一种测定高浓度悬浮物废水COD的方法与流程

一种测定高浓度悬浮物废水cod的方法
技术领域
1.本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种测定高浓度悬浮物废水cod的方法。


背景技术：

2.cod也称化学需氧量，是用来衡量污水中有机物分解所消耗的氧量，间接的可以表示水中还原性污染物的数量。一般cod的浓度可以作为污水设计单元的设计依据，因此准确测定水样中的cod值，也是水污染处理工程的核心问题。
3.国标法测定cod上限是700毫克/升，若超过此浓度的限值，国标法规定，污水需要进行稀释后测定。污水的稀释，其基本原理是蒸馏水和原水按一定比例混合搅拌均匀。对于某些污水，譬如养殖粪污、餐厨废水、屠宰废水，含有动物的大量肠容物粪便、胃容物未完全消化的饲料譬如草根稻壳、餐厨固体废物等，这些污水中的cod是由两部分组成的，悬浮物的cod和溶解性的cod，其中的悬浮物cod占到了总cod的60-70％以上。
4.由于溶解性的cod可以准确稀释，但悬浮物组成相对比较复杂，其密度一般略大于水，颗粒大小不一，在污水中呈现多种存在形态，如沉积、悬浮、胶体状等，因此在水样稀释过程中，会出现如下问题，导致水样的cod测量出现较大偏差。
5.第一个问题是取样的准确性，采用吸管吸取水样，吸管口所在的液面以下位置不同，悬浮物含量不同；第二个问题是取水样后置入容量瓶稀释，得到的稀释样在容量瓶中又产生悬浮物的沉积和附壁现象，这时从容量瓶中移取稀释后的水样去测定cod时，无法准确取得稀释水样中均匀的悬浮物，因此测定的稀释样cod会产生较大偏差。
6.在实际工作中，同一批水样发给不同的检测机构测定，国标法测得的cod值差别甚至达到60％以上。工业领域有时也采用光学法测定cod，但是该光学法也不适用于此类废水，因为高浓度悬浮物会影响光的传播和测试结果。


技术实现要素：

7.基于此，有必要针对现有测定cod的方法，无法测定含高浓度大量悬浮物废水cod的问题，提供一种测定高浓度悬浮物废水cod的方法。
8.一种测定高浓度悬浮物废水cod的方法，包括以下步骤：
9.获取高浓度悬浮物水样；
10.将所述高浓度悬浮物水样搅拌均匀并形成固形物；
11.称取预设质量的所述固形物样品；
12.将所述固形物样品转化为液态，然后测定所述样品的cod值；
13.计算原水样的稀释倍数；
14.根据所述样品的cod值和所述稀释倍数，计算原水样的cod值。
15.在其中一个实施例中，所述将所述高浓度悬浮物水样搅拌均匀并形成固形物的步骤具体为：
16.向所述高浓度悬浮物水样中加入固化剂，搅拌均匀降温至常温，所述固化剂能够
吸附结晶水形成固形物。
17.在其中一个实施例中，向所述固形物加蒸馏水以补充损失的水量。
18.在其中一个实施例中，将所述固形物样品转化为液态的步骤具体为：
19.采用预设质量的蒸馏水，将所述样品转移到cod测定的回流锥形瓶中。
20.在其中一个实施例中，所述计算原水样的稀释倍数的步骤具体为：
21.根据所述高浓度悬浮物水样的质量、所述固化剂的质量、所述固形物样品的质量和所述蒸馏水的质量，计算得到原水样的稀释倍数。
22.在其中一个实施例中，将所述高浓度悬浮物水样搅拌均匀并形成固形物的步骤具体为：
23.向所述高浓度悬浮物水样中加入蒸馏水，稀释冻结。
24.在其中一个实施例中，所述称取预设质量的所述固形物样品的步骤具体为：
25.低温下粉碎冻结固形物，搅拌均匀，称取预设质量的所述固形物样品。
26.在其中一个实施例中，所述计算原水样的稀释倍数的步骤具体为：
27.根据加入的所述蒸馏水的质量、所述固形物样品的质量和所述高浓度悬浮物水样的质量，计算得到原水样的稀释倍数。
28.在其中一个实施例中，所述将所述高浓度悬浮物水样搅拌均匀并形成固形物的步骤之前还包括：
29.向所述高浓度悬浮物水样中加入氢氧化钠溶液，调整溶液的ph值至8.5以上。
30.在其中一个实施例中，测定所述样品的cod值的步骤具体为：
31.采用国标法测定所述样品的cod值。
32.上述测定高浓度悬浮物废水cod的方法至少具有以下优点：
33.1.将高浓度悬浮物形成固形物再取样，可以保证取样的均匀，通过取样均匀的固形物测定cod，可以保证悬浮物和污水可以同比例无差别稀释，且均匀度高。
34.2.避免了吸取少许水样进行稀释时的小量程移液管的堵塞问题，也避免了取少样原水时的不均匀性。
35.3.不会出现悬浮物在稀释过程中二次沉淀无法均匀取出的问题。
36.4.取样时直接称取固形物样品，称量取样精确度高，一般分析天平可以达到0.1毫克的精度，而用移液管的误差在50毫克。
