電鍍廢水中絡合物對化學需氧量測定的影響

2020-11-23 慧聰網

電鍍廢水中絡合物對化學需氧量測定的影響

2011/6/7/9:59來源：中國電鍍助劑網

    劉曉星，徐海旭，王藝，趙蕾

    (大連海事大學環境科學與工程學院，遼寧大連116026)

    摘要:處理電鍍廢水的方法多種多樣，但大多是注重於金屬離子的去除與回收，而對從絡合物中游離出來的絡合劑對廢水化學需氧量的影響考慮甚少。現有的處理方法即使讓化學需氧量值達到排放標準，但實際上由於絡合物的影響，其化學需氧量值可能高於排放標準。探討了絡合物的形成對水中化學需氧量的影響，採用化學法(硫酸亞鐵法和硫化鈉法)及物理法(脈衝放電技術)進行破絡。實驗結果表明，絡合物的存在會使化學需氧量的測定值小於真實值。

    關鍵詞:絡合物;化學需氧量;破絡;電鍍廢水

    中圖分類號:X703．1 文獻標識碼:B

    文章編號:1001-3849(2011)03-0041-04

    引言

    由於電鍍需要使用大量的酸、鹼、重金屬、光亮劑及添加劑等，因而電鍍廢水的組分十分複雜，其中一些物質具有致癌、致畸及致突變作用，如不經過處理而直接排入水體中，會對人類及動植物造成極大的損害。因此，2008年8月1日《電鍍汙染物排放標準》(GB21900-2008)正式實施，國家環境保護部公布了第一批共13項國家排放標準中特別排放限值。

    電鍍廢水處理技術大體上分為:化學法、物理法、物理化學法及生化法等。目前大多數的工業發達國家電鍍廢水的處理方法基本是以化學法為主，如日本、德國等國家在電鍍廢水的處理上採取的是多種化學法相結合來處理，這種方法能更好的將混合電鍍廢水中的金屬離子進行處理及回收利用，如日本採取重亞硫酸鈉做還原劑來處理含鉻廢水。但是，現有的電鍍廢水處理方法多是針對重金屬離子，而對其游離的絡合劑的影響研究較少。因為電鍍液中許多絡合劑就是還原性有機物質，它們與金屬離子形成具有環狀結構的螯合物時，會導致化學需氧量(COD)的實測值與真實值之間有一定的差異。因此，尋求有效的破絡方法，測定真實的COD，是一個亟待解決的問題。

    本研究通過考察絡合物形成前後COD的變化，探討了絡合物對COD的影響，並採用化學與物理破絡方法處理後，測出電鍍廢水中更符合實際的COD。

    1·實驗部分

    1．1 實驗藥品

    氯化銅、硫酸亞鐵、硫酸鋅、硫酸汞、濃硫酸(98%)、硫酸銀、鄰菲羅啉、硫酸亞鐵銨、EDTA二鈉鹽及重鉻酸鉀，均為分析純。

    1．2 試液

    由EDTA溶液和鋅離子溶液(或銅離子溶液)配製而成，以模擬電鍍廢水中的絡合物。

    1．3 實驗儀器

    玻璃儀器有量筒、燒杯、容量瓶、酸式滴定管及磨口錐形瓶。

    測定COD的回流裝置:六聯電爐及回流冷凝設備(見圖1)。

    1．4 實驗方法

    重鉻酸鉀法(GB/T11914-1989):在強酸條件下，加入重鉻酸鉀溶液氧化試液中還原性物質，之後用試亞鐵靈作指示劑，硫酸亞鐵銨溶液回滴過量的重鉻酸鉀。從而算出水樣中還原性物質消耗的氧化劑的量。CODcr計算公式:

    COD=(V0－V1)×c×8×1000/V

    式中:V1為測試液時所用硫酸亞鐵銨溶液的體積，mL;V0為測蒸餾水時所用硫酸亞鐵銨溶液的體積，mL;V為水樣體積，mL;c為硫酸亞鐵銨溶液濃度，mol/L;8表示氧的相對原子質量。

    注:按電鍍廢水處理的國家標準，以COD表示化學需氧量，COD的單位為mg/L。

    2·實驗結果與討論

    2．1 絡合物形成前後水中COD的變化

    Cu2+、Zn2+是電鍍液中常見的金屬離子，而且它們形成絡合物的穩定常數較大，因此選取Cu2+和Zn2+作為主要研究對象。先配製其金屬鹽溶液，再向其中加入絡合劑EDTA，測定形成絡合物前後溶液中的COD。

    因為含有Cu2+離子的溶液有顏色，對測定COD的滴定終點判斷有影響，所以選取無色的鋅鹽溶液來考察絡合劑加入前後COD的變化。取0．05mol/LZn2+溶液和0．05mol/LEDTA各10ml，按V(Zn2+)∶V(EDTA)=1∶1混合後測定COD。EDTA溶液的COD為2880mg/L，而ZnSO4+EDTA溶液的COD為2600mg/L，這表明在絡合物形成時，一些還原性物質被納入環狀螯合物大分子中，從而導致了COD的降低。

    為了判定金屬離子與EDTA絡合的完全程度，首先用紫外分光光度計測定EDTA-Zn的吸光度，吸光度平均值A=0．1308，再根據朗伯-比爾定律算出c(EDTA-Zn)，因為EDTA-Zn的穩定常數K穩=c(EDTA-Zn)/c(Zn2+)×c(EDTA)=2．5×1016，由此算出c(Zn2+)=1．58nmol/L，據此可知金屬鹽離子與EDTA的反應是比較完全的。

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