水和废水监测方法.ppt
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1、水和废水监测方法郭晓红第一部分:水资源与水污染一、水资源与水化学组成地球上存在的水的总量约为13.7*109亿吨,基中海水占97.3%,淡水占2.7%,可利用的淡水只是河流,湖泊和地下水的一部分,不到淡水总量的1%,我国的淡水资源人均占有量为2700m3,世界人均淡水资源占有量的28%,因此,我国是一个水资源缺乏的国家.二、水质的污染天然淡水不是单纯的H2O,它实际是含有多种化学成分的水溶液,其主要化学成分是8大离子:Na+K+Ca+Mg+Cl-SO42-HCO32-CO32-。此外,水中还有一些有机化合物,基中部分来自天然有机物及其降解产物,还有一部分是由于人类的工农业生产和生活活动产生的。
2、三、痕量有机物的污染主要是指一些在环境中浓度很低,属痕量和超痕量级,污染环境也可能只是在某些局部地区,。但由于这些有害物质对人体分健康,对生态系统有严重危害,因此受到世界各国的高度重视。这些物质主要有DDT,氯丹,毒杀芬、灭蚁灵,双酚A等等,基中有一些能在生物体内聚集,干扰人体和野生动物的内分泌系统,引起遗传充异,致畸,致癌。我国的江河湖库淡水资源普遍受到了污染,有的甚至受到了严重的污染,要解决我国的水质污染问题需要经过长期坚持不懈的努力。为此国家也出台了一系列的政策和对策,其中就包括在一些大型企业要开发和推行清洁生产工艺,实现水闭路循环或提高废水的处理效果重复利用率。使排出的废水达标后才能排
3、放。第二部分:我厂的水质监测项目1、污水处理样品检测PH预调节器节池(1个调节PH1112)调节池(1个,缓冲作用,均衡水质水量)预处理(加氢氧化钙与HCHO反应,无害化)冷却塔(冷却到2030)AHCR反应器(2个厌氧池,南北各一个,起开环或断链作用,使好氧菌容易利用)OHCR反应器(好氧池,南北各6个,将水中的有机物彻底降解为CO2和水)沉淀池(2个,将沉下来的污泥回到厌氧和好氧池)气浮池(2个,通过曝气,将水中的轻组分气提起来,刮掉,填埋或焚烧)砂滤器(2个,石英砂过滤)炭滤器(2个,活性炭吸附和过滤)排出。取样点项目调节池AHCR反应器OHCR反应器沉淀池出水气浮清水区碳滤产水池分析方
4、法北池南池北1池北6池南1池南6池北池南池COD(mg/LCOD快速测定法甲醛(mg/L)乙酰丙酮光度法pHpH测定仪BOD5(mg/L)稀释接种法氨氮(mg/L)纳氏试剂光度法TP钼锑抗分光光度法DO(mg/L)DO测定仪MLSS(mg/L)重量法MLVSS(mg/L)重量法SV(%)直接测定法2、热水、循环水检测名称项目总磷总铁碱度溶解氧氯离子浓缩倍数PH浊度循环水50水80水90水锅炉水上海市污水排放标准(二级标准)CODBODSS甲醛PH氨氮100302002.06915第三部分:检测项目的分析方法一、COD的检测概念:COD是化学需氧量的英语缩写,是指在强酸并加热条件下,用重铬酸钾作
5、为氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂的量,以氧的含量mg/L来表示。化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度,水中的还原性物质包括有机物,亚硝酸盐,亚铁盐,硫化物等。水被有机物污染是很普遍的,因此化学需氧量也作为有机物相对含量的指标之一,但只能反映能氧化的有机物污染,不能反映多环芳烃、PCB、二恶英类等的污染状况。化学需氧量的测定,根据所用氧化剂的不同,分为高锰酸钾法和重铬酸钾法等方法,对于污水,我国规定用重铬酸钾法,如果用其它的方法,必须与重铬酸钾法做对照实验,做出相关数据,以重铬酸钾法上报监测数据。国标方法:水质化学需氧量的测定GB11914-891主题内容与应用范围1)本标准规定了水中化学
