化學(xué)需氧量(COD)是指在一定條件下,使用強(qiáng)氧化劑對(duì)水樣中的無機(jī)還原性物質(zhì)及部分或全部有機(jī)物進(jìn)行氧化,通過消耗的氧化劑的量換算出對(duì)應(yīng)的氧的量,以mg/L為單位。COD是反映水體中還原性物質(zhì)的綜合指標(biāo),由于還原性物質(zhì)主要是有機(jī)物,因而COD可以作為衡量水體有機(jī)污染的重要參數(shù),是化工裝置廢水排放的主要監(jiān)測(cè)參數(shù)之一。在線COD檢測(cè)儀常見的測(cè)量方法有重鉻酸鉀消解——分光光度法、紫外(UV)吸收法、高溫燃燒法。
1、重鉻酸鉀消解-分光光度法
在強(qiáng)酸性溶液中,催化劑作用下,以一定溫度加熱消解水樣,以重鉻酸鉀作氧化劑氧化水樣中的還原性物質(zhì)(主要是有機(jī)物),在反應(yīng)過程中,鉻離子從Cr+6還原成Cr+3改變了顏色,顏色的改變程度與水樣中有機(jī)化合物的含量成對(duì)應(yīng)關(guān)系。在一定波長(zhǎng)下,用分光光度計(jì)測(cè)定Cr+3或Cr+6含量,換算至消耗氧的質(zhì)量濃度,得到COD數(shù)值。
以在線COD檢測(cè)儀為例,強(qiáng)酸性溶液使用濃硫酸,催化劑使用硫酸銀,消解池的加熱溫度175℃,COD測(cè)量范圍10mg/L~5000mg/L,消解反應(yīng)時(shí)間根據(jù)實(shí)際水樣在3min~120min自動(dòng)選擇。測(cè)量中的主要干擾物是氯離子,在測(cè)量前要加入硫酸汞形成絡(luò)合物,除去氯離子,超過測(cè)量范圍的水樣要稀釋后才能測(cè)量。
該測(cè)量方法符合我國國家標(biāo)準(zhǔn)HJ828-2017《水質(zhì)化學(xué)需氧量的測(cè)定重鉻酸鹽法》(代替GB11914-89)和國際標(biāo)準(zhǔn),與化驗(yàn)室人工分析原理一致,測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確,因而在國內(nèi)工業(yè)廢水和生活廢水的水體監(jiān)測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用。缺點(diǎn)是分析周期較長(zhǎng),實(shí)時(shí)性較差,使用的化學(xué)試劑含有鉻、汞等有毒物質(zhì),存在二次污染風(fēng)險(xiǎn),維護(hù)比較復(fù)雜。
2、紫外吸收(UV)法
含有芳環(huán)、不飽和鍵的有機(jī)物對(duì)特定波長(zhǎng)的紫外光具有特征吸收。紫外吸收法就是利用有機(jī)物的這一特性,通過測(cè)量樣品的紫外吸光度,來判斷水體中的有機(jī)物濃度。
紫外吸收法COD檢測(cè)儀的測(cè)量光源通常是254nm紫外光,原因是許多有機(jī)物在此波長(zhǎng)下吸收值較為穩(wěn)定。樣品中的懸浮物和膠體物質(zhì)也會(huì)吸收一定的紫外光,影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了補(bǔ)償樣品濁度的影響,增加一束550nm紫外光作為參比光源。工作過程是紫外光穿過樣品池后,利用分光器將測(cè)量光和參比光分開,分別用信號(hào)檢測(cè)器和參比檢測(cè)器測(cè)量??鄢舾蓴_因素造成的吸光度偏差,就能計(jì)算出樣品的紫外吸光度。
紫外吸收法COD檢測(cè)儀無需化學(xué)試劑,測(cè)量實(shí)時(shí)性好,構(gòu)成簡(jiǎn)單,維護(hù)量小。但是這種測(cè)量方法的應(yīng)用前提是水質(zhì)較穩(wěn)定,成分簡(jiǎn)單,樣品的紫外吸光度與COD值之間有較確定的線性關(guān)系。但是工業(yè)廢水的組成復(fù)雜且變化大,COD值不能直接由紫外吸光度來計(jì)算,只能通過定期與化驗(yàn)室分析值對(duì)比后得出的經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行換算,并且這種換算同樣存在較大的偏差與不確定因素,這就極大地限制了紫外吸收法的應(yīng)用范圍。對(duì)于不需要準(zhǔn)確測(cè)量值的廢水中間處理過程,可以根據(jù)水質(zhì)特點(diǎn),適當(dāng)選擇紫外吸收法COD檢測(cè)儀測(cè)量,為處理工藝提供變化趨勢(shì)作為參考。目前,這種測(cè)量方法在國外應(yīng)用較多,在國內(nèi)及歐美各國使用較少。
3、高溫燃燒法
在線COD檢測(cè)儀采用高溫燃燒法測(cè)量COD,工作原理:水樣通過檢測(cè)儀的樣品泵、注射模塊進(jìn)入高溫燃燒爐,在1200℃高溫下,樣品中的所有含碳物質(zhì)完全燃燒,被氧化成二氧化碳和水。燃燒后的氣體流經(jīng)4℃氣體冷卻器、分酸器、過濾器,除去水分,進(jìn)入O2檢測(cè)器,測(cè)得高溫燃燒過程消耗的氧氣,得到COD數(shù)值。
在線COD檢測(cè)儀內(nèi)部采用專利采樣部件,水樣通過時(shí),絕大部分固體顆粒隨水流迅速流過中心采樣管,然后從檢測(cè)儀排出,樣品從水樣中心反方向抽取進(jìn)入采樣管,不需要過濾器。