做环保水处理这一行这么多年了,要说我最不愿意面对的一类废水,高氯低COD的肯定有一席之地。例如氯离子动辄上万毫克升,然后COD值只有个五六十毫克升。如果在遇上业主要求你再去除个百分之五六十的样子,那就更挠头了。那位说了:“区区五六十的COD,就算全部去除掉,又能费多大劲?”没错,要是抛开盐度不看,单论COD,就算构成物质全是POPs,那也是一顿高级氧化就能解决的。实在解决不了,那就加大点火力输出,总归是能摆平的。但如果高盐再复配了低COD,那就难了。怎么个难法呢?就像少数几个谍探,伪装成了老百姓,混进了乌泱泱的人群中,不费一番大力气,你又如何分得清?这种高盐低COD废水就是如此,少数的几个真正构成COD的有机物,混入了大量的“假”COD——氯离子中。如果此时你还按照常规流程检测,那么最终得到的数据,肯定就会失真。实际项目中,因为这种数据失真引发的纠葛,可不在少数。就好比说我们最近一个项目,最后的出水就是一种典型的高氯低COD废水。通过我们自测,发现出水的氯离子含量差不多在10000mg/L左右,COD值差不多在40mg/L左右。但人家甲方的化验室却并不认同我们的数据,经过他们自测,发现出水COD在100mg/L左右。双方的数据,足足差了一倍不止!领导为此懊恼不已,就拉着我们的化验员找甲方的化验员对质。但双方化验员都坚持说自己测得没错,都指责对方不专业,但具体怎么个不专业法,双方又说不出来个所以然。等我到现场一看,差点没乐出声来,赶紧安抚剑拔弩张的双方人员,说你们都没错。双方都用异样的眼光看着我,都想听听我这个和稀泥的怎么往下说。我倒是无所谓,把事情的缘由给他们说清楚了,双方听后恍然大悟,这才肯坐下来好好谈谈,后面的检测该怎么办。原来我们使用的COD测量方法,是哈希的预制管快速消解试剂,量程0~150mg/L。而甲方化验员使用的COD测量方法,却还是老国标中规定的回流消解+固体硫酸汞掩蔽剂法。我再看他们实验室中剩余的药液颜色,明显是>1000mg/L的高量程试剂。您要问这两者有差别吗?有,而且老大了!为了验证这两者的差别,我还特意做了一系列的对比实验。我当时做实验时的水样,属于自配水样,COD物质选用的邻苯二甲酸氢钾,配制后不加盐,测得COD=50mg/L。然后选用相同的
做环保水处理这一行这么多年了,要说我最不愿意面对的一类废水,高氯低COD的肯定有一席之地。例如氯离子动辄上万毫克升,然后COD值只有个五六十毫克升。如果在遇上业主要求你再去除个百分之五六十的样子,那就更挠头了。那位说了:“区区五六十的COD,就算全部去除掉,又能费多大劲?”没错,要是抛开盐度不看,单论COD,就算构成物质全是POPs,那也是一顿高级氧化就能解决的。实在解决不了,那就加大点火力输出,总归是能摆平的。但如果高盐再复配了低COD,那就难了。怎么个难法呢?就像少数几个谍探,伪装成了老百姓,混进了乌泱泱的人群中,不费一番大力气,你又如何分得清?这种高盐低COD废水就是如此,少数的几个真正构成COD的有机物,混入了大量的“假”COD——氯离子中。如果此时你还按照常规流程检测,那么最终得到的数据,肯定就会失真。实际项目中,因为这种数据失真引发的纠葛,可不在少数。就好比说我们最近一个项目,最后的出水就是一种典型的高氯低COD废水。通过我们自测,发现出水的氯离子含量差不多在10000mg/L左右,COD值差不多在40mg/L左右。但人家甲方的化验室却并不认同我们的数据,经过他们自测,发现出水COD在100mg/L左右。双方的数据,足足差了一倍不止!领导为此懊恼不已,就拉着我们的化验员找甲方的化验员对质。