6、需氧量的测定方法。本方法适用于各种类型的含COD值大于30mgL的水样,对未经稀释的水样的测定上限为700mgL。本方法不适用于含氯化物浓度大于1000mgL(稀释后)的含盐水。(氯离子可被重铬酸盐氧化,并全能与硫酸银作用产生沉淀,故采用回流前加入硫酸汞,使成为络合物以消除干扰2)、定义在一定条件下,经重铬酸钾氧化处理时,水样中的溶解性物质和悬浮物所消耗的重铬酸盐相对应的氧的质量浓度。3)、原理在水样中加入已知量的重铬酸钾溶液,并在强酸介质下以银盐作催化剂,经沸腾回流后,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。4)、试剂4.1硫
7、酸银(Ag2SO4),化学纯。4.2硫酸汞(HgSO4),化学纯。4.3硫酸(H2SO4),p1.84gmL。4.4硫酸银硫酸试剂:4.5重铬酸钾标准溶液:4.5.1浓度为C(16K2Cr2O7)0.250molL的重铬酸钾标准溶液:4.5.2浓度为C(1/6K2Cr2O7)0.0250mo1L的重铬酸钾标准溶液:将4.5.1条的溶液稀释10倍而成。4.6硫酸亚铁铵标准滴定溶液4.6.1浓度为C(NH4)2Fe(SO4)26H2O0.10mo1L的硫酸亚铁铵标准滴定溶液;4.6.2每日临用前,必须用重铬酸钾标准溶液(4.5.1)准确标定此溶液(4.6.1)的浓度。(这是因为硫酸亚铁铵标准滴定溶
8、液不很稳定,室温较高时尤其应注意其浓度的变化,所以,每次临用前,应先标定.)4.6.3浓度为c(NH4)2Fe(SO4)26H2O0.010mo1L的硫酸亚铁铵标准滴定溶液:将4.6.1条的溶液稀释10倍,用重铬酸钾标准溶液(4.5.2)标定。4.7邻苯二甲酸氢钾标准溶液,c(KC6H5O4)2.0824mmo1L:称取105时干燥2h的邻苯二甲酸氢钾(HOOCC6H4COOK)0.4251g溶于水,并稀释至1000mL,混匀。以重铬酸钾为氧化剂,将邻苯二甲酸氢钾完全氧化的COD值为1.1768氧克(指1g邻苯二甲酸氢钾耗氧1.176g)故该标准溶液的理论COD值为500mgL。4.81,10
9、菲咯啉(1,10phenanathrolinemonohydrate)指示剂溶液:(试亚铁灵指示剂)4.9防爆沸玻璃珠。5)、仪器常用实验室仪器和下列仪器。5.1回流装置:带有24号标准磨口的250mL锥形瓶的全玻璃回流装置。回流冷凝管长度为300500mm。我们采用的为带300mL锥形瓶的全玻璃回流装置。5.2加热装置。5.350mL酸式滴定管。6)、采样和样品6.1采样水样要采集于玻璃瓶中,应尽快分析。如不能立即分析时,应加入硫酸(4.3)至pH2,置4下保存。但保存时间不多于5天。采集水样的体积不得少于100mL。6.2试料的准备:试样充分摇匀,取出20.0mL作为试料。7)步骤7.1对
10、于COD值小于50mgL的水样,应采用低浓度的重铬酸钾标准溶液(4.5.2)氧化,加热回流以后,采用低浓度的硫酸亚铁铵标准溶液(4.6.4)回滴。7.2该方法对未经稀释的水样其测定上限为700mgL,超过此限时必须经稀释后测定。7.3对于污染严重的水样。可选取所需体积110的试料和110的试剂,放入10150mm硬质玻璃管中,摇匀后,用酒精灯加热至沸数分钟,观察溶液是否变成蓝绿色。如呈蓝绿色,应再适当少取试料,重复以上试验,直至溶液不变蓝绿色为止。从而确定待测水样适当的稀释倍数。7.4取试料(6.2)于锥形瓶中,或取适量试料加水至20.0mL。7.5空白试验:按相同步骤以20.0mL水代替试料