37.5.传统的水样稀释法一般都是整数倍，会受容量瓶容积和移液管容积限制，譬如稀释100倍，50倍，25倍等。本方法的稀释倍数可以在一定范围内灵活变化，根据称重可以得到一个随机的数值，在测定过程中更灵活。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
39.图1为一实施方式中测定高浓度悬浮物废水cod的方法的流程图；
40.图2为第一实施方式中测定高浓度悬浮物废水cod的方法的流程图；
41.图3为第二实施方式中测定高浓度悬浮物废水cod的方法的流程图。
具体实施方式
42.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此发明不受下面公开的具体实施的限制。
43.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
44.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
45.请参阅图1，一实施方式中的测定高浓度悬浮物废水cod的方法，包括以下步骤：
46.步骤s110：获取高浓度悬浮物水样。
47.具体地，高浓度悬浮物水样是指悬浮物cod占到了总cod的60-70％以上的废水，如养殖粪污、餐厨废水、屠宰废水，含有动物的大量肠容物粪便、胃容物未完全消化的饲料譬如草根稻壳、餐厨固体废物等。高浓度悬浮物废水获取时，需要将水样搅拌均匀。
48.步骤s120：将高浓度悬浮物水样搅拌均匀并形成固形物。
49.具体地，将高浓度悬浮物水样形成固形物，其目的是将高浓度悬浮物水样由液态转化为固态，对于混合称量是比较有利的。而将高浓度悬浮物形成固形物的方式，可以根据需要具体选择。
50.在一实施方式中，为了减少挥发性cod在前期混合时散逸，对测量结果出现负偏差，如果原水ph值低于8.5，在步骤s120之前还包括：在高浓度悬浮物水样中加滴氢氧化钠溶液，调整溶液的ph值至8.5以上，该药品对水样的测定无不良影响。
51.步骤s130：称取预设质量的固形物样品。
52.具体地，取样固形物的质量可以根据需要具体选择，若预估原水样cod值较高，则称取固形物样品的质量较小；若预估原水样cod值相对不高，则可以适当多取样固形物。对于水样的稀释，可以在形成固形物之前加入蒸馏水进行稀释，也可以在称取固形物样品后加入蒸馏水，对固形物样品进行稀释。另外，由于只取部分的固形物样品，也可以看作原水样被稀释。
53.步骤s140：将固形物样品转化为液态，然后测定样品的cod值。
54.具体地，将固形物样品转化为液体后，然后转移到cod测定的锥形瓶中。在一实施方式中，可以采用国标法测定样品的cod值，此时固形物样品转化为液态后，应使液态的体积为20ml，以满足国标法待测水样的容积。其中，国标法测定cod的基本原理为：
55.用超量的氧化剂(重铬酸钾)在催化剂硫酸银的作用下，在强酸性条件下(50％硫酸)高温反应2小时，然后滴加指标剂邻菲罗啉，用硫酸亚铁铵返滴定。反应前的氧化剂用量，减去硫酸亚铁铵返滴定消耗的氧化剂量，就是水样中的化学需氧量。国标具体操作方法详见：《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》(gb11914-89)。
56.在一实施方式中，测定样品cod值的方法不限于国标法，可以根据实际需要灵活选
择测定的方法。例如，测定样品的cod值也可以选择消解法、重铬酸钾法等。
57.步骤s150：计算原水样的稀释倍数。
58.具体地，取样固形物样品时，由于只取部分的固形物样品，原水样被稀释。国标法测定的cod值为稀释后水样的cod，需要计算出稀释倍数，然后得到原水样的cod值。
59.步骤s160：根据样品的cod值和稀释倍数，计算原水样的cod值。
60.具体地，根据原水样的cod值，等于样品的cod值乘以稀释倍数。
61.以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
62.实施例1
63.请参阅图2，一实施方式中的测定高浓度悬浮物废水cod的方法，包括以下步骤：
64.步骤s210：获取高浓度悬浮物水样。
65.具体地，高浓度悬浮物废水指悬浮物cod占到了总cod的60-70％以上的废水，如养殖粪污、餐厨废水、屠宰废水，含有动物的大量肠容物粪便、胃容物未完全消化的饲料譬如草根稻壳、餐厨固体废物等。高浓度悬浮物废水获取时，需要将水样搅拌均匀。在一实施方式中，获取高浓度悬浮物水样m1克。
