水体有机化合物的测定课件.ppt
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- 水体 有机化合物 测定 课件
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1、7水体有机化合物水体有机化合物的测定的测定水体综合性有机物指标水体综合性有机物指标化学需氧量(化学需氧量(CODCOD)生化需氧量(生化需氧量(BODBOD)总需氧量(总需氧量(TODTOD)总有机碳(总有机碳(TOCTOC)一、一、COD(Chemistry Oxygen Demand)COD(Chemistry Oxygen Demand)强氧化剂强氧化剂氧化分解水中还原性物质还原性物质所消耗的氧消耗的氧化剂化剂的量,折合成单位体积废水的耗氧量耗氧量。氧化剂氧化剂+还原性物质还原性物质无机物无机物间接表示水中有机物的量水中存在无机还原物会使COD值升高化学需氧量又分为CODCr和CODMn
2、。1 1、重铬酸钾法测定、重铬酸钾法测定CODCOD消解消解:2Cr2O72-+16H+3C 4Cr3+8H2O+3CO2 在强酸性溶液强酸性溶液中,重铬酸钾在催化剂作用下氧化水样中还原性物质还原性物质。滴定滴定:Cr2O72-+14H+6Fe2+6Fe3+2Cr3+7H2O 溶液的颜色由黄色黄色经蓝绿色蓝绿色至红褐色红褐色即为滴定终点,记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。重铬酸钾法重铬酸钾法标准法标准法快速法快速法适合于水样的适合于水样的CODCOD初探初探重铬酸钾快速法与标准法的比较重铬酸钾快速法与标准法的比较反应条件反应条件标准法标准法快速法快速法重铬酸钾标准溶液重铬酸钾标准溶液浓硫酸浓硫酸氧
3、化反应温度氧化反应温度回流反应时间回流反应时间氧化率氧化率10mL10mL30mL30mL1461462h2h90%90%15mL15mL40ml40ml16516510min10min70%70%水样水样20mL(20mL(原样或经稀释原样或经稀释)于锥形瓶中于锥形瓶中HgS0HgS04 4混匀混匀0.25mol/L K0.25mol/L K2 2CrCr2 20 07 7 10mL 10mL沸石数粒沸石数粒混匀,接上回流装置混匀,接上回流装置自冷凝管上口加入自冷凝管上口加入AgAg2 2S0S04 4-H-H2 2S0S04 4 30mL30mL混匀混匀,回流加热回流加热2h2h冷却冷却自
4、冷凝管上口加入自冷凝管上口加入80mL80mL水于反应液中水于反应液中取下锥形瓶取下锥形瓶加试铁灵指示剂加试铁灵指示剂3 3滴滴用用0.1mol/L0.1mol/L(NH(NH4 4)2 2Fe(S0Fe(S04 4)2 2标液滴定至终点标液滴定至终点重铬酸钾标准法重铬酸钾标准法步骤步骤:(P110P110)滴定前滴定前接近终点接近终点终点终点重铬酸钾法重铬酸钾法滴定过程滴定过程CODCOD测定实验的结果测定实验的结果终终 点点接近终点接近终点滴定前滴定前CODCODCrCr计算计算CODCr(O2,mg/L)(V0-V1)C 8 1000/V V0 滴定空白时硫酸亚铁铵的用量(ml);V1
5、滴定水样时硫酸亚铁铵的用量(ml);V 所取水样的体积(ml);C 硫酸亚铁铵标液的浓度(mol/L);8 氧的摩尔质量(g/mol)。重铬酸钾重铬酸钾硫酸亚铁铵硫酸亚铁铵氧氧有机物有机物注意事项注意事项回流过程中若水样变回流过程中若水样变绿;绿;水样中水样中无机还原物无机还原物会使会使CODcr值高;值高;部分有机物不能被氧化部分有机物不能被氧化;消解时间问题;消解时间问题;Cl-的干扰(正偏差),加入适量的干扰(正偏差),加入适量HgSO4予以予以消除;消除;滴定前硫酸亚铁铵需标定;滴定前硫酸亚铁铵需标定;用用0.25mol/L K K2 2CrCr2 20 07 7可测定大于可测定大于5
