[毕业设计精品]酚醛树脂废水COD测定方法研究.doc

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1、本科毕业设计（论文）题目 酚醛树脂废水COD测定方法研究院 ( 系 ) 资源环境学院 专业名称 环境工程 年级班级 环境07-2班 学生姓名 指导教师 2011年 6月 10日摘 要化学需氧量（COD）是综合评价水体污染程度的重要指标，也是水质监测的一个重要项目。本文主要是运用三种不同的实验方法（标准法、密封法、微波法）准确测定酚醛树脂废水COD值,通过测定的数据对比和分析找出各自的优缺点，并根据实际水质情况及实验条件改进优化COD的测定方法步骤，以达到准确、安全、环保的要求，同时减少药品消耗、能源消耗、环境污染。实验过程采用并设计正交实验方法进行取样试验，确定密封法的最佳实验方案，并对微波法

2、的最佳测定条件进行了探索研究，实验的目的主要是尽量降低COD测定成本。通过不同实验方法测定和分析发现，标准法测定结果准确可靠，但测定周期长，一次回流需要2h,在药剂、水、电等方面消耗大，且易造成二次污染；密封法与标准法对比，测定结果相对准确，测定时间缩短66.7%，一次测定分析药剂使用量降低约4倍，大批水样测定成本更低，是一种很好的测定方法；微波法测定结果准确度及药剂消耗方面都介于标准法和密封法之间，测定时间最短，大概需要10分钟，并适用多个水样的测定，是一种不错的测定方法。关键词：化学需氧量 ；酚醛树脂废水；标准法； 恒温箱密封法； 微波密封法 Abstract Chemical oxyge

3、n demand (COD) is a comprehensive evaluation of the degree of water pollution an important indicator of water quality monitoring is an important project. This paper is the use of three different experimental methods (standard method, sealed, microwave) accurate determination of phenolic resin wastew

4、ater COD value, comparing the measured data and analysis to identify the advantages and disadvantages, and according to the actual water quality and experimental conditions Improved Optimization Method for determination of COD steps to achieve accurate, safe and environmental requirements, while red

5、ucing drugs consumption, energy consumption, environmental pollution. Orthogonal experiment design of experimental methods used and sampling tests to determine the optimal experimental scheme sealing method, and microwave measurement conditions were the best exploration and research, the main purpos

6、e of the experiment is to minimize the cost of COD determination. Measured by different experimental methods and analysis, the standard method is accurate and reliable, but the determination of a long cycle, Need for a return 2h, in the pharmaceutical, water, electricity and so on consumption, but a

7、lso lead to secondary pollution; sealing method compared with the standard method to determine the relative accuracy of the results, measured time by 66.7%, a determination of pharmaceutical consumption decreased by about 4 times, a large number of water samples and lower cost, is a good determinati

8、on; microwave measurement accuracy and the results are between pharmaceutical consumption and sealing method between the standard method to determine the shortest time, about 10 minutes, and for the determination of multiple water samples, is a good method. Key words：Chemical oxygen demand; phenolic

9、 resin wastewater; Standards Act; thermostat seal method; microwave sealing method目 录1 引言1.1课题来源1.2研究内容1.3研究目的和意义2 实验部分 2.1工作原理2.2仪器2.3试剂2.4实验步骤2.5计算公式3 方案结果分析 3.1标准法3.2密封法3.3微波法4 几种测定方法的比较 4.1精密度与准确度的比较4.2试剂用量的比较 4.3反应条件及消解时间的比较 4.4方法的局限性与应用范围的比较 4.5对这几种测定方法的综述5 总结.30 5.1结论30 5.2建议31致谢.32参考文献.331引言

10、1.1课题来源焦作市某厂生产改性酚醛树脂，生产中排放2 t/d左右的生产废水，包括工艺废水和真空泵废水。由于企业对原料苯酚用保温槽贮运，所以没有融酚废水，酚醛树脂生产废水含有大量的酚类、醛类，原料中带入的醇类和低分子量缩合中间产物及类酚类物质，如羟基甲基苯酚、羟基二苯甲烷等。生产中用氢氧化锂作催化剂，故废水呈碱性。酚醛树脂生产废水COD高达几万mg/L，属高浓度难降解有机化工废水，如未经处理直接排放会对水环境造成严重污染，因此必须经过治理后才可排放。该公司领导在发展自身企业的同时，对环保工作非常重视。为了保障企业的持续发展，树立良好的企业形象，创造良好的社会效益和环境效益，决定对污水进行治理，