11、进行空白试验,其余试剂和试料测定(7.8)相同,记录下空白滴定时消耗硫酸亚铁铵标准溶液的毫升数V1。7.6校核试验:按测定试料(7.8)提供的方法分析20.0mL邻苯二甲酸氢钾标准溶液(4.7)的COD值,用以检验操作技术及试剂纯度。该溶液的理论COD值为500mgL,如果校核试验的结果大于该值的96,即可认为实验步骤基本上是适宜的,否则,必须寻找失败的原因,重复实验,使之达到要求。7.7去干扰试验:该实验的主要干扰物为氯化物,可加入硫酸汞(4.2)部分地除去,经回流后,氯离子可与硫酸汞结合成可溶性的氯汞络合物。7.8水样的测定:于试料(7.4)中加入10.0mL重铬酸钾标准溶液(4.5.1)
12、和几颗防爆沸玻璃珠(4.9),摇匀。将锥形瓶接到回流装置(5.1)冷凝管下端,接通冷凝水。从冷凝管上端缓慢加入30mL硫酸银硫酸试剂(4.4),以防止低沸点有机物的逸出,不断旋动锥形瓶使之混合均匀。自溶液开始沸腾起回流两小时。冷却后,用2030mL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。溶液冷却至室温后,加入3滴1,10菲咯啉指示剂溶液(4.8)(试亚铁灵指示剂),用硫酸亚铁铵标准滴定溶液(4.6)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。8.1计算方法以mgL计的水样化学需氧量,计算公式如下:COD(mgL)=c
13、(V1V2)8000/V0式中:C硫酸亚铁铵标准滴定溶液(4.6)的浓度,mo1L;V1空白试验(7.4)所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积,mL;V2试料测定(7.8)所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积,mL;V0试料的体积,mL;8000-1/4O2的摩尔质量以mg/L为单位的换算值。测定结果一般保留三位有效数字,对COD值小的水样(7.1),当计算出COD值小于10mgL时,应表示为“COD10mgL”。COD快速测定法(光度法)我们化验室现在采用的是兰州连华科技生产的COD快速测定仪,测定方法都按说明书来进行。本方法采用一种特制试剂,它含有一种复合催化剂,既能加速反应,又对氯离子具
14、有抗干扰作用,水样与特制试剂D和试剂E在消解器中进行快速的氧化还原反应,反应后产生三价铬离子,通过分光光度法测定其浓度,从而得出相应的COD值。此法替代了长期以来国内外普遍使用的“2小时回流消解,滴定求值”的测定方法即上面讲的方法,快速、低耗、简便、准确、可靠,可一批测定多个样品,将测定COD需用3、4个小时的传统方法变成历史。但是在仲裁试验时,还是要采用国标方法。1、主要试剂:D试剂、E试剂这两中试剂的配制都需要用浓硫酸,要特别注意安全!2、测定步骤:21打开消解器开关,让其自动升温至165。22取蒸馏水(空白)及水样(待测)各2.5ml于相应试管中,23分别依次加入0.7mlD试剂和4.8
15、mlE试剂消解10分钟,(放入消解器前一定要摇匀,否则会造成喷溅,且要将管外的水分擦净。)24消解完毕在冷却架上空冷2分钟后加入2.5ml蒸馏水摇匀,25放入水槽中冷2分钟后,分别倒入比色皿中,放入比色计读取浓度值测定时先用空白调零,再用黑体调满度,开始比色。此仪器测定的范围在01250mg/L超过的要经过稀释适当的倍数才可进行测试。此仪器测定的范围在01250mg/L超过的要经过稀释适当的倍数才可进行测试。3、注意事项:31测标样(当检测仪器的性能或校正仪器时)。同上面国标方法,取COD值为500的邻苯二甲酸氢钾来进行测试,我们测试过几次,结果在480以上,符合国标中大于标准值的96%的条件
