Pêşveçûna tespîtkirina daxwaza oksîjena kîmyewî (COD).

Daxwaza oksîjena kîmyewî jî jê re daxwaziya oksîjena kîmyewî (daxwaza oksîjena kîmyewî), wekî COD tê binav kirin. Ew karanîna oksîjenên kîmyewî (wekî potassium permanganate) ye ku ji bo oksîjenkirin û hilweşandina maddeyên oksîjenkirî yên di nav avê de (wek maddeya organîk, nîtrît, xwêya hesin, sulfîd, hwd.), û dûv re li ser bingeha mîqdara mayî hesabkirina xerckirina oksîjenê ye. oxidant. Mîna daxwaziya oksîjenê ya biyokîmyayî (BOD), ew nîşanek girîng a qirêjiya avê ye. Yekîneya COD ppm an mg/L ye. Nirx çiqas piçûktir be, qirêjiya avê jî siviktir dibe.
Madeyên kêmker ên di avê de madeyên organîk ên cihêreng, nîtrît, sulfîd, xwêya hesin û hwd hene. Lê ya sereke madeya organîk e. Ji ber vê yekê, daxwaza oksîjena kîmyewî (COD) bi gelemperî wekî nîşanek tê bikar anîn da ku pîvana maddeya organîk a di avê de bipîve. Daxwaza oksîjenê ya kîmyewî her ku mezin be, qirêjiya avê ji hêla madeyên organîk ve ew qas girantir dibe. Tespîtkirina daxwaza oksîjena kîmyewî (COD) bi destnîşankirina madeyên kêmker ên di nimûneyên avê de û rêbaza destnîşankirinê diguhere. Rêbazên herî gelemperî yên ku niha têne bikar anîn, rêbaza oksîdasyona potassium permanganate a asîdî û rêbaza oksîdasyona dichromate potassium in. Rêbaza potassium permanganate (KMnO4) rêjeyek oksîdasyonê kêm e, lê pir hêsan e. Ew dikare ji bo destnîşankirina nirxa berawirdî ya naveroka organîk a di nimûneyên avê de û nimûneyên ava rûkalê paqij û ava binê erdê de were bikar anîn. Rêbaza potassium dichromate (K2Cr2O7) xwedan rêjeyek oksîdasyonek bilind û dubarebûnek baş e. Ew ji bo destnîşankirina mîqdara giştî ya maddeya organîk a di nimûneyên avê de di şopandina ava bermayî de maqûl e.
Madeya organîk ji pergalên ava pîşesaziyê re pir zerar e. Ava ku tê de hejmareke mezin ji maddeya organîk heye dema ku di pergala deşalkirinê re derbas dibe dê rezîlên pevguhertina îyonan qirêj bike, nemaze rezîlên pevguheztina anyonê, ku dê kapasîteya pevguhastinê ya resen kêm bike. Madeya organîk dikare piştî dermankirinê bi qasî 50% kêm bibe (koagulasyon, zelalkirin û parzûnkirin), lê ew di pergala deşalkirinê de nikare were rakirin, ji ber vê yekê ew pir caran bi ava vexwarinê ve tê gihandin boylerê, ku nirxa pH-ê ya kelandê kêm dike. av. Carinan dibe ku maddeya organîk jî bikeve nav pergala hilmê û ava kondensasyonê, ku dê pH kêm bike û bibe sedema korozyona pergalê. Naveroka bilind a maddeya organîk a di pergala avê ya gerok de dê nûvekirina mîkrobialî pêşve bibe. Ji ber vê yekê, çi ji bo şilkirinê, ava kelandê an pergala ava gerokê, COD çiqas kêmtir be, ew çêtir e, lê îndekek tixûbdar a yekbûyî tune. Dema ku COD (rêbaza KMnO4)> 5mg/L di pergala ava sarbûna gerokê de, kalîteya avê dest bi xirabûnê kiriye.

