高氯废水对TOC测定的影响

发布时间:2020-12-21 10:50:07

  随着人类社会和工业经济的不断发展,水环境污染问题也日益突出,其中有机物的污染具有种类多、毒性大、难降解等特点,是众多学者研究的主要方向之一,如何对有机物含量进行准确测定是判定其处理效率的重要基础。

  有机污染物的综合指标主要包括CODCr(化学需氧量)、TOC(总有机碳)。COD是以化学方法测定水样中能够被强氧化剂氧化的还原性物质的的量,是一种判定水样受有机物污染程度的重要指标。但是CODCr是一个条件性指标,其受加入氧化剂的浓度、溶液酸度、催化剂、反应时间和温度的影响比较大,而且其消耗的大量化学试剂容易造成二次污染等问题。同时,CODCr受氯化物的影响比较大,当氯离子含量超过1000mg/L时,COD的最低允许值为250mg/L,低于此结果的准确度就不可靠。即使采用氯气校正法,也仅适用于氯离子含量小于20000mg/L,COD的最低允许值为30mg/L。总有机碳是水中全部有机物的总量,能够完全反应有机物对水样的污染程度。由于TOC氧化条件比COD更为强烈,大部分有机物的氧化效率能达99%以上,与COD指标相比,TOC的测定更具有使用价值。所以总有机碳分析仪使用率越来越高,TOC也已经成为评价水体中有机物污染程度的最佳指标之一。

  由于现在很多化工废水都是含高盐废水,而高浓度的盐份会对TOC的测定产生干扰,所以目前很多仪器厂商都对仪器的抗干扰能力做了进一步的优化。殷旭慧、周军等人对不同浓度高氯废水进行了TOC测定实验,结果表明,高氯离子含量对TOC的测定基本无影响,但是他们的实验中氯离子的含量最高只做到了5000mg/L左右,对于更高浓度的氯离子含量对TOC测定是否有影响并没有进一步探讨。

  本文采用MultiN/C3100型总有机碳分析仪对含高氯废水进行TOC测定,探讨在高氯废水的影响下总有机碳分析仪测定TOC的精密度与准确度,以此来判断高氯废水对TOC测定的影响。

  一、材料与方法

  1.1 实验仪器

  1.2 实验试剂

  邻苯二甲酸氢钾(基准试剂);盐酸(优级纯);超纯水。

  1.3 实验方法

  1.3.1 方法原理

  本实验采用直接法测定总有机碳,即试样经酸化与曝气吹扫,其中的无机碳转化为二氧化碳被去除,再将试样注入高温燃烧管中,经高温氧化催化后,反应生成的二氧化碳由非分散红外检测器测定其总有机碳的含量。

  1.3.2 标准曲线的配置

  准确称取邻苯二甲酸氢钾(预先在110℃下干燥至恒重)2.1254g,用超纯水稀释定容至1000mL,此标准溶液的TOC值为1000mg/L。

  1.3.3 标准曲线的绘制

  取六个50mL容量瓶,分别加入适量的标准溶液,配置成质量浓度分别为1.0、5.0、10.0、30.0、50.0、100.0mg/L的标准系列溶液,以标准溶液质量浓度为横坐标,以积分面积为纵坐标,绘制标准曲线。

  二、结果与讨论

  2.1 空白实验

  取七支100mL容量瓶,分别加入不同含量的氯离子,然后用超纯水定容,使氯离子浓度分别为0.00、1.00、5.00、10.0、50.0、100.0、150.0mg/L,对这些不同氯离子浓度的空白样品进行TOC测定,其结果见表1。

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  从表1中可以看出,不同浓度的氯离子对空白水样TOC的测定基本无干扰,满足空白实验的要求。

  2.2 精密度实验

  当TOC浓度分别为5、10、20、50、100mg/L时,通过添加不同浓度的氯离子,对TOC标准样品进行精密度测定实验。

  2.2.1 TOC浓度固定为5mg/L

  当TOC浓度固定为5mg/L时,不同浓度氯离子对TOC标准样品测定影响的精密度实验,其结果见表2。

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  从表2中可以看出,当TOC标准样品的浓度为5mg/L时,高浓度的氯离子对TOC的测定没有太大干扰,最大的相对误差为12.9%,最大的相对标准偏差为2.12,所测样品的峰形正常,基线稳定且无明显拖尾现象,稳定性高,重现性好。