11、使其达标排放。同时决定对处理后的水进行回用，以提高水的重复利用率，使企业的废水达到零排放。为此，本毕业设计以此为题材，通过实样小试选定适用于该企业的最佳工艺参数，以期用最经济的费用取得最好的效果。1.2研究内容化学需氧量（COD）是综合评价水体污染程度的重要指标，也是水质监测的一个重要项目。本文主要是运用三种不同的方法测定COD,通过数据对比分析找出各自的优缺点，并根据实际水质情况及实验条件改进优化COD的测定方法步骤，以达到准确、安全、环保的要求，同时减少药品消耗、能源消耗、环境污染。所谓化学需氧量（COD），是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原

12、性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等，但主要的是有机物。因此，化学需氧量（COD）又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。本文是通过实验室小试进行COD测定方法研究的，主要包括内容如下：（1） 完成实验的准备工作，各种实验药品和仪器的配置。（2） 参考标准法测定COD准确值，分析数据并作为参考。（3） 参考文献，根据实验室条件，探究并确定密封消解法的最佳工艺条件。（4） 短时间内完成多个水样的测定任务，整理并分析数据。（5） 根据密封消解法绘制标准曲线并求线性回归方程。（6） 探究微波消解法并确定较佳的实

13、验方案。（7） 几种COD测定方法的对比分析1.3研究目的和意义本次研究根据具体的实验条件，先后共采用了三种不同的COD测定方案：标准法，恒温箱密封消解法（密封法），微波密封消解法（微波法）。研究目的：运用实验室方法测定酚醛树脂生废水的COD值，根据实验影响因素，采用正交试验设计进行取样试验，寻求并确定最佳实验方案，以致降低COD测定试剂、水、电的消耗，同时达到快速准确测定COD的目的。研究意义：为焦作市某厂提供一定的实验数据和最佳工艺条件，尽可能降低其COD监测成本，改善其废水对环境的影响。2实验部分2.1工作原理标准法是在水样中加入已知量的重铬酸钾溶液，并在强酸介质下以硫酸银作催化剂，经沸

14、腾回流后，以试亚铁灵为指示剂，用硫酸亚铁铵滴定水样中未被还原的重铬酸钾由消耗的硫酸亚铁铵的量换算成消耗氧的质量浓度。密封法是在加压下进行的，因此大大缩短了消解时间。消解后测定化学需氧量的方法，即可以采用滴定法，亦可采用比色法。本法是在标准法基础上强化与改进消解过程而建立起来的方法,对于化工废水本法与标准法相比约有3的正偏差。微波法是在高频微波能作用下，反应液分子产生高速摩擦运动，迅速升温，密封消解使罐内压力迅速提高，而缩短消解时间。消解原理与滴定流程同标准法。测定范围：参考废水原水水质COD89万mg/L，本实验配置的重铬酸钾溶液浓度为0.25mol/L，标准法可测定大于50mg/L的COD值

15、，未经稀释水样的测定上限为700mg/L。密封法和微波法测定范围都能保证50-700mg/L的准确度。消解及滴定原理如下：(过量) （有机物）（剩余）（蓝绿色） （红褐色）2.2仪器标准法：带250ml锥形瓶的全玻璃回流装置加热装置，变阻电炉，50ml酸式滴定管等。密封法：101型电热鼓风（恒温）干燥箱，50 ml具磨塞比色管和优质聚四氟乙烯生料带，比色管架，分光光度计，50 ml 酸式滴定管,电子天平,锥形瓶 ,烧杯 ,移液管 ,容量瓶等。微波法：微波消解仪，聚四氟乙烯消解罐，50 ml酸式滴定管,移液管,锥形瓶 ,容量瓶等。2.3试剂标准法、密封法和微波法所用试剂都按照标准法统一配置如下：