Daxwaza oksîjena kîmyewî (COD) nîşanek pîvandinê ye ku asta ku av ji hêla madeya organîk ve dewlemend e, û di heman demê de yek ji nîşanên girîng e ji bo pîvandina asta qirêjiya avê. Bi pêşkeftina pîşesazîbûnê û zêdebûna nifûsê re, laşên avê her ku diçe qirêjtir dibin, û pêşveçûna tespîtkirina COD hêdî hêdî baştir bûye.
Destpêka tespîtkirina COD-ê dikare ji salên 1850-an ve were şopandin, dema ku pirsgirêkên qirêjiya avê bala mirovan kişandibû. Di destpêkê de, COD wekî nîşanek vexwarinên asîdî hate bikar anîn da ku pîvana maddeya organîk di vexwarinan de were pîvandin. Lêbelê, ji ber ku di wê demê de rêbazek pîvandinê ya bêkêmasî nehatiye saz kirin, di encamên destnîşankirina COD de xeletiyek mezin hebû.
Di destpêka sedsala 20-an de, bi pêşkeftina rêbazên analîzên kîmyewî yên nûjen, rêbaza tespîtkirina COD-ê hêdî hêdî çêtir bû. Di sala 1918 de, kîmyazanê Alman Hasse COD wekî tevahiya maddeya organîk ku ji hêla oksîdasyonê ve di çareyek asîdî de tê vexwarin pênase kir. Dûv re, wî rêbazek nû ya destnîşankirina COD-ê pêşniyar kir, ku ew e ku wekî oksîdanek çareseriyek kromodîoksîtê ya bi giranî bikar bîne. Ev rêbaz dikare bi bandorkerî maddeya organîk di nav karbondîoksîtê û avê de oxidize, û vexwarina oksîdantan di çareseriyê de berî û piştî oksîdasyonê bipîve da ku nirxa COD-ê diyar bike.
Lê hêdî hêdî kêmasiyên vê rêbazê derketine holê. Ya yekem, amadekarî û xebitandina reagentan bi rêkûpêk tevlihev e, ku ev zehmetî û wextê ceribandinê zêde dike. Ya duyemîn, çareseriyên kromodîoksîtê bi konsantreya bilind ji jîngehê re zirardar in û ji bo sepanên pratîkî ne guncan in. Ji ber vê yekê, lêkolînên paşerojê hêdî hêdî li rêbazek destnîşankirina COD-ê hêsan û rasttir geriyane.
Di salên 1950-an de, kîmyazanê Hollandî Friis rêbazek nû ya destnîşankirina COD-ê îcad kir, ku asîda persulfurîk a bi konsantreya bilind wekî oksîdan bikar tîne. Vê rêbazê xebitandinê hêsan e û xwedan rastbûnek bilind e, ku karbidestiya tespîtkirina COD-ê pir çêtir dike. Lêbelê, karanîna asîda persulfurîk di heman demê de hin xetereyên ewlehiyê jî hene, ji ber vê yekê jî pêdivî ye ku meriv bala xwe bide ewlehiya xebitandinê.
Dûv re, bi pêşkeftina bilez a teknolojiya amûrkirinê re, rêbaza destnîşankirina COD hêdî hêdî gihîştiye otomasyon û hişmendiyê. Di salên 1970-an de, yekem analyzera otomatîkî ya COD-ê xuya bû, ku dikare hilberandin û tespîtkirina nimûneyên avê bi tevahî otomatîkî pêk bîne. Ev amûr ne tenê rastbûn û aramiya destnîşankirina COD çêtir dike, lê di heman demê de karbidestiya xebatê jî pir çêtir dike.
