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煤礦排放廢水COD特性

   煤炭是社會發(fā)展的主要動力來源。隨著社會工業(yè)文明逐步進步,煤炭產(chǎn)業(yè)的開發(fā)、應(yīng)用各個環(huán)節(jié)逐步向著高轉(zhuǎn)換、低污染的趨向變革,而工業(yè)廢水治理作為煤礦生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也逐漸成為工業(yè)治理開發(fā)的主要部分。為進一步提升煤礦生產(chǎn)后污水的處理效果,需從廢水污染的特征入手,實行針對性治理與凈化。

  1、煤礦排放廢水的化學(xué)耗氧量(COD)的特性

  水化學(xué)耗氧量(COD),是指氧化水中被可氧化的物質(zhì)轉(zhuǎn)換時所需的氧需求量,是水樣受還原性物質(zhì)污染的參考指標之一,該類物質(zhì)包括:各種有機物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等。煤礦排放的廢水主要來源于煤礦開采沖洗水體,煤炭熔煉時所需的水體,該類廢水多為高溫、含亞鐵鹽、硫化物較多的污染排泄物。由此,水體經(jīng)試驗測定時,均會出現(xiàn)置換、還原、氧化等化學(xué)反應(yīng)。

  同時,煤礦所排放的工業(yè)廢水中,鐵、銅等金屬物質(zhì)也是廢水污染成分之一,廢水經(jīng)實驗轉(zhuǎn)化后,必然會有大量的金屬氧化物出現(xiàn),對煤礦排放廢水化學(xué)耗氧量分析時,需注意以上這兩個方面。

  2、煤礦排放廢水的化學(xué)耗氧量(COD)的測定方法

  2.1 高錳酸鉀測定法

  2.1.1 實驗原理

  高錳酸鉀在酸性溶液中呈現(xiàn)強氧化性,它可將水還原性物質(zhì)氧化。同時,高錳酸鉀可與草酸鈉溶液反應(yīng),將反應(yīng)物經(jīng)高錳酸鉀過量滴入溶液,轉(zhuǎn)化為標準水樣化耗氧量溶液。

  2.1.2 實驗制劑

  本次煤礦排放污水化學(xué)耗氧量測定所用溶液包括:1∶3濃度的硫酸鈉溶液、硫酸銀飽和溶液、草酸鈉標準滴定溶液、高錳酸鉀溶液。

  2.1.3 實驗步驟

  首先,將150mL實驗水樣放置在350mL的錐形瓶中,加入100mL純凈水,5mL的硫酸溶液,硫酸銀飽和溶液5滴,10mL高錳酸鉀溶液,搖晃均勻后加熱至沸騰,沸騰后再加熱10min停止。觀察水樣樣色,若水樣顏色變紅停止加熱,若水樣無變化,繼續(xù)加入10mL~15mL高錳酸鉀后重復(fù)以上步驟。

  其次,水樣冷卻至75℃~80℃,在溶液中加入10mL~15mL草酸鈉溶液,觀察溶液顏色。若顏色紅色加深,運用高錳酸鉀將其還原為淡紅色;若溶液顏色無變化,繼續(xù)添加草酸鈉溶液,直至顏色變深,再運用高錳酸鉀將其還原。

  最后,取150mL實驗水樣,將其直接進行加熱,并冷卻加入高錳酸鉀、滴入草酸鈉溶液,對比兩組水樣之間的差異。

  2.1.4 實驗結(jié)果與分析

  1)實驗結(jié)果

  結(jié)合實驗中得到的相關(guān)數(shù)據(jù),運用水樣的耗氧量公式:ρ(COD)=C×(V1-V2)×8.00/V×1000進行計算,其中“C”表示高錳酸鉀的溶液量濃度,“V1”表示水樣高錳酸鉀溶液還原草酸鈉的體積,“V2”表示空白溶液中高錳酸鉀還原草酸鈉的體積,“V”表示水樣體積;“8.00”表示單元質(zhì)量的與氧氣質(zhì)量值。計算后,本次實驗結(jié)果值為:加入溶液的計算值為22.17mg/L;空白水樣的計算值為5.50mg/L,平行計算結(jié)果比偏差≤2.5%,說明本次實驗方法可有效檢測出煤礦生產(chǎn)排放污水中的污染情況,且滴入高錳酸鉀和草酸鈉溶液的水樣中,水體顏色發(fā)生了明顯的變化,說明水樣采取地區(qū)的污水中污染物質(zhì)含量較多。

  2)實驗分析

  進行化學(xué)耗氧量污水處理測驗時,也應(yīng)注意實驗測定過程應(yīng)嚴格按照試劑加入的順序逐步加入,盡量避免操作不當對污水耗氧量檢驗結(jié)果造成的影響。同時,水樣煮沸后冷卻時應(yīng)注意水溫度,一旦水溫低至70℃之下,溶液在水中的溶解速度就會變慢,從而對實驗結(jié)果造成干擾。

  為進一步解決水污染問題,該地區(qū)的煤礦排放污水治理時,需加強對區(qū)域污水排放凈化工作的管理,隨時做好煤礦生產(chǎn)企業(yè)污水凈化監(jiān)管。如要求煤礦生產(chǎn)企業(yè)利用高錳酸鉀污水處理法對水中污染物質(zhì)進行處理,將游離狀物質(zhì)轉(zhuǎn)換為固態(tài)物質(zhì),然后通過沉淀、過濾等環(huán)節(jié),對煤礦污水進行凈化。以上案例中所描繪的煤礦污水治理方法,正是合理運用化學(xué)耗氧量測定方法進行生產(chǎn)污水處理的有效策略。

