一种矿山生产废水的水质化学需氧量检测方法

技术领域

本发明涉及水质化学需氧量检测技术领域，具体涉及一种矿山生产废水的水质化学需氧量检测方法。

背景技术

化学需氧量(COD含量)测定，指的是在规定条件下，测定水体中易被氧化的物质所耗用氧化剂的量，以每升水样消耗氧的毫克数表示，用以说明水体中有机物质含量，评价水体受还原性物质污染的程度，是衡量水质状况的重要参数，也是水质监测中的必测项目。目前常用的COD检测方法为《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》(HJ828-2007)，但此方法检测流程长，对滴定终点的判断需要一定的技术经验，尤其是针对一般化学需氧量较低的水质检测误差较大。《水质化学需氧量的测定快速消解分光光度法》(HJ/T399-2007)，因为其消解加热方法是利用水浴加热，其过程较为复杂，导致因人为因素测量偏差较大，而且在水样中含有不溶或微溶物杂质时，严重影响测量结果。

矿山生产一般包括采矿、选矿、冶炼等生产工艺流程，在这些过程中所产生的废水大多含有部分10微米以下的(悬浮)颗粒物(尤其是在选矿工艺中，部分矿山废水中含量更多)，而且在加工工艺流程中添加了各种有机试剂和无机试剂，导致废水成分过于复杂，严重影响废水中COD的检测结果(尤其是废水中含有大量易生成微溶或不溶物的离子和微细粒悬浮物)。

CN103278471A中公开了一种荧光废水中化学需氧量的监测方法，使用闭管消解分光光度法，将装有水样和试剂的反应管置于160-165℃的消解器中，使用水浴加热消解，此方法在针对矿山生产废水进行检测时，由于其含有较多颗粒物和易生成微溶或不溶物的离子，在水浴消解过程中易黏附在反应管管壁上，导致废水中COD检测误差大，无法满足检测精度要求。

CN110082303A中公开了一种仪器检测水质中COD含量的方法，也是采用密封管作为消解管，装入水样和试剂后，放入小型恒温加热皿中，恒温加热消解。此方法用于矿山生产废水会因其含有较多颗粒物和易生成微溶或不溶物的离子，在消解过程中易黏附在反应管管壁上，导致废水中COD检测误差大，无法满足检测精度要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矿山生产废水的水质化学需氧量检测方法，解决现有消解方法过程复杂，且在水样含有杂质时，测量误差大的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：一种矿山生产废水的水质化学需氧量检测方法，其特征在于：利用微波消解设备进行样品前处理，并用紫外分光光度法进行COD的检测，具体包括如下步骤：

S1.样品摇匀后，取待测水样或标准溶液于消解管中，依次加入硫酸汞溶液、重铬酸钾标准溶液和硫酸银-硫酸溶液；

S2.将消解管盖好，放入微波消解设备中；

S3.设置3段升温，100-120℃保温5分钟，130-150℃保温5分钟，160-170℃保温10分钟，升温结束后自然冷却。多段升温为防止消解管内液体升温过快导致喷溅到管壁影响水样消解效果，进而影响检测结果；

S4.把消解管中溶液定容于容量瓶，摇匀，静置沉淀、过滤(或用0.45微米过滤头过滤)，以避免消解后水样中含有微细粒悬浮物(部分为肉眼不可见悬浮物)，影响检测结果；

S5.利用分光光度计设备，在设定波长、2cm或3cm比色皿、纯水参比的条件下利用标准溶液建立标准曲线，并据此检测和计算待测水样的COD值。

更进一步的技术方案是所述步骤S1中待测水样或标准溶液：重铬酸钾标准溶液：硫酸银-硫酸溶液质量比为2:1:1:3，此比例为综合考虑使水样充分消解完全所使用的通用配比，可根据水样情况进行调整。

更进一步的技术方案是所述步骤S5中检测参数的设定如下：当样品中COD值为100-1000mg/L，波长600±20nm、比色皿为2cm或3cm玻璃比色皿、参比为纯水或超纯水；当样品中COD值为0-200mg/L，波长440±20nm、比色皿为3cm玻璃比色皿、参比为纯水或超纯水。通过大量试验研究，标准曲线溶液浓度点间吸光度差距越大其检测准确度越高，因此高浓度比色皿建议选择2cm或3cm玻璃比色皿，低浓度比色皿建议选择3cm或5cm玻璃比色皿。

更进一步的技术方案是所述硫酸汞溶液中HgSO

更进一步的技术方案是所述标准曲线配制方法为邻苯二甲酸氢钾标准溶液COD

与现有技术相比，本发明的有益效果是：利用微波消解设备对水质样品(或标准溶液)进行前处理，使其加热更加均匀，避免出现不溶物残留管壁的现象，使得检测结果更加准确；分三段升温，避免液体升温过快导致喷溅；再利用紫外分光光度法进行样品检测与计算，更加便捷、准确地进行水质COD检测，提高了COD检测效率，从经济效益和环境保护上具有很大应用优势。