Bi zêdekirina hişmendiya hawîrdorê û başkirina hewcedariyên birêkûpêk, rêbaza tespîtkirina COD jî bi domdarî xweştir dibe. Di salên dawî de, pêşkeftina teknolojiya fotoelektrîkê, rêbazên elektrokîmyayî û teknolojiya biosensor nûjeniya teknolojiya tespîtkirina COD-ê pêşve xistiye. Mînakî, teknolojiya fotoelektrîkê dikare naveroka COD-ê di nimûneyên avê de bi guheztina nîşaneyên fotoelektrîkî ve, bi dema tespîtkirina kurttir û xebata hêsan re diyar bike. Rêbaza elektrokîmyayî senzorên elektrokîmyayî bikar tîne da ku nirxên COD-ê bipîve, ku xwedan avantajên hestiyariya bilind, bersiva bilez û ne hewcedariya reagentan e. Teknolojiya Biosensor materyalên biyolojîk bikar tîne da ku bi taybetî maddeya organîk tespît bike, ku rastbûn û taybetmendiya destnîşankirina COD çêtir dike.
Rêbazên tespîtkirina COD di van çend dehsalên borî de ji analîzên kîmyewî yên kevneşopî heya amûrên nûjen, teknolojiya fotoelektrîkî, rêbazên elektrokîmyayî û teknolojiya biyosensor pêvajoyek pêşkeftinê derbas kirin. Bi pêşkeftina zanist û teknolojiyê û zêdebûna daxwaziyê re, teknolojiya tespîtkirina COD hîn jî tê pêşkeftin û nûjen kirin. Di pêşerojê de, meriv dikare were pêşbînîkirin ku her ku mirov bêtir bala xwe didin mijarên qirêjiya jîngehê, teknolojiya vedîtina COD dê pêşdetir pêş bikeve û bibe rêbazek tespîtkirina kalîteya avê zûtir, rasttir û pêbawer.
Heya nuha, laboratîf bi giranî du awayên jêrîn bikar tînin da ku COD tespît bikin.
1. Rêbaza diyarkirina COD
Rêbaza standard dichromate potassium, ku wekî rêbaza refluksê jî tê zanîn (Standardek Neteweyî ya Komara Gel a Chinaînê)
(I) Prensîp
Mîqdarek dîkromatê potasyûm û sulfate zîv katalîzatorê li nimûneya avê zêde bikin, germ bikin û ji bo demek diyarkirî di navgînek asîdî ya bihêz de germ bikin, beşek ji dîkromata potasyûmê ji hêla maddeyên oksîdkirî yên di nimûneya avê de kêm dibe, û ya mayî. dîkromata potasyûmê bi amonyûm sulfate hesin tê tîtra kirin. Nirxa COD-ê li ser bingeha mîqdara potassium dichromate ku tê vexwarin tê hesibandin.
Ji ber ku ev standard di sala 1989-an de hate damezrandin, di pîvandina wê bi standarda heyî de gelek dezawantaj hene:
1. Ew pir wext digire, û her nimûne pêdivî ye ku ji bo 2 demjimêran vegere;
2. Amûrên refluksê cîhek mezin digire, destnîşankirina hevîrê dijwar dike;
3. Mesrefa analîzê bilind e, bi taybetî ji bo sulfate zîv;
4. Di dema pêvajoya destnîşankirinê de, avêtina ava refluksê ecêb e;
5. Xwêyên jehrikê yên jehrî mêldarê qirêjiya duyemîn in;
6. Hejmara reagentên ku têne bikar anîn mezin e, û lêçûna xerckirinê zêde ye;
7. Pêvajoya îmtîhanê tevlihev e û ji bo pêşveçûnê ne guncaw e.
(II) Amûr
1. 250mL amûra refluksê ya hemî-cam
2. Amûra germkirinê (firna elektrîkê)
3. 25mL an 50mL burette acid, flask conical, pipette, flask volumetric, etc.
