COD检测方法及原理.ppt

COD检测方法及原理 作者：张西朝 1基本概念 1.1定义 在自然界的循环中，水中的还原性物质，特别是有机化合物在生物氧化降解过程中消耗溶解氧而造成水体氧的缺损，溶解氧的缺损会破坏环境和生物群落的生态平衡，引起水质恶化，甚至发生溶氧消耗殆尽，厌氧菌滋生，造成水体变黑发臭。这就需要针对水中的有机物进行监测。由于有机化合物有数百万种，难以分别定性定量监测。在实践的基础上，环境分析学家寻求到另一种途径，确定一种综合指标，利用有机化合物的还原性质，将耗氧的量作为一项新的指标，这样化学需氧量和生化需氧量就应运而生了。由于生物氧化是一个缓慢的过程，一个月的时间也只能氧化到70％左右，这对污染治理的实际操作就显得滞后，分析化学家们将生物氧化的碳化部分定为五日生化需氧量（BOD5），虽在某种程度上缩短了时间，但仍显得漫长。在这种情 况下，就出现了化学需氧量。 化学需氧量（Chemical Oxygen Demand，简称COD）是指水体中易被强氧化剂（一般采用重铬酸钾）氧化的还原性物质所消耗的氧化剂的量，结果折成氧的量（以mg/L计）。它是表征水体中还原性物质的综合指标。除特殊水样外，还原性物质主要是有机化合物，组成有机化合物的碳、氮、硫、磷等元素往往处于较低价的氧化价态。 化学需氧量定义为在强酸性介质和加热条件下，用重铬酸钾作为氧化剂氧化消解水样时所消耗氧化剂的量，以氧的mg／L来表示，测定结果包括水样中的溶解性物质和悬浮物。化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度，水中还原性物质主要是有机物，因而也可看作是有机污染的综合指标。水被有机物污染是很普遍的，因此化学需氧量也作为有机物相对含量的指标之一，但只能反映能被氧化的有机污染，不能反映吡啶、多环芳烃、二恶英类等较为稳固的有机化合物的污染状况。 1.2意义 化学需氧量通常可作为衡量水体中有机物的相对含量，是一项综合指标。它的作用与医生以体温判断人的一般健康状态有点相似。化学需氧量虽然不能说明具体污染物质的含量，但能综合反映水体受污染的程度。对于河流和工业废水的研究及污水处理厂的效果评价来说，它是一个重要而易得的参数。一般工厂排出的还原性物质引起的CODCr应在100mg／L以下，而一般有机化合物的ThOD在0.5～3.0g/g，且水的密度约为1g／ml=106mg／L，从而可知，对有机化合物的含量应控制在50ppm以下。 COD可以和另一个综合指标生化需氧量BOD联合使用，综合判断水样的可生化性。一般地说，当BOD5／CODCr小于 0.10，则可认为水样难以采用生化降解法治理，当BOD5／CODCr大于 0.30，则可认为水样是易于生化处理的。 2测定方法 2.1概述 COD的测定方法主要以氧化剂的类型来分类，最常见的是重铬酸钾法（Dichromate Method）和高锰酸钾法（Permanganate Method）。前者在欧美国家多为采用，后者在日本广为采用。对于化学需氧量来说，源于二十世纪初，当时为了了解微生物对有机化合物的分解作用，出现生物需氧量（BOD），而采用高锰酸钾作氧化剂测出的量值与五日生化需氧量（BOD5）比较接近，最先在卫生部门采用，我国将此指标称之为“耗氧量”，实际上就是现在所说的“高锰酸盐指数”。随着工业化的进程，污染不断加剧，这种“耗氧量”已经很难衡量工业废水中有机污染的负荷量，从而以重铬酸钾为氧化剂测定化学需氧量的方法成为主流。COD的定量方法因氧化剂的种类和浓度、氧化酸度、反应温度、时间及催化剂的有无等条件的不同而出现不同的结果。 另一方面，在同样条件下也会因水体中还原性物质的种类与浓度不同而呈现不同的氧化程度。化学需氧量是一个条件性指标，必须严格按操作步骤进行。对于COD来说，它并不是单一含义的指标，随着测定方法的不同，测定值也不同，它是水体中受还原性物质污染的综合性指标。 COD重铬酸钾法从建立至今已100多年的历史，参考ISO6060我国制订了GB11914-89《水质 化学需氧量的测定 重铬酸钾法》，本标准适用于各种类型的含COD值大于30mg/L的水样。用0.250mg／L的重铬酸钾溶液可测定大于50mg／L的COD值，未经稀释水样的测量上限是700mg／L，对于COD值小于50mg/L的水样，适宜于采用0.025mol／L的重铬酸钾溶液氧化消解，用0.010mol／L浓度的硫酸亚铁铵滴定，可测定10～50mg／L的COD值。此时的最低检出限为10mg／L。 2.2原理 2.2.1 基本原理 在水样中加入已知量的重铬酸钾溶液，并在强酸性介质下以硫酸银作催化剂，经沸腾回流后，以试亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵溶液滴定水样中未被还原的重铬酸钾，有消耗的硫酸亚铁铵的量换算成消耗的氧的质量浓度。 2.2.2 氧化消解的电化学原理 重铬酸钾具有较高的氧化