待测COD水样中氯离子的去除方法及其装置与流程

本发明涉及待测COD水样中氯离子的去除方法及其装置。

背景技术：

化学需氧量COD(Chemical Oxygen Demand)在河流污染和工业废水性质的研究以及废水处理厂的运行管理中，是一个非常的参数。其是指在一定条件下，用一定氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂的量，其用于反映水体受还原性物质污染的程度，可作为有机物相对含量的综合指标。

现有技术中，重铬酸钾法是较常用的测定待测COD水样的COD的方法。在该方法中，以重铬酸钾为氧化剂，硫酸银为催化剂，在硫酸介质中，于一定温度下，将水样中有机物氧化，然后再通过相应的测定方法测定消耗的或者剩余的重铬酸钾，并计算COD值。然而，在这种方法中，由于水样中通常存在有氯离子，氯离子与硫酸银会发生化学反应产生氯化银沉淀，一方面减少催化剂的量，另一方面若后续利用光度法来测定消耗的重铬酸钾，则氯化银沉淀会影响光的通过。而且，水样中的氯离子也会被重铬酸钾氧化，从而会影响COD测定结果的准确性。因此，消除待测COD水样中的氯离子的干扰对于准确测定待测水样的COD非常关键。

目前，消除待测COD水样中的氯离子的干扰的方法例如是在测量设备中加入重铬酸钾之前，将待测COD水样与浓硫酸混合后置于待吹气的且不封闭的容器中，通过加热装置将该容器中的液体温度加热至液体不会沸腾的某一高温温度并保持在该高温温度，同时通过吹气装置向该容器中连续吹入空气。在容器中，待测COD水样中的氯离子与酸发生化学反应产生氯化氢，通过连续吹气可以携带出气态形式的氯化氢，从而能够使氯离子脱离待测COD水样。

上述去除待测COD水样中的氯离子的方法需要向容器中连续吹气，当待测COD水样中含氯离子过高(例如，大于5000mg/L)时，去除水样中的氯离子所需要连续吹气的时间会比较长(例如，10分钟以上)。当较长时间地向容器中连续吹入外部冷空气时，会使得容器内液体的温度持续降低，因而可能会导致容器内液体的温度无法一直保持在除氯时化学反应所需要的温度条件(即，上述某一高温温度)，从而会导致除氯性能下降，无法彻底将 待测COD水样中的氯离子去除干净，进而影响COD测定结果。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种待测COD水样中氯离子的去除方法及其装置，通过采用间断式吹气，使得既能够保证吹气的动作以从开口容器中带出气态氯化氢，又能够保证在间断式吹气期间开口容器内的混合液的温度保持在化学反应所需的目标温度，即，能够保证除氯所需的温度条件，进而保证除氯性能，从而有效去除待测COD水样中的氯离子，提高COD测定的准确性。

为实现此目的，根据本发明的一个方面，提供一种待测COD水样中氯离子的去除方法，包括：

将一定体积比例的待测COD水样与浓硫酸的混合液置于开口容器中；

通过加热装置对开口容器加热以将混合液加热至目标温度，并且将混合液的温度保持在目标温度，在目标温度下，待测COD水样中的氯离子与浓硫酸能够发生化学反应以在开口容器中产生氯化氢；以及

通过吹气装置间断式地向开口容器内吹气，

当吹气装置向开口容器内吹气时，能够从开口容器中带出气态形式的氯化氢，

其中，在吹气装置间断式地向开口容器内吹气的过程中，加热装置能够将混合液的温度保持在目标温度。

进一步，在该待测COD水样中氯离子的去除方法中，当吹气装置间断式地向开口容器内吹气的总吹气时间达到所需要的吹气时间后,吹气装置不再向开口容器中吹气。

进一步，在该待测COD水样中氯离子的去除方法中，吹气装置间断式地向开口容器内吹气的过程中的每一次连续吹气的时间为在吹气条件下，加热装置能够将混合液的温度保持在目标温度的最长时间。

进一步，在该待测COD水样中氯离子的去除方法中，吹气装置间断式地向开口容器内吹气的过程中的两次相邻的连续吹气之间的时间为从一次连续吹气结束时至之后的连续吹气开始时加热装置能够将混合液的温度保持在目标温度的最短时间。

进一步，在该待测COD水样中氯离子的去除方法中，吹气装置包括蠕动泵。

进一步，在该待测COD水样中氯离子的去除方法中，当吹气装置向开口容器吹气时吹入的是空气。

进一步，在该待测COD水样中氯离子的去除方法中，加热装置包括加热丝。

进一步，在该待测COD水样中氯离子的去除方法中，一定体积比例的待测COD水样与浓硫酸至少能够使得待测COD水样中的氯离子完全生成氯化氢。

根据本发明的另一个方面，提供一种待测COD水样中氯离子的去除装置，包括：

开口容器，该开口容器中置入一定体积比例的待测COD水样与浓硫酸的混合液；

加热装置，该加热装置对开口容器加热以将混合液加热至目标温度，并且将混合液的温度保持在目标温度，在目标温度下，待测COD水样中的氯离子与浓硫酸能够发生化学反应以在开口容器中产生氯化氢；以及