(III) Reagents
1. Çareseriya standard dîkromatê potassium (c1/6K2Cr2O7=0.2500mol/L)
2. Çareseriya nîşana Ferrocyanate
3. Çareseriya standard ya sulfate ya amonyumê [c(NH4) 2Fe(SO4) 2·6H2O≈0.1mol/L] (berî bikar anînê kalibr bike)
4. Çareseriya sulfate-sulfuric acid-silver
Rêbaza standard dichromate potassium
(IV) Gavên diyarkirinê
Kalibrasyona sulfate hesin amonyûmê: 10,00 mL çareseriya standard dîkromata potasyûmê bi pîpetê bixin nav fîşekek konik a 500 mL, bi qasî 110 mL bi avê vekin, hêdî hêdî 30 ml asîda sulfurîk a konsantrekirî lê zêde bikin, û baş bihejînin. Piştî sarbûnê, 3 dilop çareseriya nîşankera ferrocyanate (nêzîkî 0,15 mL) lê zêde bikin û bi çareseriya sulfate amonyûmê ferîs tîtra bikin. Xala dawî dema ku rengê çareseriyê ji zer berbi kesk-şîn ber bi qehweyîya sor ve diguhere.
(V) Tespîtkirin
20 mL nimûneya avê hildin (eger hewce bike, hindik jê bistînin û avê lê zêde bikin 20 an jî berî vexwarinê av lê zêde bikin), 10 ml dîkromatê potassium lê zêde bikin, cîhaza refluksê têxin hundur, û dûv re 30 ml asîda sulfurîk û sulfate zîv lê zêde bikin, germ bikin û 2h refluks bikin. . Piştî sarbûnê, dîwarê lûleya kondensatorê bi 90.00 mL av bişon û fîşa konîk jê bikin. Piştî ku çareserî dîsa sar bû, 3 dilop çareseriya nîşankera asîda hesin lê zêde bikin û bi çareseriya standard amonyûmê sulfate ferasetê titra bikin. Rengê çareseriyê ji zer berbi kesk-şîn ber bi qehweyiya sor ve diguhere, ku xala dawî ye. Mîqdara çareseriya standard ya sulfate ya ammoniumê tomar bikin. Dema ku nimûneya avê dipîvin, 20.00 mL ava rijandin bistînin û li gorî heman gavên xebitandinê ceribandinek vala bikin. Mîqdara çareseriya standard amonyûmê sulfate hesinê ku di titrasyona vala de hatî bikar anîn tomar bikin.
Rêbaza standard dichromate potassium
(VI) Hesabkirin
CODCr(O2, mg/L)=[8×1000(V0-V1)·C]/V
(VII) Tedbîr
1. Rêjeya herî zêde ya îyona klorîdê ya ku bi 0.4g sulfate mercuric re kompleks e dikare bigihîje 40 mg. Ger nimûneya avê ya 20.00 mL were girtin, herî zêde giraniya îyona klorîdê ya 2000 mg / L dikare were tevlihev kirin. Ger giraniya îyonên klorîdê kêm be, dikare mîqdarek piçûk sulfate mercurîk were zêdekirin da ku sulfate merkur bimîne: îyonên klorîd = 10:1 (W/W). Ger mîqdarek piçûk a klorîdê mercurîk bibare, ew bandorê li destnîşankirinê nake.
2. Rêjeya COD ya ku bi vê rêbazê ve hatî destnîşankirin 50-500mg / L e. Ji bo nimûneyên avê yên ku hewcedariya oksîjena kîmyewî ji 50 mg/L kêmtir e, divê li şûna wê 0,0250 mol/L çareseriya standard dichromate potassium were bikar anîn. Divê 0,01mol/L çareseriya standard amonyûmê ya sulfate ya hesinî ji bo titrkirina paş ve were bikar anîn. Ji bo nimûneyên avê yên bi COD ji 500 mg / L mezintir, berî destnîşankirinê wan hûr bikin.
3. Piştî ku nimûneya avê tê germ kirin û vegerandin, divê mîqdara mayî ya potassium dichromate di çareseriyê de 1/5-4/5 ji mîqdara zêdekirî be.
