一种用于分析水中化学需氧量的检测方法及检测装置与流程

本发明涉及水质检测分析，具体涉及一种用于分析水中化学需氧量的检测方法及检测装置。

背景技术：

1、化学需氧量cod是指在一定条件下，用强氧化剂氧化水样中还原性物质所消耗的强氧化剂的量，以氧的mg/l表示，通常用化学需氧量的高低来表示水体中有机物含量的多少，化学需氧量越高，表明水体中有机物含量越多，水体的污染程度越严重。

2、目前，国家标准测定化学需氧量的方法普遍是采用重铬酸盐法，重铬酸盐法的测定原理为：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为催化剂，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，由消耗的重铬酸钾量计算出消耗氧的质量浓度。

3、然而，釆用上采用重铬酸盐法检测cod除了分析过程要消耗大量的浓硫酸和价格昂贵的硫酸银，以及为了消除氯离子的干扰，需加入剧毒的硫酸汞进行掩蔽外，还需要加热甚至高温消解，因此回流时间长，操作过程繁琐，测定时间较长，且容易产生二次污染。

技术实现思路

1、针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种用于分析水中化学需氧量的检测方法及检测装置。

2、本发明的技术方案为：一种用于分析水中化学需氧量的检测方法，包括以下步骤：

3、s1、水样采集与处理

4、根据检测项目的性质和采样技术规范，在检测水域采集80～120ml水样，然后对水样进行过滤处理；最后量取15～30ml过滤后的水样并转移至250～300ml的回流锥形瓶中；

5、s2、混液

6、s2-1、向步骤s1的回流锥形瓶中依次加入硫酸汞溶液、重铬酸钾标准溶液和混合酸溶液；并将硫酸汞溶液、重铬酸钾溶液和混合酸溶液与水样搅拌混合均匀得到混合溶液；

7、其中，硫酸汞溶液、重铬酸钾标准溶液、混合酸溶液和水样的体积比为(0.3～0.5):(2～6):(20～30):(10～15)；

8、重铬酸钾标准溶液的摩尔浓度为0.25mol/l；

9、硫酸汞溶液的摩尔浓度为0.15～0.25mol/l；

10、混合酸溶液由摩尔浓度为0.8～1.5mol/l硝酸和摩尔浓度为1.2～1.7mol/l的硫酸按照体积比1:3～5复配而成；

11、s2-2、将步骤s2-1所得混合溶液在125～145℃温度条件下加热回流20～50min，然后冷凝至常温，得到待测液；

12、s3、测定

13、s3-1、向步骤s2-2所得待测液中加入2～5滴试亚铁灵指示剂溶液，然后用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至待测液的颜色由黄色变为红褐色后停止滴定，记录硫酸亚铁铵标准溶液的消耗体积v1；

14、其中，硫酸亚铁铵标准溶液的摩尔浓度为0.1mol/l；

15、s3-2、取与步骤s1中水样相同体积的蒸馏水，重复步骤s2-1、s2-2和s3-1，记录硫酸亚铁铵标准溶液的消耗体积v0；

16、s4、计算

17、根据步骤s3-1所得v1和步骤s3-2所得v0，计算水中化学需氧量codcr(o2，mg/l)；

18、

19、式中，c为重铬酸钾标准溶液的摩尔浓度；

20、8为氧的摩尔质量；

21、v为水样的体积。

22、进一步地，步骤s1完成后，向回流锥形瓶中加入沸石颗粒；沸石颗粒的粒径为0.1～0.5mm，沸石颗粒的加入量为水样总体积的7～11％；

23、说明：通过向回流锥形瓶中加入沸石颗粒，能够使样本特定的温度下缓慢沸腾，降低了局部过热的可能性，从而提高了检测结果的准确度。

24、进一步地，步骤s1中，采样容器为玻璃容器；

25、说明：采用玻璃容器进行样本的存放能够避免水样中氧化物与容器发生反应而影响检测结果的准确性。

26、进一步地，步骤s2-1完成后，常温下向混合溶液中以50～80ml/min的流速通入氮气15～30min；

27、说明，通过向混合溶液溶通入惰性气体，利用惰性气体将水样中的氯离子以氯化氢的形式带走，避免氯离子被重铬酸钾氧化后使测定结果值偏高。

28、进一步地，步骤s1完成后，将水样在20～35℃温度条件下以50～70khz的超声频率均化处理20～45min；

29、说明：通过对水样节进行超声均化处理，能够避免水样中悬浮物对检测结果产生干扰，从而提高水样的代表性。

30、进一步地，步骤s1完成后，向水样中通入二氧化硫气体，并连续曝气处理15～30min；其中，二氧化硫气体的流量为15～25ml/min；

31、说明：通过向水样中通入二氧化硫气体，能够有效排除水样中残余氧化剂对检测结果的干扰，提高水体中cod值检测的准确性。

32、本发明还提供了一种用于分析水中化学需氧量的检测装置，包括用于采集水样的取样装置和用于对水样进行回流冷凝的回流冷凝装置，回流冷凝装置包括底座、冷凝管固定组件、连接组件、冷却组件和电加热炉；底座内部设置有放置腔，底座上端设置有防护筒，防护筒的侧壁上竖直设置有贯穿滑槽和转移槽；