66.步骤s220：向高浓度悬浮物水样中加入固化剂，搅拌均匀形成固形物。
67.具体地，向高浓度悬浮物水样中加入固化剂m2克，搅拌均匀降温至常温，固化剂具有吸附结晶水的特性，待高浓度悬浮物水样和固化剂混合后，可以得到成形的固形物m1+m2克。其中，固化剂在cod测定过程中，不参与氧化还原反应，因此对于测定的结果没有任何影响。固化剂与高浓度悬浮物水样的混合，可以对水样进行稀释。
68.在一实施方式中，固化剂可为无水硅胶粉。当然，固化剂也可以为其他材料，只要能够吸附结晶水且不影响后续的cod测定即可。例如，固化剂可以采用硫酸钾和硫酸钠等。
69.在上述实施例的基础上，进一步地，无水硅胶粉吸水过程中，放热可能会造成少许水蒸发，导致无水硅胶粉和高浓度悬浮物水样总质量略有减少。因此，需要向固形物内补入适当的蒸馏水以补充损失的水量，也就是说固形物的质量应等于高浓度悬浮物水样和无水硅胶粉的质量之和，即m1+m2克。
70.步骤s230：称取预设质量的固形物样品。
71.按原水浓度以及锥形瓶需投入待测水样的容积，估算出样品的称重范围，然后称取预设质量的固形物样品。在一实施方式中，准确称取m3克固形物样品，其中固形物样品的质量小于20克，因此看作是对原水样进行了稀释。
72.步骤s240：利用蒸馏水转移固形物，然后测定样品的cod值。
73.具体地，蒸馏水转移固形物，一方面可以将固形物转化为液态，另一方面可以对固形物样品进行进一步稀释，然后测定样品的cod值。
74.在一实施方式中，可以采用国标法测定样品的cod值。国标法测定cod的锥形瓶的待测水样的容积一般为20ml，则采用20-m3克蒸馏水无损失的将取样的样品转移至锥形瓶中。
75.国标法测定cod的基本原理为：用超量的氧化剂(重铬酸钾)在催化剂硫酸银的作用下，在强酸性条件下(50％硫酸)高温反应2小时，然后滴加指标剂邻菲罗啉，用硫酸亚铁铵返滴定。反应前的氧化剂用量，减去硫酸亚铁铵返滴定消耗的氧化剂量，就是水样中的化学需氧量。国标具体操作方法详见：《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》(gb11914-89)。
76.值得注意的是，本技术中水样和蒸馏水的取样按质量取样，以与固体的称重方式匹配。常温下水的密度约为1克/毫升，不同环境水温和密度不同，本技术按1克/毫升计算时绝对误差控制1-2％内，满足测定精度要求。国标法中单位是体积质量浓度，所表达的cod浓度也会因水的密度不同存在一定的误差。
77.步骤s250：计算原水样的稀释倍数。
78.具体地，根据高浓度悬浮物水样的质量、固化剂的质量、固形物样品的质量和蒸馏水的质量，计算得到原水样的稀释倍数。即稀释倍数等于k＝20
÷
[m3×
(m1÷
m2)]。
[0079]
步骤s260：根据样品的cod值和所述稀释倍数，计算原水样的cod值
[0080]
具体地，原水样的cod值，等于样品的cod值乘以稀释倍数。
[0081]
下面采用具体地的实施方式举例说明：
[0082]
(1)取某厂搅拌均匀后的粪污水样100克；
[0083]
(2)加入100克无水硅胶粉，再次搅拌均匀，冷却至常温。过程中可能因硅胶吸水放热造成少许水蒸发，总重量会略有减少，加蒸馏水调整混合物的总质量为200克后搅拌均匀；
[0084]
(3)向称量皿中取出待测样品0.2435克(按原水浓度可以估算样品的称重范围)；
[0085]
(4)用(20-0.2435)克蒸馏水无损失的将等测样品转移到国标法测定cod的锥形瓶中，然后按国标法回流、冷却、滴定、计算固体样品的cod值为422毫克/升；
[0086]
(5)计算修正系数k：k＝20
÷
[0.2435
×
(100
÷
200)]＝164.3；
[0087]
(6)原水的实际cod值＝164.3*422＝69335毫克/升。
[0088]
实施例2
[0089]
请参阅图3，一实施方式中的测定高浓度悬浮物废水cod的方法，包括以下步骤：
[0090]
步骤s310：获取高浓度悬浮物水样。
[0091]
具体地，高浓度悬浮物水样是指悬浮物cod占到了总cod的60-70％以上的废水，如养殖粪污、餐厨废水、屠宰废水，含有动物的大量肠容物粪便、胃容物未完全消化的饲料譬如草根稻壳、餐厨固体废物等。高浓度悬浮物废水获取时，需要将水样搅拌均匀。在一实施方式中，获取高浓度悬浮物水样m1克。
[0092]
步骤s320：向高浓度悬浮物水样中加入蒸馏水，稀释冻结。
[0093]
具体地，向高浓度悬浮物水样中加入蒸馏水m2克，初步搅拌均匀，实现对原水样的稀释，然后将稀释水样冻结形成固形物。
[0094]
