循環(huán)冷卻水總磷檢測影響要素綜述
時(shí)間:2022-06-07 09:43:00
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目前工業(yè)循環(huán)冷卻水水處理中大多采用磷系配方緩蝕阻垢劑??偭资强刂扑幚硇Ч囊粋€(gè)重要指標(biāo)。投加量偏高容易生成難溶的有機(jī)膦酸垢,加之環(huán)保上對磷的限制,故投加量不宜太高。投加量低又達(dá)不到緩蝕阻垢的作用。所以,有必要控制投加量[1]。烏魯木齊石化公司目前共有12套循環(huán)水裝置,由于循環(huán)水在管網(wǎng)中重復(fù)利用,造成水質(zhì)惡劣,濁度增加,為保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行,減少設(shè)備腐蝕,必須在循環(huán)冷卻水中投加緩蝕阻垢藥劑。控制循環(huán)冷卻水的結(jié)垢和腐蝕趨勢,藥劑的投加量控制是很重要,藥劑含量低就達(dá)不到控制效果,藥劑量多會增加結(jié)垢趨勢同時(shí)使生產(chǎn)成本上升??偭缀渴桥袛嗉铀幍闹饕獏⒖家罁?jù),保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行,控制藥劑的投加量,為節(jié)能降耗和裝置平穩(wěn)運(yùn)行提供了理論依據(jù)[1]。測定循環(huán)水中的總磷含量采用鉬酸銨分光光度法,此方法操作雖然簡便,但是由于磷的存在形態(tài)較多和較復(fù)雜,如果測定中處理不好,將對測定結(jié)果帶來誤差。因此,總磷含量測定結(jié)果的快速與準(zhǔn)確顯得尤為重要。
1.分析方法簡述
1.1主要儀器、試劑、材料
(1)紫外可見光分光光度計(jì):UV1700,日本島津;
(2)電子天平:AE240,最小分度0.1mg,梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;
(3)單標(biāo)線吸量管:10.00mL;
(4)單標(biāo)線容量瓶:250mL;
(5)磷酸二氫鉀。
1.2測定原理
在酸性溶液中,用過硫酸鉀作分解劑,將聚磷酸鹽和有機(jī)膦轉(zhuǎn)化為正磷酸鹽,正磷酸鹽與鉬酸銨反應(yīng)生成黃色的磷鉬雜多酸,再用抗壞血酸還原成磷鉬藍(lán),于710nm最大吸收波長處分光光度法測定。
1.3實(shí)驗(yàn)步驟
1.3.1磷標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液的制備
準(zhǔn)確稱量0.1791克預(yù)先在100~105℃干燥已恒重的磷酸二氫鉀,溶于水中,定量轉(zhuǎn)移至250mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻,濃度為1mL含有0.5mg。
1.3.2磷標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的制備
吸取10.00mL磷標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液于250mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻,濃度為1mL含有0.02mg。
1.3.3標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制
用10.00mL分度吸量管分別移取0.00,1.00,2.00,3.00,5.00,7.00,9.00mL于50mL容量瓶中,依次向各瓶中加入約25mL水,2.0mL鉬酸銨溶液(26g/L),3.0mL抗壞血酸溶液(20g/L),用水稀釋到刻度,搖勻,室溫下放置10min,在分光光度計(jì)710nm處,用1cm吸收池,以空白作參比,測量吸光度,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
1.3.4樣品測定
吸取水樣10.00mL,于100mL錐形瓶中,加入硫酸溶液(1+35)1.0mL,5.0mL過硫酸鉀溶液(40g/L),調(diào)整水樣體積約25mL,緩緩煮沸15min至快蒸干為止,取下冷卻至室溫,定量轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中,依次加入2.0mL鉬酸銨溶液(26g/L),3.0mL抗壞血酸溶液(20g/L),用水稀釋到刻度,搖勻,室溫下放置10min,在分光光度計(jì)710nm處,用1cm吸收池,以空白作參比,測量吸光度,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線得到樣品的含量,同樣方法做空白試驗(yàn)[2]。
2影響測定結(jié)果的原因
在測定過程中發(fā)現(xiàn),工作標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)性、樣品的消解過程、水樣濁度過高對分析結(jié)果影響較大。目前的鉬酸銨分析方法對這些實(shí)驗(yàn)條件敘述的不夠詳細(xì),使得在實(shí)際檢測時(shí)測定結(jié)果不穩(wěn)定,重復(fù)性測定效果差。筆者通過實(shí)際工作,分析影響檢測結(jié)果準(zhǔn)確性因素,進(jìn)行有效控制,降低了測定中的干擾因素,減少了重復(fù)性工作,提高了分析結(jié)果的準(zhǔn)確和可靠性。