33、冷凝管固定组件包括固定盘、限位套和固定夹，固定盘设置有两个，两个固定盘平行设置，且与防护筒上端固定连接，两个固定盘的中心位置均设置有通孔，两个限位盘上且位于通孔外侧均设置有数个滑动卡槽；限位套固定设置在两个固定盘之间，且位于通孔的外侧，限位套上与各个滑动卡槽位置对应处处均设置有开槽；固定夹设置有数个，各个固定夹分别一一对应活动设置在各个滑动卡槽内部；

34、连接组件包括滑动架和管路连接座，滑动架设置在防护筒内部，且与贯穿滑槽滑动卡接，滑动架上设置有拨动块，管路连接座设置在滑动架上，且与放置腔上下位置对应，管路连接座上设置有管路卡孔；

35、冷却组件包括外护管和对接转盘，对接转盘设置有两个，两个对接转盘分别转动卡接在两个固定盘上的通孔内部，两个对接转盘上均设置有对接槽，位于上端固定盘上的对接转盘上设置有手推杆；外护管分别通过对接槽与两个对接转盘滑动卡接，外护管的侧壁上设置有两个第一管接头，外护管顶端设置有两个第二管接头，两个第一管接头和两个第二管接头之间通过导管一一对应连接；

36、电加热炉活动卡接在放置腔内部。

37、进一步地，电加热炉与放置腔连接处设置有隔热棉；

38、说明：通过设置隔热棉，能够提高回流锥形瓶中的保温效果，从而提高水样的蒸发效率。

39、进一步地，固定夹由两个相对设置的支夹板构成，两个支夹板靠近固定盘的一端均设置有弧形槽，且弧形槽内部设置有防护条，两个支夹板靠近固定盘的一端分别通过弹簧杆与滑动卡槽活动铰接，两个支夹板远离固定盘的一端分别与滑动卡槽活动铰接；

40、说明：通过在支夹板上设置弧形槽能够实现冷凝管的准确定位；通过设置弹簧杆能够提高支夹板对冷凝管的稳定夹持效果。

41、进一步地，贯穿滑槽内部设置有导向滑杆，滑动架与导向滑杆滑动卡接；

42、说明：利用导向滑杆将滑动架与防护筒进行连接，有利于提高滑动架移动时的平稳性，从而有利于提高冷凝管与回流锥形瓶对接的准确性。

43、本发明回流冷凝装置的使用方法为：

44、使用时，将回流锥形瓶通过防护筒上的转移槽放置在电加热炉上，然后将冷凝管放置在两个固定盘上下位置对应的一组滑动卡槽内，并利用固定夹进行固定；在管路连接座的管路卡孔内分布置入蒸发管和回流管，然后通过拨动块移动滑动架使蒸发管与冷凝管底端连接，将回流管与冷凝管顶端连接；通过手推杆推动外护管在对接槽内移动，使得两个第一管接头穿过限位套上的开槽后与冷凝管实现对接，将两个第二管接头分别与冷却组件连接；最后开启电加热炉，进行水样的回流冷凝。

45、与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几点：

46、第一、本发明的方法设计合理，使得消耗性试剂和水样的取样体积得到了有效减少，从而减少危化品的使用量，不仅减低了检测过程中带来的环境污染风险，而且使得检测数据更为准确；

47、第二、本发明在水中化学需氧量检测过程中，将催化剂改为混酸，大大缩短了样本的加热回流时间，不仅节省了能源消耗，而且也提高了水质检测效率；

48、第三、本发明利用硫酸汞溶液代替现有技术中的消耗性试剂硝酸银溶液和硝酸铋溶液，而由于硝酸银是易制爆危化品，本发明不仅可以减少易爆危化品的使用量，而且硫酸汞溶液能够更好去除水样中的氯化物，排除氯化物对检测结果产生的干扰；

49、第四、本发明还提供了一种用于分析水中化学需氧量的检测装置，其中回流冷凝装置能够实现多个试验样本的连续回流冷凝操作，实用可靠，有效提高了水质检测工作效率。