4. Dema ku çareseriya standard a hîdrojen fthalate ya potassium bikar tîne da ku kalîte û teknolojiya xebitandina reagentê were kontrol kirin, ji ber ku CODCr-ya teorîkî ya her gram hîdrojen fthalate potassium 1,176 g, 0,4251 g hîdrojen ftalate potassium (HOOCC6H4COOK) hatî veqetandin, tê dabeş kirin veguheztin fîşekek voltîkî ya 1000 mL, û bi ava nûvekirî bi nîşaneyê tê rijandin da ku ew bibe çareseriyek standard 500 mg/L CODcr. Dema ku tê bikaranîn wê teze amade bikin.
5. Encama destnîşankirina CODCr divê çar hejmarên girîng bihêle.
6. Di dema her ceribandinê de, divê çareseriya titrasyona standard a sulfate amonyûmê ferîs were pîvandin, û dema ku germahiya jûreyê bilind be divê guheztina hûrbûnê bi taybetî baldar be. (Hûn dikarin 10.0 ml çareseriya standarda dîkromata potasyûmê jî piştî tîrkirinê li valahiyê zêde bikin û bi sulfate amonyûmê hesin heta xala dawîn titra bikin.)
7. Nimûneya avê divê di zûtirîn dem de teze were girtin û pîvandin.
Avantajên:
Rastbûna bilind: Tîterkirina refluksê rêbazek diyarkirina COD-ê ya klasîk e. Piştî demek dirêj a pêşveçûn û verastkirinê, rastbûna wê bi berfirehî hate nas kirin. Ew dikare naveroka rastîn a madeya organîk a di avê de rasttir nîşan bide.
Serlêdana berfireh: Ev rêbaz ji bo cûrbecûr nimûneyên avê, di nav de ava bermayî ya organîkî ya bi konsantresyona bilind û kêm-teqlîdar e.
Taybetmendiyên operasyonê: Standard û pêvajoyên operasyonê yên hûrgulî hene, ku ji bo operatoran ji bo serwerî û bicîhkirinê rehet in.
Kêmasî:
Dem-dixwe: Tîterkirina refluksê bi gelemperî çend demjimêran digire da ku destnîşankirina nimûneyek biqedîne, ku eşkere ye ku ji rewşa ku pêdivî ye ku zû encam bêne bidestxistin ne guncan e.
Vexwarina reagentê ya zêde: Ev rêbaz pêdivî bi karanîna bêtir reagentên kîmyewî heye, ku ne tenê biha ye, di heman demê de heya radeyekê jîngehê qirêj dike.
Operasyona tevlihev: Pêdivî ye ku operator xwediyê hin zanyariyên kîmyewî û jêhatîbûnên ceribandinê be, wekî din ew dikare bandorê li rastbûna encamên tespîtê bike.
2. Spectrophotometry digestion Rapid
(I) Prensîp
Nimûne bi mîqdarek naskirî ya çareseriya dîkromatê ya potassium, di navgînek asîdek sulfurîk a bihêz de, bi sulfate zîv wekî katalîzator tê zêdekirin, û piştî helandina germahiya bilind, nirxa COD ji hêla alavên fotometrîk ve tê destnîşankirin. Ji ber ku ev rêbaz demek diyarkerek kurt, qirêjiya duyemîn a piçûk, qebareya reagentê ya piçûk û lêçûnek kêm heye, pir laboratuar niha vê rêbazê bikar tînin. Lêbelê, vê rêbazê lêçûnek amûrek bilind û lêçûnek karanîna kêm heye, ku ji bo karanîna dirêj-dirêj a yekîneyên COD-ê maqûl e.