但双方化验员都坚持说自己测得没错,都指责对方不专业,但具体怎么个不专业法,双方又说不出来个所以然。等我到现场一看,差点没乐出声来,赶紧安抚剑拔弩张的双方人员,说你们都没错。双方都用异样的眼光看着我,都想听听我这个和稀泥的怎么往下说。我倒是无所谓,把事情的缘由给他们说清楚了,双方听后恍然大悟,这才肯坐下来好好谈谈,后面的检测该怎么办。原来我们使用的COD测量方法,是哈希的预制管快速消解试剂,量程0~150mg/L。而甲方化验员使用的COD测量方法,却还是老国标中规定的回流消解+固体硫酸汞掩蔽剂法。我再看他们实验室中剩余的药液颜色,明显是>1000mg/L的高量程试剂。您要问这两者有差别吗?有,而且老大了!为了验证这两者的差别,我还特意做了一系列的对比实验。我当时做实验时的水样,属于自配水样,COD物质选用的邻苯二甲酸氢钾,配制后不加盐,测得COD=50mg/L。然后选用相同的邻苯二甲酸氢钾投加量,额外加入了NaCl,配制成Cl-浓度1000mg/L和2000mg/L的溶液。这个自配的水样,虽然比不得我上述案例中的出水氯离子高,但也算是个高氯低COD的类型了。配置好水样后,我主要从3个方面考察了这种高氯低COD废水测量过程中的影响因素:(1)密闭消解和敞口消解的区别;(2)氧化剂重铬酸钾对最终结果的影响;(3)掩蔽剂投加方式对最终结果的影响。先看第一个实验的结果,也即密闭消解和敞口消解的区别。经过我的验证,结果显示,1000mg/L的氯离子+50mg/L的COD的标液,密闭消解测量结果COD=48mg/L,误差率-4%。2000mg/L的氯离子+50mg/L的COD的标液,密闭消解测量结果COD=53mg/L,误差率6%。1000mg/L的氯离子+50mg/L的COD的标液,回流消解测量结果COD=58.41mg/L,误差率16.8%。2000mg/L的氯离子+50mg/L的COD的标液,回流消解测量结果COD=60.43mg/L,误差率20.8%。很明显,对于高氯低COD废水的测量结果,密闭消解的误差率更小。
这是因为在密闭的容器中消解测定COD时,当水中的Cl-氧化成Cl2并达到气液平衡时,Cl-便不能再被氧化成Cl2。这有助于减少参与氧化还原反应的Cl-离子数量,再配以掩蔽剂的使用,因此可以使最终测定的COD值误差更小。而国标法中规定的回流消解工艺,则无法达到Cl2气液平衡的效果,因而水中的Cl-会源源不断的参与氧化还原反应,导致其最终检测误差大增。再看第二个实验,也就是氧化剂重铬酸钾对最终结果的影响。这个没法用哈希的预制管试剂进行了,所以只能以回流消解的工艺来对比。针对国标中的规定,重铬酸钾溶液有两个浓度,一个是高浓度(0.25mol/L),另一个是低浓度(0.025mol/L)。经过我的验证,结果显示,1000mg/L的氯离子+50mg/L的COD的标液,采用高浓度重铬酸钾消解,最终得到的COD=65.32mg/L,误差率30.64%。2000mg/L的氯离子+50mg/L的COD的标液,采用高浓度重铬酸钾消解,最终得到的COD=76.81mg/L,误差率53.62%。1000mg/L的氯离子+50mg/L的COD的标液,采用低浓度重铬酸钾消解,最终得到的COD=55.33mg/L,误差率10.66%。2000mg/L的氯离子+50mg/L的COD的标液,采用低浓度重铬酸钾消解,最终得到的COD=65.71mg/L,误差率31.42%。很明显,0.025mol/L的低浓度重铬酸钾溶液测量出来的COD数值,误差要比0.25mol/L的高浓度重铬酸钾溶液,要低不少。这个也很容易理解,毕竟影响一个化学反应向右进行的方法中,就有使劲提升反应物浓度这一招。