6、0mg/L的的COD值。值。有机物有机物浓度过高浓度过高重铬酸钾标准法的重铬酸钾标准法的缺点缺点操作步骤繁锁操作步骤繁锁分析时间长分析时间长能耗高能耗高水资源浪费水资源浪费使用的多种试剂会造成二次污染使用的多种试剂会造成二次污染成本高成本高重铬酸钾法改进重铬酸钾法改进采用采用微波加热微波加热器取代煤气灯器取代煤气灯;用用空气冷凝回流管空气冷凝回流管取代传统的水冷凝管取代传统的水冷凝管;用用KAl(SO4)2、MnSO4等助催化剂等助催化剂部分取代部分取代Ag2SO4;利用利用分光光度法分光光度法取代传统的容量滴定法取代传统的容量滴定法 HACH HACH 微回流法微回流法原理:在强酸介质中,重
7、铬酸钾与水样在专用反应管中于150密闭回流2h,试剂中的Cr6+被水样中还原性物质还原成绿色Cr3+,在一定波长下测定Cr3+的吸光值,根据仪器内存工作曲线,可从分光光度计上直接读取水样COD 值。n高量程消解液测定低浓度样品时,高量程消解液测定低浓度样品时,相对误相对误差比较大差比较大n量程范围越大,量程范围越大,产生的误差也越大,产生的误差也越大,如如果单纯的按照各个量程消解液所表征的浓果单纯的按照各个量程消解液所表征的浓度范围来测定其相应浓度的水样,度范围来测定其相应浓度的水样,可能会可能会带来非常大的误差,带来非常大的误差,n对于不确定量程范围的样品,对于不确定量程范围的样品,应用两个
8、量应用两个量程的消解液消解,程的消解液消解,以选取最佳结果。以选取最佳结果。2 2、库仑滴定法、库仑滴定法原理:原理:水样以水样以K K2 2CrCr2 20 07 7为氧化剂为氧化剂,在在HgS0HgS04 4介质中介质中,进行消解进行消解,过量的过量的K K2 2CrCr2 20 07 7用电解产生的亚铁离子作为用电解产生的亚铁离子作为库仑滴定剂库仑滴定剂,进行库仑滴定。进行库仑滴定。根据电解产生亚铁离子根据电解产生亚铁离子所消耗的电量,按照所消耗的电量,按照法拉第定律法拉第定律计算水样中计算水样中CODCOD值。值。96500I tMWnWW电极反应物的质量电极反应物的质量,g;,g;I
9、 I电解电流电解电流,A,A;tt电解时间电解时间,s,s;9650096500法拉第常数,法拉第常数,C C;M M电极反应物的摩尔质量电极反应物的摩尔质量;nn每摩尔电极反应物的电子转移数每摩尔电极反应物的电子转移数。3 3、高锰酸盐指数(、高锰酸盐指数(CODCODMnMn)原理:高锰酸钾原理:高锰酸钾与水样在沸水中加热反应一定时间,与水样在沸水中加热反应一定时间,用用草酸钠草酸钠还原剩余的高锰酸钾并加至过量,过量的还原剩余的高锰酸钾并加至过量,过量的草酸钠再用草酸钠再用高锰酸钾高锰酸钾标准溶液回滴。通过计算求出标准溶液回滴。通过计算求出CODCODMn Mn。计算:计算:CODCODM
10、n Mn(O O2 2,mg/Lmg/L)=(10+V10+V1 1)K-10MK-10M8 810001000100100KK校正系数(每校正系数(每mLmL高锰酸钾标准溶液相当于草酸钠标准高锰酸钾标准溶液相当于草酸钠标准溶液溶液mLmL数;数;K=10/VK=10/V标定标定V V1 1滴定水样消耗滴定水样消耗高锰酸钾标准溶液量,高锰酸钾标准溶液量,mLmL;MM草酸钠标准溶液浓度,草酸钠标准溶液浓度,mol/Lmol/L。高锰酸盐指数测定方法高锰酸盐指数测定方法酸性高锰酸钾法酸性高锰酸钾法适用于氯离子含量不超过300mg/l 水样碱性高锰酸钾法碱性高锰酸钾法适用于氯离子浓度较高的水样常被
11、作为反映常被作为反映地表水地表水受有机物和还原性无机受有机物和还原性无机物污染程度的综合指标。物污染程度的综合指标。重铬酸钾法的氧化率可达重铬酸钾法的氧化率可达90%90%左右,而高锰左右,而高锰酸钾法的氧化率为酸钾法的氧化率为50%50%左右,两者均未完全左右,两者均未完全氧化,因而都只是一个相对参考数据。氧化,因而都只是一个相对参考数据。测定测定BODBOD5 5时确定时确定稀释倍数稀释倍数高锰酸盐指数的应用高锰酸盐指数的应用NoImageCODCODCrCr与与CODCODMnMn之间的比较之间的比较是采用两种不同的氧化剂在各自的氧化条件下测定的根据氧化率比较可得到CODCr CODMn