(II) Amûr
Amûrên biyanî berê hatine pêşve xistin, lê bihayê pir zêde ye, û dema destnîşankirinê dirêj e. Buhayê reagentê bi gelemperî ji bikarhêneran re ne erzan e, û rastbûn ne pir zêde ye, ji ber ku standardên çavdêriyê yên amûrên biyanî ji yên welatê min cûda ne, nemaze ji ber ku asta dermankirina avê û pergala rêveberiya welatên biyanî ji yên min cûda ne. welat; rêbaza spectrophotometrya digestiya bilez bi giranî li ser rêbazên hevpar ên amûrên navxweyî ye. Diyarkirina bilez a katalîtîk a rêbaza COD standarda formulasyona vê rêbazê ye. Ew di destpêka salên 1980-an de hate kifş kirin. Piştî zêdetirî 30 sal serîlêdanê, ew bûye standarda pîşesaziya parastina jîngehê. Amûra navxweyî 5B bi berfirehî di lêkolîna zanistî û çavdêriya fermî de tê bikar anîn. Amûrên navmalîn ji ber avantajên bihayê wan û karûbarê piştî firotanê ya biwext bi berfirehî hatine bikar anîn.
(III) Gavên diyarkirinê
Nimûneya 2,5 ml bigirin —– reagentê lê zêde bikin—– 10 hûrdeman bişewitînin—– 2 hûrdeman sar bikin—–birijînin nav firaxê rengdêr—– dîmendera alavan rasterast berhevoka COD ya nimûneyê nîşan dide.
(IV) Tedbîr
1. Nimûneyên avê yên bilind-klor divê reagenta bilind-klor bikar bînin.
2. Şîva çopê bi qasî 10ml e, lê ew pir asîdî ye û divê were berhev kirin û hilanîn.
3. Piştrast bikin ku rûbera ronahiyê ya kuvette paqij e.
Avantajên:
Leza bilez: Rêbaza bilez bi gelemperî tenê çend hûrdeman heya deh hûrdeman digire da ku destnîşankirina nimûneyek biqedîne, ku ji bo rewşên ku pêdivî ye ku encam zû werin bidestxistin pir maqûl e.
Kêmtir vexwarina reagentê: Li gorî rêbaza titrasyona refluksê, rêbaza bilez kêmtir reagentên kîmyewî bikar tîne, lêçûnek kêmtir e, û bandorek kêmtir li ser jîngehê heye.
Operasyona hêsan: Pêngavên xebitandinê yên rêbaza bilez nisbeten hêsan in, û operator ne hewce ye ku xwedan zanîna kîmyewî û jêhatîbûnên ceribandinê yên pir zêde be.
Kêmasî:
Rastiya piçûktir: Ji ber ku rêbaza bilez bi gelemperî hin reaksiyonên kîmyewî û rêbazên pîvandinê yên hêsan bikar tîne, dibe ku rastbûna wê ji rêbaza titrasyona refluksê hinekî kêmtir be.
Qada serîlêdanê ya tixûbdar: Rêbaza bilez bi gelemperî ji bo destnîşankirina ava bermayî ya organîkî ya kêm-konsantre maqûl e. Ji bo ava bermayî ya bi konsantresyona bilind, dibe ku encamên tespîtkirina wê pir bandor bibe.
Ji hêla faktorên destwerdanê ve têne bandor kirin: Rêbaza bilez dibe ku di hin rewşên taybetî de xeletiyên mezin çêbike, wek mînak dema ku di nimûneya avê de hin madeyên destwerdanê hene.
Bi kurtahî, rêbaza titrasyona refluksê û rêbaza bilez her yek xwedî avantaj û dezawantajên xwe ne. Kîjan rêbaz hilbijêrin bi senaryoya serîlêdanê û hewcedariyên taybetî ve girêdayî ye. Dema ku rastbûna bilind û serîlêdana berfireh hewce ye, titrasyona refluksê dikare were hilbijartin; dema ku encamên bilez hewce ne an jî hejmareke mezin ji nimûneyên avê têne hilberandin, rêbaza bilez hilbijartinek baş e.
Lianhua, wekî hilberînerê amûrên ceribandina kalîteya avê ji bo 42 salan, 20-hûrek pêşve xistiye.Spectrophotometrya digestiya bilez a CODawa. Piştî hejmareke mezin berhevokên ceribandinê, ew karîbû xeletiyek ji% 5 kêmtir bi dest bixe û xwedan avantajên operasyona hêsan, encamên bilez, lêçûna kêm û demek kurt e.