左侧反应物浓度越高,最终右侧产物的产量就越高。而在重铬酸钾消解COD的过程中,重铬酸钾就是左侧的反应物,Cl2就是右侧的产物。重铬酸钾浓度越高,被氧化的Cl-就越多,最终得到的“假”COD数值自然也就越高了。这至少说明了一点:“人家专家当初设置COD量程范围时,是有其道理的,咱们在选择量程时,一定要按照人家的范围来,切莫明明只有50mg/L的COD,你非得去用1500mg/L的量程去怼,那出来的结果肯定不准!”说完氧化剂,再说说掩蔽剂。有关测量COD的掩蔽剂,一般有两种:硫酸汞和硫酸银。硫酸汞是在COD测量过程中使用的,而硫酸银是在COD测量前专门针对水样使用的。说实话,我并不提倡使用硫酸银。至于原因,一方面是因为我穷,买不起那玩意儿。另一方面,提前针对含氯废水使用硫酸银沉淀除氯,产生的大量沉淀也有可能会把一部分的有机物给吸附住,这样测量的COD值实际上是偏低的。所以说还得从正规的掩蔽剂上下功夫。但是硫酸汞的正确用法,你真的领会了吗?这里我说硫酸汞的正确用法,有两层用意:一曰用量,二曰加药形式。用量好理解,就是加多加少的意思。加药形式,指的是直接投加固体,和先把硫酸汞溶解了,然后再以液体的形式投加。分别以这两种形式进行实验,我发现得到的结果差别还是挺大的。例如我固定采用0.025mol/L的重铬酸钾氧化剂,然后搭配1000mg/L的氯离子+50mg/L的COD的标液,中间投加0.2g硫酸汞固体,回流消解后,测得COD=55.62mg/L,误差率11.24%。1000mg/L的氯离子+50mg/L的COD的标液,中间投加0.4g硫酸汞固体,回流消解后,测得COD=51.21mg/L,误差率2.42%。1000mg/L的氯离子+50mg/L的COD的标液,中间改用100g/L的液体硫酸汞溶液2mL,回流消解后,测得COD=50.13mg/L,误差率0.26%。Ps:液体硫酸汞的配制方法,详见HJ828-2017第6.11规定。由上述结果可以推测两点结论:(1)固体硫酸汞加的越多,对于氯离子的掩蔽效果越好;(2)相同投加量的前提下,液体硫酸汞对于氯离子的掩蔽效果更好。所以,我个人建议,在面对高氯低COD废水时,如果的确不方便采取密封消解的方法,那也得选用HJ828-2017标准中规定的液体硫酸汞投加方法进行操作。以上就是我为了说明高氯低COD测量过程中可能存在的影响因素,而做的对比实验。话又说回来,在面对类似我们项目中那种典型的高氯低COD废水测量时,甲方化验员到底犯了什么错误呢?首先,他们用了更利于Cl-氧化的敞口消解回流方式;其次,他们用了更不利于掩蔽Cl-的固体硫酸汞投加方式;最后,他们用了远超水样实际COD值的高浓度重铬酸钾氧化剂。而我们化验员使用的是哈希密封消解预制试剂管,且为低量程,因此在第1、3两点上,相对于甲方化验员是更加专业的。至于第2点,人家哈希的预制管用的也是固体硫酸汞,这个咱也没辙。虽然我的评判结果,仍旧是利于我方而不利于甲方,但我说的头头是道,甲方的化验员们倒也不好指摘什么。后来经过协商,甲方的化验员还是倾向于采用HJ828-2017标准中规定的低量程测量方式。这样测出来的结果,虽然和我们用哈希自测仍有差距,但也比老国标那种敞口回流+固体硫酸汞+高浓度重铬酸钾得到的结果,要低很多了。当然了,你可能还会说可以用氯气校正法测量。
▲氯气校正法测量高氯废水COD
但我亲自操作过,这种检测方法不但麻烦,而且得到的结果特别不稳定,忽高忽低的,就跟抽风一样。
这可能和氮气通入的条件有关,但具体有多大的影响,我也没有太过深入的研究,所以就不多说了。
好了,今天这篇有关于高氯低COD废水测量的日记,说到这也就结束了。