[發明專利]一種基于UV/H2

在審

• 申請號: 202110200496.7
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN112834721A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 瞿廣飛;孫楝凱;潘科衡;李軍燕;劉亮亮;王晨朋
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18;G01N1/44
• 代理公司: 昆明同聚專利代理有限公司 53214
• 代理人: 蘇蕓蕓

本發明公開了一種基于UV/H₂O₂技術檢測水質COD的方法及裝置，本方法是基于UV/H₂O₂協同作用，可產生大量強氧化性的羥基自由基，將有機物氧化分解，在消解完成之后，通過氧化劑消耗量的檢測來計算COD，本發明方法不僅解決傳統國標法耗時長，步驟繁瑣等缺點，在氧化消解水樣中有機物的同時，完成COD的檢測，本發明方法成本低、無二次污染，檢測結果準確可靠，適于推廣應用。

技術領域

本發明涉及一種COD檢測的方法和裝置，屬于水質檢測技術領域。

背景技術

近些年來，我國的工業一直保持著高速發展，工業規模不斷擴大，經濟建設也在不斷提高，人民的物質生活更加豐富。同時，也造成了越來越多的工業廢水和生活污水被排放到河流湖泊中。由于工業廢水和生活污水排放導致的水環境污染問題越發嚴重，相應的水污染事件層出不窮。《中國統計年鑒(2019)》報告，2017年全國廢水排放總量為6996610萬噸，其中城鎮生活污水排放超過全年污水排放總量70%。隨著我國經濟的持續發展，城市化進程不斷推進，城鎮生活污水成為我國廢水排放量不斷增加的主要來源。根據2011-2015年的平均增速為6%，測算出2016-2020年城鎮生活污水排放量仍將保持6%的增長速度。雖然工業廢水的排放量一直保持著2%的下降幅度，工業廢水的排放量有所減少，但是其基數依舊十分龐大。

水質監測是污染預惑、持續性污染物監測和治理效果評定的重要手段。作為水質監測分析中最常測定的項目，化學需氧量(Chemical Oxygen Demand，簡稱COD)是評價水體污染的重要指標之一。COD是評估河流湖泊受污染狀況以及有機廢水處理效果的一個具有實際意義且相對容易測定的特征指標。

目前對水體COD含量的檢測方法，主要采用國家標準重鉻酸鉀法(GB 11914-89)和行業標準快速消解分光光度法（HJ/T 399-2007）。CN201811405123.8公開了一項有機廢水COD在線檢測方法，其原理也是基于傳統國標法進行在線檢測裝置的設計。國標法即在水樣中加入已知量的重鉻酸鉀溶液，在酸性或堿性介質下高溫回流氧化消解有機水樣，再以化學滴定定量，間接計算出COD值。快速消解分光光度法則是在國標法的基礎上采用分光光度計檢測重鉻酸鉀中鉻離子的方法，代替傳統意義上的化學滴定法，以此計算COD值但是該兩種方法在實際操作中存在許多問題，包括測定耗時長，步驟繁瑣，需要添加有毒和昂貴的化學試劑，并且能耗高，對環境不友好。如何能更加有效率且無害的檢測COD成為研究者需要研究解決的問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種基于UV/H₂O₂技術檢測水質COD的方法，該方法可以實現COD檢測的高效性，且具有成本低和環境危害低等優勢，本方法將UV/H₂O₂技術運用于COD消解階段，可有效提高消解速度和消解完成度；在消解完成之后，通過氧化劑消耗量的檢測來計算COD。UV/H₂O₂技術屬于高級氧化的一種，主要將有機物轉化為水和二氧化碳，通過過氧化氫的消耗量結合相應的計算可得到COD的值，通過檢測二氧化碳和氧氣的生成量可判斷消解是否結束。

本發明方法具體步驟如下：

（1）在254nm紫外燈的照射下向反應管中通入待測水樣和濃度為50mmol/L的過氧化氫液體，在反應管中水樣被消解，消解反應過程中產生的氣體使得反應管中的壓力值增大，產生的氣體從反應管另一端的排氣管排出，冷凝干燥，連續檢測反應過程中產生的檢測二氧化碳濃度、氣體流量、溫度、壓力、氧氣濃度，氣體排入尾氣處理池，當氣體中檢測不到二氧化碳時反應完成，測定消解后溶液中的過氧化氫含量；

（2）COD的計算

反應管中添加的過氧化氫總量為M₁，消解結束后溶液中過氧化氫剩余量為M₂，反應過程中部分過氧化氫轉變成氧氣，此部分轉變的過氧化氫量為M₃；

COD的計算公式如下：