16、重铬酸钾标准溶液（1/6K2CrO7=0.2500mol/L）:称取预先在120烘干2h的基准或优级纯重重铬酸钾12.258g溶于水中，移入1000ml容量瓶，稀释至标线，摇匀。硫酸-硫酸银溶液：于500ml浓硫酸中加入5g硫酸银；放置1-2d，不时摇动使其溶解。试亚铁灵指示液；称取1.45g琳菲啰啉，0.695g硫酸亚铁(FeSO47H2O)溶于水中，稀释至100ml，贮于棕色瓶内。硫酸亚铁铵标准溶液（NH4）2Fe(SO4)26H2O0.1mol/L:称取39.5g硫酸亚铁铵溶于水中，边搅拌边加入20ml浓硫酸，冷却后移入1000ml容量瓶中，加水稀释至标线，摇匀。临用前，用重铬酸钾标准溶

17、液标定。掩蔽剂：称取 10.0 g 分析纯HgSO4，溶解于100 ml 10 硫酸中。以上所用试剂均采用基准或分析纯。2.4实验步骤2.4.1标准法取2个锥形瓶（标号），将预处理水样20.0 ml于一个锥形瓶中，并取20.0 ml蒸馏水置于另一个锥形瓶中作空白对照。于2个锥形瓶中分别加入10.0ml重铬酸钾标准溶液和几颗防爆沸玻璃珠，摇均。于2个锥形瓶中分别加入30ml硫酸银-硫酸试剂，不断晃动锥形瓶使之混合均匀。将锥形瓶接到回流装置冷凝管下端，接通冷凝水，自溶液开始沸腾起回流两个小时，并人工计时。冷却后，用2030 ml水自冷凝管上端冲洗冷凝管后，取下锥形瓶，再用水稀释至140ml左右。溶

18、液冷却至室温后，加入3滴1，1 0一菲绕啉指示剂溶液，用硫酸亚铁铵标准滴定液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色变为红褐色即为终点。记下硫酸亚铁铵标准滴定溶液的消耗毫升数V2。2.4.2 密封法取n 个比色管（根据实验量而定）置于比色管架上，并贴上相应标签。准确吸取 3.00 ml水样（原水样稀释1000倍后的水样），置于 50 ml 具密封塞的比色管中。（因原水样不含氯离子，故不加掩蔽剂）分别加入 3.00 ml 消化液和 3.00 ml 催化剂，旋紧密封塞，混匀。盖口分别用生料带捲紧密封，防止加热时把瓶塞顶出。打开恒温箱，调节温度140 0C。（根据具体实验情况，请事先控制好温度，以免等待。）先

19、把密封后的比色管放入适当数量烧杯中，再把烧杯放入恒温箱中，并人工计时。待恒温箱工作40min之后，取出烧杯，冷却后拿出比色管并置于比色管架上，同时去除生料带。滴定前，将比色管中水样移至干净的锥形瓶中，用蒸馏水洗几次比色管，清洗液一并移入锥形瓶中，总水样量控制在60ml左右，最好不超过80ml，然后参考标准法进行滴定。2.4.3 微波法准确移取5.00ml水样置于消解罐中，再加入5.00ml消解液和5.00ml催化剂，摇匀，（注意，加入各种溶液时，移液管不能接触消解罐内壁，避免破坏其光洁度 ，造成分析误差）。 旋紧密封盖,注意使消解罐密封良好，将消解罐均匀置放入微波炉装置腔内,离转盘边沿约2cm

20、圆周上单圈皮排好。样品的消解时间取决于腔内放置的消解罐数目,可按表2-1设置样品消解时间进行样品消解.表2-1 消解时间设定表消解罐数目3 4 5 6 7 8 9 10 11 12消解时间（分钟）5 6 7 8 10 11 12 13 14 15样品消解结束后，过2分钟将消解罐取出冷却。滴定，将消解罐内溶液转移到150ml锥形瓶中，用蒸馏水冲洗罐帽23次，冲洗液并入锥形瓶中，控制体积约30ml，加入2滴试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液回滴，溶液的颜色由黄色经蓝绿色变为红褐色为终点，记录（NH4）2Fe(SO4)2的用量，计算COD。2.5计算公式以mg/L计的水样化学需氧量，计算公式如下