步骤s330：低温下粉碎冻结固形物，搅拌均匀，称取预设质量的固形物样品。
[0095]
具体地，在低温条件下，可以采用粉碎机等设备，将固形物粉碎为细小的粉末，然后将固形物搅拌混合均匀。低温条件可以避免固形物融化，低温条件一般为低于0℃。固形物样品称取的质量，可以根据后续测定cod所采用的方法，具体称取对应的质量。
[0096]
例如，若cod测定采用国标法，则根据国标法测定cod锥形瓶待测水样的容积，称取与该容积相匹配质量的固形物样品。其中，国标法测定cod的锥形瓶待测水样的容积一般为20ml，则称取20克固形物样品。当然，也可以选择不直接称取20克固形物样品，固形物样品转入到锥形瓶内后，在锥形瓶中加入蒸馏水稀释到20ml，以对固形物样品进一步稀释。
[0097]
步骤s340：将固形物样品融化为液态，然后测定样品的cod值。
[0098]
具体地，将固形物样品升温，使冰冻的固形物融化为液态，固形物融化后体积为
20ml，然后测定样品的cod值。在一实施方式中，采用国标法测定样品的cod值，国标法测量cod的基本原理为：
[0099]
用超量的氧化剂(重铬酸钾)在催化剂硫酸银的作用下，在强酸性条件下(50％硫酸)高温反应2小时，然后滴加指标剂邻菲罗啉，用硫酸亚铁铵返滴定。反应前的氧化剂用量，减去硫酸亚铁铵返滴定消耗的氧化剂量，就是水样中的化学需氧量。国标具体操作方法详见：《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》(gb11914-89)。
[0100]
值得注意的是，本技术中水样和蒸馏水的取样按质量取样，以与固体的称重方式匹配。常温下水的密度约为1克/毫升，不同环境水温和密度不同，本技术按1克/毫升计算时绝对误差控制1-2％内，满足测定精度要求。国标法中单位是体积质量浓度，所表达的cod浓度也会因水的密度不同存在一定的误差。
[0101]
步骤s350：计算原水样的稀释倍数。
[0102]
具体地，根据高浓度悬浮物水样的质量、固形物样品的质量和蒸馏水的质量，计算得到原水样的稀释倍数。即稀释倍数等于：
[0103]
k＝20
÷
{20
×
[m1÷
(m1+m2)]}。
[0104]
步骤s370：根据样品的cod值和所述稀释倍数，计算原水样的cod值
[0105]
具体地，原水样的cod值，等于样品的cod值乘以稀释倍数。
[0106]
下面采用具体地的实施方式举例说明：
[0107]
(1)取某厂搅拌均匀后的屠宰水样100克；
[0108]
(2)加入800克蒸馏水，初步搅拌均匀，实现对原水样的稀释；
[0109]
(3)将稀释水样在冷冻机构中冻结成固体，然后将固形物在粉碎机中均匀粉碎，将粉碎的粉末搅拌混合均匀；
[0110]
(4)在低温条件下，采用称量皿准确称取20克固形物样品；
[0111]
(5)将固形物样品转移到国标法的锥形瓶中，使固形物样品缓慢融化为液态，然后按国标法回流、冷却、滴定、计算固体样品的cod值为435毫克/升；
[0112]
(6)计算修正系数k：k＝20
÷
[20
×
(100
÷
900)]＝9
[0113]
(7)原水的实际cod值＝9*435＝3915毫克/升。
[0114]
上述测定高浓度悬浮物废水cod的方法至少具有以下优点：
[0115]
1.将高浓度悬浮物形成固形物再稀释，或者将高浓度悬浮物稀释后形成固形物，通过取样均匀的固形物测定cod，可以保证悬浮物和污水可以同比例无差别稀释，且均匀度高。
[0116]
2.避免了吸取少许水样进行稀释时的小量程移液管的堵塞问题，也避免了取少样原水时的不均匀性。
[0117]
3.不会出现悬浮物在稀释过程中二次沉淀无法均匀取出的问题。
[0118]
4.取样时直接称取固形物样品，称量取样精确度高，一般分析天平可以达到0.1毫克的精度，而用移液管的误差在50毫克。
[0119]
5.传统的水样稀释法一般都是整数倍，会受容量瓶容积和移液管容积限制，譬如稀释100倍，50倍，25倍等。本方法的稀释倍数可以在一定范围内灵活变化，根据称重可以得到一个随机的数值，在测定过程中更灵活。
[0120]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施
例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各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各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。