  2.2 重鉻酸鉀法

  重鉻酸鉀法適用于各類水體水質(zhì)化學(xué)檢驗測定中,實驗測定具體步驟歸納為以下。

  2.2.1 實驗原理

  鉻金屬在強酸溶液中可將水樣中的O2進行還原,且重鉻酸鉀中剩余部分試劑會以亞鐵作為溶液指示試劑,將硫酸亞鐵從溶液中還原出來,再根據(jù)硫酸亞鐵標準滴定溶液的用量,就可以得到還原物質(zhì)在水體污染狀態(tài)下的氧氣消耗量了。

  2.2.2 實驗試劑

  本次實驗中所應(yīng)用到的試劑包括:重鉻酸鉀溶液、亞鐵靈指示劑、硫酸亞鐵標準滴定溶液、硫酸-硫酸銀溶液、硫酸汞。

  2.2.3 實驗過程

  重鉻酸鉀法進行化學(xué)耗氧量測定實驗過程如下。

  首先,取混合污水水樣200mL,將水樣放置于300mL的回流錐形瓶中,并加入10mL的重鉻酸鉀標準滴定溶液、沸石數(shù)粒,連接磨口回流冷凝管,從冷凝管出加入25mL~30mL的硫酸-硫酸銀溶液,攪拌均勻后,加熱回流1.5h~2h。加熱期間注意觀察溶液水體顏色是否發(fā)生變化,若顏色加熱期間水體變?yōu)榫G色,可持續(xù)加熱至?xí)r間截止。若溶液加熱30min后液體顏色并無明顯變化,可在水樣中按一次加入10mL~15mL標準放入重鉻酸鉀,直至水體顏色變?yōu)榫G色。

  其次,將加熱后的溶液冷卻至50℃~60℃后加入3滴~5滴亞鐵靈指示劑,用硫酸亞鐵標準滴定溶液進行融合,此時需注意觀察溶液顏色變化,當溶液顏色從黃色完全變?yōu)榧t褐色時,停止硫酸亞鐵的加入,并記錄下此時加入的溶液體積。

  最后,再取實驗水樣200mL,按照以上步驟重新進行加熱,冷卻后加入硫酸亞鐵溶液,記錄溶液體積,對比兩種實驗水體溶液實驗后數(shù)據(jù)結(jié)果。

  2.2.4 實驗結(jié)果與分析

  1)實驗結(jié)果

  結(jié)合重鉻酸鉀法實驗的具體步驟,記錄硫酸亞鐵實驗中的傾倒體積,并按照公式:ρ(COD)=C×(V1-V2)×8.00/V×1000進行計算,本次計算結(jié)果顯示:滴入溶液的實驗液體中硫酸亞鐵的體積為670mg/L,未滴入溶液中所滴入硫酸冶鐵的體積為16.75mg/L,兩者平行對比結(jié)果值等于2.5%,符合化學(xué)耗氧量檢測分析的對比誤差標準,說明該地區(qū)所取的實驗水樣中含有較豐富的有機物污染物,需著重加強對該區(qū)域污水的治理。

  2)實驗分析

  重鉻酸鉀法是利用氯離子在酸性溶液中金屬活躍性強的特征,對污水水樣中的含氧情況進行檢測,由此,借助重鉻酸鉀法進行化學(xué)耗氧量探究時,必須要保障金屬溶液中氯離子的含量,這樣方可在后續(xù)硫酸亞鐵的體積測定中,得知污水中耗氧情況。為確保重鉻酸鉀測定方法能夠順利實施,測驗人員要在實驗溶液中氯離子減少的狀態(tài)下加入硫酸汞進行離子調(diào)節(jié),盡量保持溶液中硫酸汞與氯離子之比為10∶1。同時,實驗水樣體積測定時,需注意水樣加入液體的比例。如,硫酸亞鐵標準滴定溶液、硫酸-硫酸銀溶液、硫酸汞的比例應(yīng)控制在每次加入10mL~15mL作用。

  為進一步解決煤礦排放廢水的化學(xué)耗氧量(COD)問題,應(yīng)加強對煤礦生產(chǎn)企業(yè)污水處理技術(shù)的綜合推廣,提升煤礦企業(yè)在污水治理過程中的主動性。如某區(qū)域煤礦企業(yè)進行污水治理時,當?shù)卣e極推行污水電解脫硫、脫酸凈化法,并為實踐企業(yè)提供污水治理稅收減免優(yōu)惠,這一政策在當?shù)孛旱V排放污水治理中取得了較好的成效。

  3、結(jié)語

  煤礦排放廢水的化學(xué)耗氧量(COD)的特性及其測定方法的分析,是城市發(fā)展中環(huán)境綜合治理的有效方式。在此基礎(chǔ)上,本文主要介紹了高錳酸鉀測定法、重鉻酸鉀法兩種煤礦排放廢水的化學(xué)耗氧量(COD)測定要點,并結(jié)合實驗結(jié)果對治理策略方面進行了要點歸納。因此,文章的探究結(jié)果將為社會工業(yè)持續(xù)性、可持續(xù)性發(fā)展提供方法借鑒。

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