21、COD(mg/L)C（V1V2）8000/Vo式中：C硫酸亚铁铵标准滴定溶液(46)的浓度，molL；V1空白试验所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积，mL； V2试料测定所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积，mL； Vo试料的体积，mL；80001/4 O2的摩尔质量以mgL为单位的换算值。3.方案结果分析3.1标准法3.1.1标准法精密度、准确度测试（1）对同一水样COD的连续测定，结果见表3-1。表3-1 不同日期的COD测定值测定日期4.214.224.244.254.254.264.284.29COD（mg/L)620006800058000660006400068000640006

22、8000V1(ml)23.9522.723.3522.922.722.7522.922.7V2(ml)22.42121.921.2521.121.0521.321其中 V1空白试验所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积，mL； V2试料测定所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积，mL；表3-1数据分析如下： 连续8次的测定数据显示，COD值的波动范围为58000-68000mg/L，误差较大，准确度不够高，但能够反应一定的COD值变化情况，如水样放置一段时间后COD值趋向稳定；滴定液使用量也相对稳定。 从测定体积数据看，最小滴定读数为0.05ml，代入公式得，相应的COD值变化为2000mg/L，

23、对结果影响偏差较小。 从V1、V2具体测定数据显示，4.21、4.24号滴定数据异常，滴定过程中硫酸亚铁铵消耗量过多，主要是人为原因，如，稀释倍数偏高，稀释过程有误差，使用不同稀释方式或不同人稀释；加入的重铬酸钾标准溶液量偏高；滴定过程不精确，颜色变化不明显或对颜色变化反应不及时，滴定液使用过量。 去掉两组异常数据，其余6组数据COD值的波动范围为64000-68000mg/L，误差较小，能反应该水样的准确COD值，值得参考。（2）不同水样的COD测定结果分别对四种不同水样进行COD测定，第一组，水样COD值变化范围为82000-88000mg/L；第二组，水样COD值变化范围为64000-6

24、8000mg/L；第三组，水样COD值为74000mg/L；第四组COD值为76000mg/L。该水样为某厂提供的不同阶段的工艺废水或真空泵废水，测定结果能准确反应其水样的COD值。从以上测定结果及统计结数据分析可看到,各项指标均符合分析标准,说明标准法具有很高的精密度和准确度。3.1.2影响因素分析标准法测定COD的主要影响因素有：原水样的COD值，仪器的准确度，试剂的标准配置，实验过程水样及试剂的准确量取，滴定过程中的读数误差及对颜色变化的反应，计算能力等。原水样的COD值：首先保证实验时所用的试样的COD值在标准法所测定范围之内，由该厂提供的废水水质COD89万mg/L，可将原水样先稀释

25、1000倍后COD8090mg/L，满足实验要求，从而减小实验误差。在稀释过程中，会出现两种情况容易产生实验误差：一是不同人完成原水样的稀释过程；二是同一个人使用不同的稀释方式完成原水样的稀释过程，如，二级稀释，三级稀释。仪器的准确度：本实验所用50 ml 酸式滴定管（每次滴定需要硫酸亚铁铵标准液21-24ml）、10 ml 移液管。试剂的标准配置：本实验配置的试剂中比较重要的是硫酸亚铁铵的浓度，标准法要求C（NH4）2Fe(SO4)26H2O0.1mol/L0.1mol/L，实验所配置的浓度分别为0.109mol/L、0.106mol/L、0.108mol/L，基本满足实验要求， 有待提高准

26、确度。硫酸亚铁铵久置会变质，影响实验结果。实验过程水样及试剂的准确量取：准确吸取水样和硫酸银-硫酸试剂的量，尤其注意精确吸取重铬酸钾的用量，因为它的用量多少对COD的测定结果有直接影响。滴定过程中的读数及对颜色变化的反应：本实验所用为50 ml 酸式滴定管，读数最小值为0.05 ml，相应结果影响值为2mg/L。滴定过程中颜色变化依次为黄色蓝绿色红褐色，注意观察颜色变化，出现红褐色，终止滴定。3.1.3 减小实验误差分析对原水样进行稀释时，尽量由同一个人来完成，并一直使用同一种方法完成稀释过程。在满足实验要求时，尽量使用较高精确度的仪器，如：移液管，酸式滴定管等。配置试剂时，要求全神贯注，精确