附图说明

图1为本发明实施例1中的标准曲线图。

图2为本发明实施例2中的标准曲线图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以云南省地质矿产勘查开发局中心实验室和云南地矿环境检测中心有限公司的微波消解设备、紫外分光光度设备等辅助设备和标准溶液以及其他化学试剂分别对不同COD值的待测矿山生产废水开展高、低浓度COD检测，对高浓度COD矿山生产废水开展了快速消解法检测试验。

对比例1

快速消解分光光度法检测矿山生产废水COD。

步骤一、试剂配制：硫酸汞溶液ρ(HgSO

标准曲线配制：将邻苯二甲酸氢钾标准溶液COD

步骤二、取2ml的标准系列使用液、未知水样、超纯水(空白溶液)、标准溶液(国家标准溶液)分别放入耐酸玻璃消解管中，依次加入1ml硫酸汞溶液、1ml重铬酸钾标准溶液、3ml硫酸银-硫酸溶液，盖上消解管盖子。

步骤三、将消解管放入自动恒温加热器中，设置165℃保温20分钟，升温结束后自然冷却。

步骤四、将消解管内溶液倒入2cm玻璃比色皿。

步骤五、紫外分光光度设备参数设定：波长600nm，2cm玻璃比色皿、参比溶液为超纯水，校零。先用标准系列使用液建立标准曲线，再在未知样品检测区进行空白溶液、未知水样、标准溶液检测。

步骤六、计算水样COD值，ρ(COD)＝n(A

其曲线图如图1所示，以吸光度为纵坐标，COD值为横坐标建立标准曲线，其中技术要求R值要大于0.999，在进行未知样品检测，其数据见表1。

表1未知样品检测数据

表1检测数据表明：1、快速消解法COD检测结果与传统HJ828 COD检测值相对偏差较大；2、2#样品快速消解方法COD检测值是过滤后的检测结果，其真是结果显示吸光度为1以上，可能消解后水样中含有肉眼不可见悬浮物；3、国家标准溶液2001150检测值在试验误差范围内，检测达标；4、本COD检测方法不满足矿山生产废水COD检测需求。

实施例1

待测样品中COD浓度较高。

步骤一、试剂配制：硫酸汞溶液ρ(HgSO

标准曲线配制：将邻苯二甲酸氢钾标准溶液COD

步骤二、取2ml的标准系列使用液、未知水样、超纯水(空白溶液)、标准溶液(国家标准溶液)分别放入消解管中，依次加入1ml硫酸汞溶液、1ml重铬酸钾标准溶液、3ml硫酸银-硫酸溶液，盖上消解管内塞和盖子。

步骤三、将消解管放入微波消解设备中，设置3段升温，120℃保温5分钟，150℃保温5分钟，170℃保温10分钟，升温结束后自然冷却。

步骤四、将消解管内溶液倒出，定容于50ml容量瓶中，摇匀、静置沉淀、过滤。

步骤五、紫外分光光度设备参数设定：波长600nm，2cm玻璃比色皿、参比溶液为超纯水，校零。先用标准系列使用液建立标准曲线，再在未知样品检测区进行空白溶液、未知水样、标准溶液检测。

步骤六、计算水样COD值，ρ(COD)＝n(A

其曲线图如图2所示，以吸光度为纵坐标，COD值为横坐标建立标准曲线，其中技术要求R值要大于0.999，在进行未知样品检测，其数据见表2。

表2未知样品检测数据

表2检测数据表明：1、新方法COD检测结果与传统HJ828 COD检测值相对偏差基本在5％以内；2、国家标准溶液2001150检测值在试验误差范围内，检测达标；3、本申请方法COD检测方法满足高浓度COD检测需求。

实施例2

待测样品中COD浓度较低，所述方法具体包括如下步骤：

步骤一、试剂配制：硫酸汞溶液ρ(HgSO

标准曲线配制：将邻苯二甲酸氢钾标准溶液COD

步骤二、取2ml的标准系列使用液、未知水样、超纯水(空白溶液)、标准溶液(国家标准溶液)分别放入消解管中，依次加入1ml硫酸汞溶液、1ml重铬酸钾标准溶液、3ml硫酸银-硫酸溶液，盖上消解管内塞和盖子。

步骤三、将消解管放入微波消解设备中，设置3段升温，120℃保温5分钟，150℃保温5分钟，170℃保温10分钟，升温结束后自然冷却。

步骤四、将消解管内溶液倒出，定容于100ml容量瓶中,摇匀、静置沉淀、过滤。

步骤五、紫外分光光度设备参数设定：波长440nm，3cm玻璃比色皿、参比溶液为超纯水，校零。先用标准系列使用液建立标准曲线，再在未知样品检测区进行空白溶液、未知水样、标准溶液检测。

步骤六、计算水样COD值，ρ(COD)＝n(A

其曲线图如图2所示，以吸光度为纵坐标，COD值为横坐标建立标准曲线，其中技术要求R值要大于0.999，在进行未知样品检测，其数据见表3。

表3未知样品检测数据

表3检测数据表明：1、新方法COD检测结果与传统HJ828 COD检测值相对偏差基本在5％以内；2、国家标准溶液2001148检测值在试验误差范围内，检测达标；3、本申请方法COD检测方法满足低浓度COD检测需求。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的范围之内。