12、对于同一种水样,CODCr与CODMn之间存在一定的线性关系不同类型的水样之间,CODCr与CODMn的相关性很难确定,可比性也很差。bkCODCODMnCr例题例题n配制理论配制理论CODCOD值为值为600mg/L600mg/L的葡萄糖溶的葡萄糖溶液液400mL,400mL,需称取多少克葡萄糖需称取多少克葡萄糖?解解:C:C6 6H H1212O O6 6+6O+6O2 2=6CO=6CO2 2+6H+6H2 2O O 180 192 180 192 X 0.6 X 0.60.40.4X=180X=1800.60.60.4/192=0.225g0.4/192=0.225g二、生化需氧量二、
13、生化需氧量BODBOD5 5在在氧气充分氧气充分的条件下,微生物将水中有的条件下,微生物将水中有机物降解为无机物所消耗的氧量。机物降解为无机物所消耗的氧量。间接表示水中可降解的有机物的量间接表示水中可降解的有机物的量有机物+氧气 无机物碳化阶段硝化阶段微生物水中有机物的分解的两个阶段水中有机物的分解的两个阶段BODBODt t=La(1-10=La(1-10-Kt-Kt)NoImageBODBOD测定的环境意义测定的环境意义间接表示水中可降解的有机物可降解的有机物的 指标,是研究废水的可生化降解性和生化处理效果的重要参数。根据废水的BOD/COD,可以评价废水的可生化性是废水生化处理工艺设计和
14、动力学研究中的重要参数。BODBOD与时间、温度的关系与时间、温度的关系n BOD20 BOD10 BOD5 n BOD5(30)BOD5(25)BOD5(20)BODBOD5 5的测定方法的测定方法n微生物电极法微生物电极法 n直接测定法直接测定法 n稀释与接种法稀释与接种法 n其它其它 微生物电极结构示意图微生物电极结构示意图氧电极的结构示意图氧电极的结构示意图n微生物电极法微生物电极法 微生物电极微生物电极BODBOD测定仪测定仪原理:有机物浓度一定,扩散到电极表面的氧质量恒定,原理:有机物浓度一定,扩散到电极表面的氧质量恒定,产生的恒电流与有机物浓度产生的恒电流与有机物浓度变化变化存在
15、定量关系存在定量关系适合于适合于2 2500mg/L500mg/L的水样的水样直接测定法测定直接测定法测定BODBOD5 5.水仿真水仿真BOD5BOD5的测定的测定.exe.exe较清洁的水样(BOD57mg/L)可以用直接测定法测其BOD5。步骤步骤:调整水温至调整水温至2020左右左右曝气使水中的溶解氧接近饱和曝气使水中的溶解氧接近饱和将水样装满将水样装满2 2个生化需氧量培养瓶个生化需氧量培养瓶测定其中测定其中1 1个瓶中水样的当日溶解氧个瓶中水样的当日溶解氧另一个瓶在另一个瓶在202011的培养箱中培养的培养箱中培养5 5天,天,5 5天天后取出测定瓶中水样剩余的溶解氧后取出测定瓶中
16、水样剩余的溶解氧BOD5=DO0-DO5.稀释稀释与与接种接种法测定法测定BODBOD5 5 大多数水样,尤其是废水样品的大多数水样,尤其是废水样品的BOD5测定需采用稀释与接种法。测定需采用稀释与接种法。稀释的目的稀释的目的?降低废水中降低废水中有机物浓度有机物浓度,保证在五,保证在五天培养过程中有天培养过程中有充足充足的的溶解氧溶解氧。接种是为水样提供足够的微生物。接种是为水样提供足够的微生物。NoImage 稀释与接种法稀释与接种法 关键步骤关键步骤稀释水的配制稀释水的配制稀释倍数的确定稀释倍数的确定稀释水的接种稀释水的接种稀释与接种法稀释与接种法稀释水的配制稀释水的配制曝气使溶解氧含量
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