27、测定，从而配置精确度更高的试剂。对于容易变质的试剂（如硫酸亚铁铵），每天滴定前进行润洗，从而提高准确度。对颜色的变化反应保持一致。3.2密封法3.2.1 正交实验方案的设计（1）设计目的：以最少的试验次数，找得密封法COD测定的最佳工艺条件。（2）影响因素分析根据参考资料所得，实验所用水样（3ml）、消化液（3ml）、催化剂（5ml）、消解温度（165）、消解时间（10-60min）。各因素分析：所取水样的多少，反应了一定的COD含量，需要适量的消化液来完成这一消解反应过程，消解后，反应液中消化液剩余量应为加入量的1/54/5为宜；而催化剂、消解温度和消解时间对COD测定结果影响较大，且所取水

28、样和消化液量都较少，因此，在水样和消化液用量不变的情况下，确定三个变量，分别为催化剂、消解温度、消解时间。为了确定三个因素对测定COD的影响，根据正交实验设计原则，设计了三因素三水平的正交实验。设定如下：三因素：催化剂量、反应温度、反应时间三水平：催化剂量（3、5、7ml）、反应温度（120、140、160 ）反应时间（20、40、60min）3.2.2正交实验设计结果分析（1）正交实验设计方案根据正交实验设计方法设计了9组试验，其中水样和消化液各3ml,其余因素为变量，如表3-2。表3-2 正交实验设计表格实验号i因素1因素2因素3考核指标催化剂（ml）温度（）时 间(min)COD（mg/

29、L）131202013.3231404066.7331606048451204013.3551406088651602066.7771206073.3871402098.7971604080计算式备 注k1=i12899.9178.7待添加的隐藏文字内容1Ki=ik2=i168253.4160k3=i252194.7209.3平均42.733.359.6平均=k1/3平均5684.553.3平均=k2/3平均8464.969.8平均=k3/3极差R41.351.216.5重要性排序温度催化剂时间各因素组合最优水平31404066.751602066.7注：考核指标COD值为原水样稀释1000倍

30、后的COD值。每组COD值为三个相同实验条件测定COD的平均值。（2）实验结果及分析通过实验数据发现，三个因素的重要性排序是：温度催化剂时间，且三个因素的极差分别为51.2、41.3、16.5；可以看出，温度和催化剂两个因素对本实验的影响较大，时间因素影响较小。由1、4、7组发现，消解温度120，催化剂（5ml）和时间(40min)时，达不到消解目的；第7组说明，催化剂（7ml）和时间（60min）时，能够消解充分。 分析：消解温度过低，达不到消解目的或消解不充分，为了达到消解目的，就必须同时增加催化剂量和消解时间，从药剂消耗和时间两方面考虑，都不可取。由2、5、8组发现，消解温度140时，在

31、实验条件下都能达到消解目的；由2、5组对比发现，同时增加催化剂和消解时间，测定的COD值会增大；由2、8组对比发现，增加催化剂，减少消解时间，COD值增大，从而验证了三种因素的重要性排序。分析：消解温度为140时，能够完成消解目的，且COD值随催化剂用量增加而增大。由3、6、9组发现，消解温度为160时，随着催化剂量的增加，测定的COD值也会随之增加。由2和3、5和6、8和9，通过观察测定的COD值发现，当催化剂量相同时，消解温度高的测定的COD值会变小。分析：消解温度过高，消解过程过于充分，把稀释所用蒸馏水中的有机物部分消解，导致测定结果偏低。3.2.3确定最佳实验方案该水样经标准法测定，稀

32、释1000倍后的COD值的波动范围为6468mg/L，正交实验设计的九组试验中有两组试验测定结果符合这个条件，如第二组和第六组试验的测定结果都是66.7mg/L。因此，本实验得出两组最佳因素组合，见表3-3。表3-3 两组最佳实验因素组合编号消解温度（）消解时间（min）催化剂(ml)消化液(ml)水样(ml)214040333616020533（1）两组实验结果的分析：从药剂消耗方面考虑，第二组催化剂用量少，故第二组较好；从消解温度方面考虑，在实验过程中发现，消解温度为120时，比色管完好无缺；消解温度为140时，25%比色管出现裂纹；消解温度为160时，75%比色管出现裂纹甚至直接爆掉，因