吹气装置，该吹气装置间断式地向开口容器内吹气，当吹气装置向开口容器内吹气时，能够从开口容器中带出气态形式的氯化氢，

其中，在吹气装置间断式地向开口容器内吹气的过程中，加热装置能够将混合液的温度保持在目标温度。

采用本发明提供的待测COD水样中氯离子的去除方法及其装置，能够实现间断式吹气，并且能够实现在间断式吹气过程中混合液的温度保持在除氯时化学反应所需的温度条件，因而既能够保证吹气的动作以将开口容器中的气态氯化氢带出，又能够保证除氯性能，有效去除待测COD水样中的氯离子，提高COD测定的准确性。

附图说明

图1为根据本发明实施例的待测COD水样中氯离子的去除装置的示意图；

图2为根据本发明实施例的待测COD水样中氯离子的去除方法的流程图；以及

图3为根据本发明实施例的气泵5间断式地向反应池3内吹气的一个实例。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明的内容，以下结合附图，通过具体实施方式的说明，对本发明进行更加深入而具体的介绍。

本发明所提供的待测COD水样中氯离子的去除装置包括开口容器、加热装置、以及吹气装置。开口容器用于在其中置入一定体积比例的待测COD水样与浓硫酸的混合液。加热装置用于对开口容器加热以将混合液加热至目标温度，并且将混合液的温度保持在目标温度。在该目标温度下，待测COD水样中的氯离子与浓硫酸能够发生化学反应以在开口容器中产生氯化氢。吹气装置用于间断式地向开口容器内吹气，当吹气装置向开口容器吹气时，能够从开口容器中带出气态形式的氯化氢，其中，在吹气装置间断式地向开口容器内吹气 的过程中，加热装置能够将混合液的温度保持在目标温度。

图1为本发明实施例所提供的待测COD水样中氯离子的去除装置的示意图。图1中，反应池3作为开口容器，其内用于置入待测COD水样与浓硫酸的混合液4。气泵5作为吹气装置，其通过通气软管1与反应池3的一开口端连接，用于向反应池3中吹入空气(例如，图1中示出的吹入空气6)。通气软管1通过压块2与反应池3的一开口端固定连接。气泵5例如是蠕动泵。加热丝8作为加热装置，用于对反应池3加热，以将反应池3中的混合液4加热至目标温度，并且保持在该目标温度。在该目标温度下，混合液4中待测COD水样中的氯离子能够与浓硫酸发生化学反应，从而生成氯化氢，由于氯化氢易溶于水，因而反应产生的氯化氢将溶于混合液4中变成盐酸溶液。若通过气泵5经由通气软管1向反应池3中吹入空气(例如，吹入空气6)，由于盐酸溶液是强挥发性的，因而混合液4将会挥发氯化氢气体，经过混合液4的空气中也将携带氯化氢气体(如图1中的携带氯化氢的空气7)。图1中，反应池3的另一开口端经由通气软管1(压块2用于将通气软管1与另一开口端固定连接)与外部连通，经过混合液4的携带氯化氢的空气(例如携带氯化氢的空气7)通过通气软管1能够被排出到外部(如图1中的携带氯化氢的空气9)。在以下的描述中，反应池3即指代开口容器，加热丝8即指代加热装置，气泵5即指代吹气装置。

以下结合图2和图3来具体说明根据本发明的实施例的在图1所示的去除装置中进行的待测COD水样中氯离子的去除方法。在图1所示的待测COD水样中氯离子的去除装置中，气泵5向反应池3内进行间断式吹气，并且在间断式吹气的过程中，加热丝8将一直处于工作状态，并使得反应池3内混合液的温度能够被保持在化学反应所需要的目标温度，从而能有效去除待测COD水样中的氯离子，提高COD测定的准确性。

图2为根据本发明实施例的待测COD水样中氯离子的去除方法的流程图。

首先，在步骤S11中，在反应池3中置入一定体积比例的待测COD水样与浓硫酸的混合液4。这里，被混合的待测COD水样与浓硫酸的体积需满足一定的比例，在满足该比例的条件下，浓硫酸的体积至少应当满足能够使得待测COD水样中的氯离子能完全与之反应生成氯化氢，从而为后续能够有效去除待测COD水样中的氯离子做准备。关于待测COD水样与浓硫酸的体积比例应当根据实际情况，例如，待测COD水样中氯离子的含量等，而具体确定，本发明在此不作特别限定。