  2.2.2 TOC浓度固定为10mg/L

  当TOC浓度固定为10mg/L时,不同浓度氯离子对TOC标准样品测定影响的精密度实验,其结果见表3。 从表3中可以看出,当TOC标准样品的浓度为10mg/L时,高浓度的氯离子对TOC的测定没有干扰,最大的相对误差为6.4%,最大的相对标准偏差为4.46,所测样品的峰形正常,基线稳定且无明显拖尾现象,稳定性高,重现性好。

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  2.2.3 TOC浓度固定为20mg/L

  当TOC浓度固定为20mg/L时,不同浓度氯离子对TOC标准样品测定影响的精密度实验,其结果见表4。

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  从表4中可以看出,当TOC标准样品的浓度为20mg/L时,高浓度的氯离子对TOC的测定没有太大干扰,最大的相对误差为7.0%,最大的相对标准偏差为4.23,所测样品的峰形正常,基线稳定且无明显拖尾现象,稳定性高,重现性好。

  2.2.4 TOC浓度固定为50mg/L

  当TOC浓度固定为50mg/L时,不同浓度氯离子对TOC标准样品测定影响的精密度实验,其结果见表5。

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  从表5中可以看出,当TOC标准样品的浓度为50mg/L时,高浓度的氯离子对TOC的测定没有干扰,最大的相对误差为4.6%,最大的相对标准偏差为0.88,所测样品的峰形正常,基线稳定且无明显拖尾现象,稳定性高,重现性好。

  2.2.5 TOC浓度固定为100mg/L

  当TOC浓度固定为100mg/L时,不同浓度氯离子对TOC标准样品测定影响的精密度实验,其结果见表6。

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  从表6中可以看出,当TOC标准样品的浓度为100mg/L时,高浓度的氯离子对TOC的测定没有干扰,最大的相对误差为3.0%,最大的相对标准偏差为0.90,所测样品的峰形正常,基线稳定且无明显拖尾现象,稳定性高,重现性好。

  2.3 含高氯水样的加标回收实验

  取某农药化工企业的生产废水作为水样进行加标回收实验,其结果见表7。

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  从表7中可以看出,这3个高氯水样测定TOC的加标回收率分别为94.0%、96.2%、99.0%,说明高浓度的氯离子对TOC的加标回收率没有影响,回收率水平比较好。

  3TOC仪测定高氯废水的局限性分析

  由以上的精密度和加标回收实验结果来看,高氯水样对TOC的测定无明显干扰,峰形正常,无拖尾现象,精密度高,准确性好。但高氯水样对TOC分析耗材的损耗比较大,高盐物质经过燃烧管高温氧化后,形成的白色残渣会与石英管烧结成一体,很难去除,时间一长会使石英管内壁变薄,降低石英管的使用寿命。同时氯的残留物会包裹在催化剂的表层,降低氧化效率,并且会加剧脱卤素铜丝的损耗,腐蚀相关元器件。所以为了有效保证测定数据的准确性,尽量做到以下几点:(1)对高氯样品进行稀释处理,降低氯离子的浓度,延长耗材使用寿命。(2)关注样品测定的维护周期次数,及时更换耗材,做好仪器维护。(3)对样品进行预处理,通过添加化学试剂或使样品经过银柱处理,减少氯离子对TOC测定的影响。

  四、结论

  通过对含有不同氯离子浓度的不同TOC浓度样品的测定,结果表明,高浓度的氯离子对TOC的测定基本无干扰,所测样品峰形正常,无明显拖尾,重现性好。通过精密度实验和加标回收实验可以看出,使用干法氧化方法测定含高氯水样的TOC具有精密度高,准确性好等特点,但同时需要注意耗材的损耗,做好仪器的相关维护工作。(来源:(南大盐城环境检测科技有限公司)

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