33、此，需要在适宜温度下才能安全完成消解过程。考虑安全实验及比色管使用条件，第二组比较好；从消解时间方面考虑；与标准法比较，第二组消解时间缩短66.7%，第六组消解时间缩短83.3%。在考虑温度和催化剂两个重要因素前提下，经综合考虑，第二组试验条件为本次最佳实验条件，即选择催化剂（3ml）、消解温度(140 OC)、消解时间(40min)为最佳实验条件。（2）单因素实验在（1）的分析基础上做减少催化剂用量的实验设计，水样（3ml）、消化液（3ml）、催化剂（1、2、3ml），如表3-4。表3-4 单因素实验编号催化剂（ml)温度（）时间（min)COD(mg/L）1114040235.622140

34、40120331404066.7结果分析： 减少催化剂量会导致水样COD测定结果偏高，且与标准值偏差较大，不能满足实验要求，故取催化剂量（3ml）为最佳实验条件。故最佳实验条件为：水样（3ml）、消化液(3ml)、催化剂(3ml)、消解温度(140)、消解时间(40min)。3.2.4影响因素分析及误差分析（1）影响因素分析密封法测定COD的主要影响因素有：消解温度、酸式滴定管的精确度、滴定过程中的读数误差等。消解温度：由恒温箱控制，本实验室有两个恒温箱（环境和生物实验室各一个），且两者稳定性不一，对消解过程有一定影响，可能出现消解不充分。酸式滴定管的精确度：本实验使用50 ml酸式滴定管(每

35、次滴定需要硫酸亚铁铵标准液6.5-7.5ml)，读数误差较大。滴定过程中的读数误差：本实验所用为50 ml 酸式滴定管，读数最小值为0.05 ml，相应结果影响值为13.3mg/L，对COD测定结果影响很大。其余因素影响同标准法。（2）误差分析使用稳定性能较高的恒温箱，以保证整个实验水样消解过程的稳定性。同时，因为资源有限，合理安排使用时间，以防止人为干扰。在满足实验要求时，尽量使用较高精确度的仪器，如：改用25 ml酸式滴定管等，且读数时要认真，准确。为了减小测定误差，可同时多组测定求平均值。3.2.5比色法测定COD参考有关资料，对于COD在50mg/L以上的样品，也可以用比色法进行测定，

36、手续更为简单，本实验测定水样稀释1000倍后COD值（COD8090mg/L）满足该要求，且经标准法测定，稀释1000倍后水样COD50mg/L。故可使用比色法。比色法操作方法如下：（1）最佳波长的确定称取0.8502 g 邻苯二甲酸氢钾(基准试剂)用重蒸水溶解后，转移至 1 000 ml容量瓶中，用重蒸水稀释至标线。此储备液COD值为 1000 mg/L：分别取上述储备液 20ml，40ml，60ml，80ml于100ml容量瓶中，加水稀释至标线即可得到COD值分别为 200 mg/L，400mg/L，600 mg/L，800 mg/L及原液即1000 mg/L标准使用液系列。然后按密封法操

37、作步骤，取样并进行消解。消解完毕后，打开比色管的密封盖，用移液管加入3.0 ml蒸馏水，盖好盖，摇匀冷却后，将溶液倒入3 cm比色皿中(空白按全过程操作)，在 540-700 nm 处以试剂空白为参比，读取吸光度。并绘制不同浓度COD的吸收曲线，从吸收曲线上可以得知Cr3+离子的最大吸收光度，从而确定最佳波长。不同浓度COD的吸光度值见表3-5。表3-5 不同浓度COD的吸光度COD（mg/L）波长20040060080010005400.0240.0380.0650.0750.0895500.0350.0610.0970.1150.1435600.0440.0740.1140.1470.18

38、15700.0480.0840.1280.1620.2045800.050.0880.1350.1690.215900.0510.0890.1380.170.2116000.0480.0840.1320.1620.2026100.0450.0770.1210.1480.1836200.0410.0670.1090.1310.1646300.0370.0590.0940.1160.1416400.0330.0510.0820.0970.1216500.0280.0430.0650.0820.0976600.0240.0360.0540.0660.0796800.0190.0270.0420.04

