加酸。消解液出现白色沉淀时，表明硫酸汞加入量不够；再补加硫酸汞溶液，边加边摇晃，沉淀消失时，说明硫酸汞加入量正好。只有高盐水样，才用滴定方法确定氯离子含量。分析微污染水样时，适当增加取样体积和比例增加其他助剂。取样体积的合适与否，以滴定消耗硫酸亚铁铵体积占空白体积比来判定。COD≤80mg/l的水样，直接用0.025mol/l重铬酸钾消解；当80mg/l≤COD≤160mg/l，水样稀释一倍后，仍用 0.025mol/l重铬酸钾消解，结果能满足质量要求，另外，低浓度重铬酸钾的使用，一个实验室的铬的外排量会减少85％。不用预先滴定，更不用测定溶解氧、电导率和再去估算氯离子含量，这是污水厂COD测定采用的最简单最直接的计量硫酸汞用量的判断方法。
实验分析和相关数据对比：
将使用高浓度0.250mol/l重铬酸钾消解COD的浓度，从50mg/l改为80mg/l，所得数据更准确，波动性变小，排出三价铬降低。
例如：实际污水样，用0.250mol/l和0.0250mol/l分别消解，结果对比：
重铬酸钾加入量均为5ml，水样加入体积10ml，硫酸和硫酸银加入量15ml，硫酸亚铁铵的浓度，高浓度＝0.05102mol/l，低浓度＝0.004814mol/l。结果单位 mg/l。
低浓度时，COD的测量极值＝62.2-57.5＝4.7mg/l
高浓度时，COD的测量极值＝72.2-60＝12.2mg/l，高浓度测量时，数据波动大。这与样品滴定的硫酸亚铁铵体积与空白滴定体积占比过大有关，在低浓度消解时，深入分析了原因。
一般污水的COD都大于10mg/l，只有湖泊、排污河道的水，才会有这样的浓度。我们用COD标准物质，配制浓度＝10mg/l的水样，按照国标方法和我们自己设计的方法，进行对比分析，如表：
重铬酸钾浓度＝0.0250mol/l，硫酸亚铁铵浓度c＝0.004713mol/l单位mg/l。
注：每个实验加入的重铬酸钾溶液量均为5ml，硫酸、硫酸银的加入量＝重铬酸钾体积+水样的体积，保持酸水比＝1:1；
加热结束后，加水的量＝75-重铬酸钾的体积-硫酸硫酸银的体积，最终保持一批实验，总体积相等，加入的试亚铁灵，才会有相同显色剂浓度、相同的滴定终点灵敏度。
用样品滴定体积比与空白滴定体积比与误差率作图，在COD浓度很低时，两者相关性，一目了然。
就是样品滴定体积只有低于空白值的滴定体积的80％以下，测定的误差才会小，即小于24.30*80％＝19.44ml才会误差小。
在做低COD污水时，做到滴定样品的硫酸盐铁铵体积一定要小于滴定空白的体积的 80％，污水取样量可以增大25ml，同时补充硫酸硫酸银的用量，保持酸水比1:1.低污染谁的 COD可以做准确。
我们把消解后残留的重铬酸钾量与反应的量做对比，也就是滴定硫酸亚铁铵的体积与空白滴定体积比，当消耗的量占到加入量的20---80％时，说明，有机物与氧化剂的比例是恰当的，所得结果是可信的。
低COD的取样量的评判标准，就用样品硫酸亚铁氨的滴定体积占比空白的滴定体积判断，在20---80％时，取样体积合适，结果可信。
氯离子的干扰，加硫酸硫酸银后，观察沉淀的出现与否，出现沉淀，补加硫酸汞，知道沉淀消失，说明硫酸汞加入足量。
Claims (6)
1.一种COD测定装置，包括底座和安装杆，其特征在于：底座上还设有COD测定机构和制冷机构；测定机构包括安装管、冷凝管和反应瓶，安装管套设在底座的安装杆上，冷凝管通过固定板固定在安装管的侧部，反应瓶放置在冷凝管下方的底座上，冷凝管的顶部设有原料添加接口，冷凝管的底部设有落料接口，落料接口的侧部设有配料添加接口；冷凝管侧部的第一接头上设有管道，管道的端部设有第一三通阀，冷凝管侧部的第二接头上设有管道，管道的端部设有第二三通阀；
制冷机构包括水箱和冷气箱，水箱位于冷气箱的底部，水箱的内部设有水泵，水箱的侧部设有出水口和进水口，水泵通过管道经出水口与第一三通阀的第二阀口连接，水箱的进水口通过管道与第二三通阀的第二阀口连接；冷气箱的侧部设有出气口和进气口，出气口设有风扇，冷气箱的出气口通过管道与第一三通阀的第三阀口连接，冷气箱的进气口通过管道与第二三通阀的第三阀口连接。
2.根据权利要求1所述的一种COD测定装置，其特征在于：所述安装杆上沿径向方向设有两排定位孔，定位孔上插设有定位插销。
3.根据权利要求2所述的一种COD测定装置，其特征在于：所述水箱侧部设有添水口，水箱还设有观察窗；冷气箱的顶部设有开关盖子，冷气箱的内部设有保温层。
4.根据权利要求3所述的一种COD测定装置，其特征在于：所述底座上设有旋转盘，旋转盘的上表面设有一圈放置凹槽，每个放置凹槽均设有加热板，旋转盘的上表面中心位置设有一个振动电机。
5.根据权利要求4所述的一种COD测定装置，其特征在于：所述旋转盘和底座之间设有一个减速电机，减速电机固定在底座上，减速电机的主轴与旋转盘的中心固定连接。
6.一种COD测定装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤；
a.微污染水样测定：当水样的COD≤10mg/l时，水样的取样量设定到25ml，采用0.0250mol/l的重铬酸钾消解，其他试剂按比例增减，增加的标准判断是滴定体积的空白占比；
b.高污染水样测定：当水样的COD在80mg/l≤COD≤160mg/l时，水样的取样量设定到5ml，添加5ml的去离子水稀释，依然采用低浓度0.025mol/l重铬酸钾消解，其他试剂按比例增减，增加的标准判断是滴定体积的空白占比，水样添加均从冷凝管的原料添加接口加入；
c.消解滴定：采用低浓度重铬酸钾消解后滴定，控制滴定溶液的水珠呈串珠落下；当指示剂由淡蓝变为棕红色，停止滴定，30秒后棕红色消失，不影响结果；
d.滴定液添加量的判断：向消解液中添加滴定液，滴定液为硫酸溶液和硫酸银溶液，若消解液中出现沉淀，补加硫酸汞溶液，当解液中沉淀消失后，记录滴定液的添加量，滴定液添加均从冷凝管的配料添加接口加入。
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