化工废水中化学需氧量的测定分析与研究

李光明

(忻州市环境监测站，山西 忻州 034000)

我国不仅水资源短缺，还伴随着日益严重的水环境污染问题。据研究显示，目前工业废水是我国水体最主要的污染源，它量大面广，且所含的污染物成分多、组成杂、毒性大。其中，化工废水又是工业废水处理的大难题，尤其是因其含有的有机物种类非常之多，为此，研究化工废水的检测及处理技术极为重要。本文主要针对化工废水中化学需氧量(COD)的测定分析进行研究。

1 实验用水(废水)来源

在实验室条件下，分别配置质量浓度为50、125、250 mg/L 3种不同COD标准溶液。具体配制方法如表1所示。

表1 不同COD标准溶液配制表

2 实验方法

2.1 高锰酸钾法

2.1.1 主要仪器、试剂

本实验中所用仪器、试剂如表2所示。

表2 实验中所用仪器、试剂

2.1.2 测定方法

1) 在酸性溶液中测定化学耗氧量(COD)

KMnO4是一种氧化剂，其氧化能力与溶液的酸度有关。在酸性条件下，高锰酸钾具有很高的氧化电位，使水中还原性物质氧化。具体步骤为：量取适量水样置于锥形瓶中，加入10 mL硫酸(1∶3)溶液，摇匀；用滴定管加入10 mL 0.01 mol/L高锰酸钾标准溶液，并对其加热煮沸；迅速加入10 mL 0.01 mol/L草酸钠标准溶液，还原未反应的高锰酸钾，此时，溶液退色；继续用0.01 mol/L高锰酸钾标准溶液回滴过量的草酸钠，至微红色；记录0.01 mol/L高锰酸钾标准溶液的消耗量V(mL)，并计算结果[1]。

2) 在碱性溶液中测定化学耗氧量(COD)

在碱性条件下，高锰酸钾是较弱的氧化剂，但氧化有机物的反应速度在碱性溶液中比在酸性溶液中快。具体步骤为：量取适量水样置于锥形瓶中，加入2 mL 10%氢氧化钠溶液，摇匀；采用酸性溶液中测定耗氧量法相同的测定步骤。

2.2 重铬酸钾法

2.2.1 主要仪器、试剂(见表3)

表3 实验中所用仪器、试剂

2.2.2 测定方法

重铬酸钾法测定水样COD的方法如图1所示[2]。

图1 重铬酸钾法测定水样COD步骤

3 结果与讨论

3.1 准确度与精密度

COD测定方法是一种实验方法，并不是分析方法，因此，必须严格按照方法规定的条件和程序进行分析。分别采取高锰酸钾法酸性溶液和碱性溶液和重铬酸钾法，5次平行测定的3种不同COD标准溶液的测定结果如表4所示。

1) 准确度。由表4可知，对COD值为50 mg/L的标准溶液COD值的测定，高锰酸钾法(酸性或碱性条件)准确度相对较高，重铬酸钾法准确度相对较低，但总体差别不是很大；对COD值为125 mg/L及250mg/L的标准溶液COD值的测定，高锰酸钾法(酸性或碱性条件)准确度显著偏低，重铬酸钾法准确度明显较高，其中，高锰酸钾法(酸性条件)准确度相对更低，总体差别较大。也就是说，对于COD值为低浓度的标准溶液，可以采用高锰酸钾法(酸性2) 精密度。由表4可知，对COD值为50 mg/L的标准溶液，采用高锰酸钾法(碱性条件)测定结果的相对标准偏差最高为2.56%，对COD值为250 mg/L的标准溶液，采用重铬酸钾法测定结果的相对标准偏差最低为0.54%。表明高锰酸钾法(酸性或碱性条件)和重铬酸钾法精密度都较可靠，可以在实践中采用此两种分析方法。

表4 3种浓度COD标准溶液测定结果

或碱性条件)，这与《GB/T15456-59工业循环冷却水中COD测定——高锰酸钾法》规定一致；对于COD值为高浓度的标准溶液，为了保证准确度，最好采用重铬酸钾法。此外，重铬酸钾法对于COD值为低浓度的标准溶液，也能满足生产要求。

3.2 工业废水原水值的分析测定

取某石化化肥厂总出口的水样(①号)及生化处理单元入口的水样(②号)适量，分别采用高锰酸钾法(酸性或碱性条件)和重铬酸钾法对其进行测定，3种方法测定2种废水样的COD值结果如表5所示。

表5 3种方法测定2种废水样的COD值 mg/L

由表5可知，总出口的①号废水样COD值较生化处理单元入口的②号水样的COD值低，表明经过一系列的工艺处理后，废水得到了很大程度的处理，变得相对清洁。而对于本实验而言，对于①号废水样COD值的测定，高锰酸钾法(酸性或碱性条件)法远低于重铬酸钾法；对于②号废水样COD值的测定，也是如此。由此可以表明，重铬酸钾法和高锰酸钾法所测得的COD值有一定的差别，尤其重铬酸钾法与高锰酸钾法对②号废水样COD值的测定分析结果竟然相差十几倍。

3.3 高锰酸钾法和重铬酸钾法测定结果比较

针对查阅的高锰酸钾法的反应条件可知，高锰酸钾法在酸性介质中有更强的氧化性，在碱性条件下氧化有机物的反应速率较快，故其在各种介质条件下均能应用；重铬酸钾法中，酸度、试剂加入量及加入顺序对测定准确度均有影响。

相比较而言，酸性高锰酸钾的电极电位大于重铬酸钾的电极电位，而重铬酸钾的电极电位远大于碱性高锰酸钾的电极电位；重铬酸钾氧化法的氧化率可大大提高，且其稳定性比高锰酸钾的稳定性好。故，重铬酸钾法多用于生活污水和有机物含量较多的工业废水，以及适用于测定水样中有机物的总量。高锰酸钾法氧化率较低，但比较简便，可用于测定水样中有机物含量的相对比较值。

4 结论

本文采用重铬酸钾法和高锰酸钾法测定一定浓度标准溶液的COD值，可得如下结论：

1) 准确度。对于COD值为低浓度的标准溶液，高锰酸钾法(酸性或碱性条件)准确度相对较高，故，可以采用高锰酸钾法(酸性或碱性条件)测定COD值，这与《GB/T15456-59工业循环冷却水中COD测定——高锰酸钾法》规定一致；对于COD值为高浓度的标准溶液，为了保证准确度，最好采用重铬酸钾法，但是重铬酸钾法对于COD值为低浓度的标准溶液，也能满足生产要求。

2) 精密度。对任何浓度的COD标准溶液进行测定，高锰酸钾法(酸性或碱性条件)和重铬酸钾法精密度都较可靠，可以在实践中采用此两种分析方法。

3) 适用性。重铬酸钾法多用于生活污水和有机物含量较多的工业废水，以及适用于测定水样中有机物的总量。高锰酸钾法氧化率较低，但比较简便，可用于测定水样中有机物含量的相对比较值。