39、80.0577000.0130.0170.0280.030.033图3-1 不同浓度COD的吸收曲线参考有关文献得，Cr3+离子的最大吸收光度的波长在600nm左右，故对消解后水样在 540-700 nm 处以试剂空白为参比，读取吸光度。由图3-1可知，本实验条件下Cr3+离子的最大吸收光度的波长为590nm。（2）标准曲线的绘制：分别取上述储备液 5ml，10ml，20ml，40ml，60ml，80ml于100ml容量瓶中，加水稀释至标线即可得到COD值分别为 50 mg/L，100 mg/L，200 mg/L，40O mg/L，600 mg/L，800 mg/L及原液即1000 mg/L标

40、准使用液系列。然后按密封法操作步骤，取样并进行消解。消解完毕后，打开比色管的密封盖，用移液管加入5.0 ml蒸馏水，盖好盖，摇匀冷却后，将溶液倒入3 cm比色皿中(空白按全过程操作)，在 590 nm 处以试剂空白为参比，读取吸光度。绘制标准曲线，并求出回归方程式。表3-6为590nm处不同浓度COD的吸光度值。表3-6 不同浓度COD的吸光度值590nm0.0080.0170.0370.0720.1120.1490.193COD（mg/L）501002004006008001000图3-2 标准曲线和线性回归方程式本实验在Cr3+离子的最大吸收光度590nm处读取吸光度值，并绘制相应的标准曲

41、线，由图3-2可知，线性回归方程式为：y=5188.4x+14.172，R的平方值为0.9992，满足实验要求。（3）标准曲线的验证取原水样，分别稀释100、200、250、400、500、800、1000倍，且定容为100 ml。取样消解后读取吸光度如表3-7。表3-7 稀释后水样COD测定稀释倍数1000800500400250200100590nm0.0250.0290.0430.0480.0770.0910.151(mg/L)143.882164.6356237.2732263.2152413.6788486.3164797.6204(mg/L)7695152190304380760注

42、：(mg/L)表示根据吸光度，由线性回归方程求的COD值。(mg/L)表示根据标准法测定的COD值，取相应稀释倍数的COD值。图3-3 不同测定方式的COD值由图3-3可以看出，比色法测定的COD值相对标准法值较大，且当测定的COD304mg/L时，两条曲线相对接近。分析：由表3-7和图3-3可得，该标准曲线对COD测定结果及分析误差较大，因此，不宜采用。3.3微波密封消解法（微波法）样品的消解时间取决于腔内放置的消解罐数目。如表3-8为功率1000W时的消解时间，因此可以根据下表设定相应的时间进行消解。表3-8 消解时间设定表消解罐数目3 4 5 6 7 8 9 10 11 12消解时间（分

43、钟）5 6 7 8 10 11 12 13 14 15具体实验条件分：本实验一共有6个消解罐，两台微波炉；微波炉的功率分别为200W、400W、600W、1000W。3.3.1前期探索（1）目的：探索该条件下能否完成消解过程，验证功率与消解时间的对比关系，以及消化液和催化剂用量的最佳比例。（2）影响因素分析功率选择：考虑安全因素，首先选用在600W功率下进行消解反应，。试剂比例：由标准法得，消化液和催化剂用量比例为1:3，同时参考实验室微波消解“三五”法，消化液和催化剂比例为1:1，在此基础上，设计了两者比例为1:1、1:2、1:3的实验方案。消解时间：设定微波炉功率为600W，根据公式，P1

44、t1=P2t2，得，功率600W对应的消解时间为13.3min，本次实验取15 min。主要考虑因素，功率较低，可能出现达不到消解目的或消解不充分，因此延长消解时间。 水样、消解液和催化剂三者用量参考实验室实验用量。（3）实验结果及分析微波炉功率600W时，实验设计如表3-9。表3-9 低功率实验设计时间(min)水样(ml)消解液(ml)催化剂(ml)COD（mg/L）15555961555107215551548注：COD值为原水样稀释1000倍后的值。该稀释水样经标准法测定为76mg/L。结果分析： 探索发现，功率为600W时，微波炉能完成消解过程； 参照标准法测定值，可以得到该实验条件下，消化液和催化剂的最佳比例为1:2.