16、。32实验开机前要进行预热1520分钟为宜,比色完毕后要及时并闭。33每次测定前都要用空白进行调零和置满,进行比色时,比色皿最好在统一靠在比色栏的统一位置。34验完后比色管无须用洗涤剂冲洗,用自来水冲净烘干后即可使用。35连续进行多个样品测定时,水样的COD值可从小往大做,以减低误差。36如果有消解时发生喷溅,要检查:配制完E试剂时没有及时移入细口瓶,在空气中放置时间过长,再是水样加入试剂后没有充分摇匀,液体是分层的,再就是硫酸纯度不够。二、水质甲醛的测定(乙酰丙酮分光光度法)本方法适用于地表水的工业废水。含甲醛的废水排入水体后,能消耗水中的溶解氧,影响水的自净能力。原理:在过量铵盐存在下,甲
17、醛与乙酰丙酮生成黄色络合物,于414纳米波长处进分光光度测定。2、甲醛标准溶液的配制和标定:配制每毫升约含1毫克甲醛的标准贮备溶液。此溶液用硫代硫酸钠标定其准确浓度。甲醛标准使用溶液的配置:将甲醛标准储备液逐级用水稀释成每毫升含10.0微克甲醛的标准适用溶液。使用时当天配制。3采样和样品样品采集于硬质玻璃瓶或聚乙烯瓶中,采后尽快化验,否则需在每升样品中加入1毫升浓硫酸,使样品的PH2,并在24小时内化验。4、分析步骤4.1校准曲线的绘制:取6支25ml的具塞刻度管,分别加入不同体积的甲醛标准使用液,加水至25ml,加入2.5毫升乙酰丙酮溶液摇匀,于4560水浴中加30热分钟,取出冷却。用10m
18、m比色皿,在波长414nm处,以水为参比,测量吸光度,在扣除空白试验的吸光度后,以吸光度和对应的甲醛含量绘制校正曲线。42吸取适量试样(含甲醛浓度小于3ppm)于25毫升具塞刻度管中,用水稀释至标线,加入2.5毫升乙酰丙酮溶液摇匀,于4560水浴中加热30分钟,取出冷却。用用10mm比色皿,在波长414nm处,以水为参比,测量吸光度,在扣除空白试验的吸光度后,从校正曲线上查出试样中甲醛的含量。4.3空白试验:用25ml水代替试样,按样品的测试步骤进行平行操作。注意事项:甲醛稀释的倍数要合适,在校正曲线的浓度范围内,否则容易造成结果的失真。三、PH值的测定PH值是水中H+的活度的负对数。天然水的
19、PH值多在69的范围内,这也是我国污水排放标准中的PH控制范围。我厂是采用复合电极法测定PH值.PH计的型号是PHS-3C,主要是按照仪器说明书来测定1、标定:仪器使用前都要标定。一般连续使用时,每天要标定一次。1.1按“温度”按钮,使仪器显示为溶液的温度值后按确定,使仪器确定溶液温度后回到PH测量状态。1.2把用蒸馏水清洗过的电极插入PH=6.86的标准缓冲溶液中,等读数稳定后按“定位”键(此时PH指示灯慢闪烁,表明仪器在定位标定状态)。使读数为该溶液当时温度下的PH值,然后按下“确认”键,仪器进入PH值测量状态。1.3:再把用蒸馏水清洗过的电极插入PH=4.0(或9.18)的标准缓冲溶液中
20、,等读数稳定后按“斜率”键(此时PH指示灯快闪烁,表明仪器在斜率标定状态),使读数为该溶液当时温度下的PH值。然后按确认键,仪器进入PH测量状态,指示灯停止闪烁,标定完成。注意:经标定后,:“定位”键及“斜率”键不能再按,如果触动此键,PH指示灯闪亮,请不要按“确认”键,只需要按PH/mv键,使仪器重新进入PH测量状态即可,无须再次标定。标定的缓冲溶液一般第一次用PH=6.86的溶液,第二次用接近被测溶液PH值的缓冲液。2、测量2.1被测溶液与定位溶液温度相同时,测量步骤如下:2.1.1用蒸馏水清洗电极头部,再用被测溶液清洗一次,2.1.2把电极浸入被测溶液中用玻璃棒搅拌溶液,使溶液均匀后在显