接下来，在步骤S12中，通过加热丝8对反应池3进行加热，以将反应池3中的混合液4加热至目标温度，并且将混合液4的温度保持在该目标温度。目标温度是大于常温的高温温度，在该目标温度下，混合液中的待测COD水样中的氯离子会与浓硫酸发生化学反应， 产生氯化氢，该氯化氢溶于水，形成盐酸溶液。这里，对于该目标温度的确定既要考虑能够使得氯离子与浓硫酸发生化学反应产生氯化氢，又要考虑到在进行以下将描述的间断式吹气过程时，能够将混合液4的温度保持在该目标温度，同时还要保证反应池3能够承受目标温度的高温温度，以及混合液4不会沸腾等。在本发明的实施例中，将该目标温度确定为135℃，但并不限于此。

随后，在步骤S13中，通过气泵5间断式地向反应池3内吹气。

该步骤中，间断式地向反应池3内吹气不同于现有技术中向容器内连续吹气所需要的吹气时间，而是向反应池3内吹气一段时间后，停止向反应池3内吹气一段时间，之后再通过气泵5向反应池3内吹气一段时间，如此循环反复地进行周期性地吹气与不吹气，直至总的吹气时间达到所需要的吹气时间。当进行间断式吹气的总的吹气时间达到所需要的吹气时间后，气泵5将不再向反应池3内吹气。可以通过继电器或者单片机等来控制气泵5的开或关，以实现向反应池3内吹气或者不吹气。图3显示了根据本发明实施例的气泵5间断式地向反应池3内吹气的一个实例。如图3所示，从时刻t0至t1的一段时间T1(例如，M秒)内，气泵5被打开，从而向反应池3内吹气，之后从时刻t1至t2的一段时间T2(例如，N秒)内，气泵5被关闭，从而停止向反应池3内吹气，紧接着从时刻t2至t3的一段时间T1内，气泵5又被打开，以向反应池3内吹气，之后又被关闭，以停止向反应池3内吹气一段时间T2，如此反复地进行间断式地吹气，直至总的吹气时间达到所需要的吹气时间。

在该步骤中，当气泵5向反应池3内吹入空气时，反应池3中的混合液4中的盐酸溶液能够从混合液4中挥发出去，因而经由气泵5吹入的、并且经过混合液4后的空气中将携带有挥发出的气态的氯化氢，该携带有气态的氯化氢的气体能够经由通气软管1从反应池3中排出，如此能够通过吹气动作实现待测COD水样中的氯离子的去除。而且，由于采用间断式地吹气方式，所以可以控制在进行间断式地吹气的过程中的每一次连续吹气的时间(例如，图3中从时刻t0至t1的时间T1)，使得在每一次连续吹气的时间内，反应池3中的混合液的温度能够通过加热丝8被保持在目标温度，而不会出现现有技术中存在的当较长时间地向容器中连续吹入外部冷空气时，会使得容器内液体的温度持续降低，导致容器内液体的温度无法一直被保持在除氯时化学反应所需要的温度条件，从而导致除氯性能下降，无法彻底将待测COD水样中的氯离子去除干净，进而影响COD测定结果的问题。而在本发明中，采用间断式式地吹气，可以控制每一次连续吹气的时间，以保证在连续吹气的时间内反应池3中的混合液4的温度能够被保持在氯离子与浓硫酸发生化学反应所需的温度，因而相对于现有技术能够使得氯离子去除性能更稳定，效果更明显，从而能进一步提高COD测量的稳 定性。

应当注意，虽然在进行间断式地吹气的过程中的每一次连续吹气的时间越短，加热丝8越容易将反应池3内混合液的温度保持在目标温度，但是在确定每一次连续吹气的时间时，并不意味着该连续吹气的时间越短越好，因为该连续吹气的时间太短也会造成氯化氢气体无法及时排出，从而使得吹气除氯的效果不佳。因此，需要兼顾考虑吹气除氯的效果以及在吹气的条件下，加热丝8能够将反应池3内混合液的温度保持在目标温度的能力等来确定每一次连续吹气的时间。较佳地，可以将每一次连续吹气的时间设置为在吹气的条件下加热丝8能够将反应池3内混合液的温度保持在目标温度的最长时间，以达到最佳的除氯效果。

此外，在进行间断式地吹气的过程中的两次相邻的连续吹气之间的不吹气的时间也不能过长，因为氯化氢易溶于水的，如果长时间不吹气，会导致处于反应池3内的挥发的氯化氢气体(例如，图1所示的空气7中携带的氯化氢)再溶于水样中，从而也会影响除氯性能。较佳地，可以将两次相邻的连续吹气之间的不吹气的时间设置为从一次连续吹气结束时至之后的连续吹气开始时加热丝8能够将混合液4的温度保持在目标温度的最短时间，从而保证除氯性能，提高除氯效果。

综上所述，根据本发明的待测COD水样中氯离子的去除方法及其装置，通过采用间断式吹气的方法，既能够保证吹气的动作以带出氯化氢气体，又能够保证在间断式吹气过程中混合液的温度能够被保持在除氯时化学反应所需的温度条件，从而能够提高除氯的稳定性，以便更有效地去除待测COD水样中的氯离子，进而提高COD测定的准确性。

最后需要说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例所述技术方案的范围。