21、示屏上读出溶液的PH值。2.2被测溶液与定位溶液温度不同时,测量步骤如下:2.2.1用蒸馏水清洗电极头部,再用被测溶液清洗一次2.2.2用温度计测了被测溶液的温度值2.2.3按“温度”键使仪器显示为被测溶液的温度值,然后按“确认”键。2.2.4把电极浸入被测溶液中用玻璃棒搅拌溶液,使溶液均匀后在显示屏上读出溶液的PH值。3、仪器使用注意事项:3.1.1电极测量前须用已知PH值的标准缓冲液进行定位校准,其PH值愈接近被测溶液愈好。3.1.2取下电极套后,应避免电极的敏感玻璃泡与硬物接触,因为任何破损或擦毛都会电极失效。3.1.3测量完毕,应及时将保护套套上,电极套内应放少量外参比补充液,以保持球
22、泡的湿润,切记不要浸泡在蒸馏水中!3.1.4电极的外参比液为3mol/L的氯化钾溶液,补充液可以从电极上端的小孔加入,复合电极不用时,要拉上橡皮套,防止补充液干涸。3.1.5电极应避免长期浸泡在蒸馏水、蛋白质溶液和酸性氟化物中,应避免与有机硅相接触。四、水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法GB11894-89大量的生活污水农田排水或含氮工业废水排入水体,使水中的有机氮和各种无机氮化物含量增加,生物和微生物类的大量繁殖,消耗水中的溶解氧,使水体质量恶化。湖泊水库中含有超标的氮磷类物质时,造成浮游生物繁殖旺盛,出现富营养化状态,因此,总氮是衡量水质的重要指标之一。1、方法原理:在60以上的
23、水溶液中,过硫酸钾按如下反应式分解,生成氢离子和氧。K2S2O8+H2O2KHSO4+1/2O2KHSO4K+HSO4-HSO4-H+SO42-加入氢氧化钠用以中和氢离子,使过硫酸钾分解完全。在120124的碱性介质条件下,用过硫酸钾作氧化剂,不仅可以将水样中的氨氮和亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐,同时将水样中的大部分有机氮化合物氧化为硝酸盐。而后用紫外分光光度法分别于波长220纳米与275纳米处测定其吸光度,按A=A220-2A275计算硝酸盐氮的吸光度值,从而计算总氮的含量。样品采后应酸化或低温保存2、试剂:21无氨水:每升水中加入0。1毫升浓硫酸,蒸馏,收集馏出液与玻璃容器中或用新制备的去离子水
24、。2、220%氢氧化钠溶液。23碱性过硫酸钾溶液:40克过硫酸钾、15克氢氧化钠溶于无氨水中,稀释至1000毫升。24(1+9)盐酸。25硝酸钾标准贮备溶液:100微克/毫升硝酸盐氮26硝酸钾标准使用液:10微克/毫升硝酸盐氮3、仪器:31紫外分光光度计32压力蒸汽消毒器或民用压力锅:压力为1。11。3kg/cm2,相应温度为120124度4、测定步骤:41校正曲线的绘制:411分别吸取0、0.5、1.00、2.00、3.00、5.00、7.00、8.00毫升硝酸钾标准使用液于25毫升比色管中,用无氨水稀释至10毫升标线.4.1.2加入5毫升碱性过硫酸钾溶液,塞好磨口塞,用纱布及纱绳裹紧管塞,
25、以防迸溅出.4.1.3将比色管置于压力消毒器中,升温至120124度开始计时,使比色管在过热水蒸气中加热半小时.4.1.4自然冷却,开阀放气,移去外盖,取出比色管并冷至室温.4.1.5加入(1+9)盐酸1毫升,用无氨水稀释至25毫升标线.4.1.6在紫外分光光度上,以无氨水作参比,用10毫米的石英比色皿分别在220纳米和275纳米处测出定吸光度,用校正的吸光度绘制校准曲线.4.2样品的测定步骤:取10毫升水样,或取适量水样,(使氮的含量在2080微克)按校准曲线的绘制步骤操作,然后按校正吸光度,在校准曲线上查出相应的的总氮含量.四、氨氮氨氮(NH3-N)游离氨或铵盐(NH4+)的形式存在于水中
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