2.1工作標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)性的影響
磷酸鹽與酸性鉬酸銨作用,經(jīng)還原生成藍(lán)色化合物,采用分光光度法,在波長710nm處測定其吸光值,確定其吸光值與濃度成正比的線形范圍,并選取適宜的線形范圍繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在分別取0.00、1.00、2.00、3.00、5.00、6.00、7.00、8.00、9.00mL磷酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液于50mL容量瓶中,用水稀至約25mL,搖勻,加2.0mL鉬酸銨溶液(26g/L),3.0mL抗壞血酸溶液(20g/L),在此標(biāo)準(zhǔn)系列下做工作曲線,如表1所示,從加6.00mL磷酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液開始,曲線相關(guān)性差,影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確度。表1只列舉平時(shí)實(shí)驗(yàn)的兩組數(shù)據(jù),從多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可以看出,濃度越高,相關(guān)性越不好,反應(yīng)后的溶液渾濁不清亮,高濃度的點(diǎn)飄移不穩(wěn)。標(biāo)準(zhǔn)曲線制作的好壞,將會影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確度。
2.2水樣中濁度的影響
(1)現(xiàn)場取一化循環(huán)水樣,如表2所示,先測定濁度為5.86NTU,樣品過濾和不過濾進(jìn)行檢測。(2)現(xiàn)場取煉油三循-2循環(huán)水樣,如表3所示,先測定濁度為15.8NTU,樣品過濾和不過濾進(jìn)行檢測。從表2、表3中可以看出,水樣濁度的高低,對總磷結(jié)果的的測定有影響。水樣濁度低于10NTU時(shí),對總磷的檢測影響不十分明顯。水樣濁度大于10NTU時(shí),對總磷的檢測影響十分明顯。
2.3樣品的消解過程
(1)配置磷酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為10mg/L,加熱消解,至剛冒煙為止,沒有沉淀產(chǎn)生,稍冷,加水轉(zhuǎn)移至容量瓶中,然后進(jìn)行檢測。(2)配置磷酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為10mg/L,加熱消解,至干,有沉淀產(chǎn)生,稍冷加入少量水溶解,然后進(jìn)行檢測。從圖1可以看出,樣品的消解方法不同,檢測結(jié)果相差特別大。第一種消解方法,檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度都比較好,標(biāo)樣的轉(zhuǎn)化率在99.5%~100%之間,能滿足方法的要求。第二種消解方法檢測結(jié)果準(zhǔn)確度和精密度偏低,檢測數(shù)據(jù)離散,標(biāo)樣的轉(zhuǎn)化率在82%~89%之間偏低,分析結(jié)果的準(zhǔn)確度不理想。
3總磷檢測過程中影響因素控制
在檢測過程中,除了要嚴(yán)格按照檢定規(guī)程進(jìn)行操作外,還要對檢測過程中影響檢測結(jié)果準(zhǔn)確度的因素進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?。采取以下措施,使影響因素控制在一定的誤差范圍內(nèi),能更好地提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度。
3.1提高工作曲線的相關(guān)性
在實(shí)際工作中,經(jīng)過多次反復(fù)實(shí)驗(yàn),總磷曲線從6.00mL開始因濃度高、樣品易渾濁,與做曲線時(shí)間、溫度、溶解有關(guān)。分別取0.00、1.00、2.00、3.00、、5.00、6.00、7.00、8.0、9.00mL磷酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液于50mL容量瓶中,加水約25mL,先從高濃度加起,邊加邊用力搖勻,加鉬酸銨溶液和抗壞血酸溶液也是先從高濃度加起,邊加邊用力搖勻,一定要溶解完全。再就是做曲線時(shí)要避免陽光直曬,顯色時(shí)間不要超過10分鐘,反應(yīng)的溶液清亮不渾濁,如表4所示,高濃度的點(diǎn)不飄移,相關(guān)系數(shù)γ最少能達(dá)到0.9995以上。選取兩組工作曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。
3.2水樣的檢測
(1)水樣先檢測濁度,根據(jù)濁度大小,再決定水樣過濾與否。(2)選電廠循環(huán)水-1,如圖2所示,先測定濁度為5.65NTU,不過濾,進(jìn)行檢測。(3)選煉油三循-1,如圖3所示,先測定水樣濁度為11.8NTU,將水樣過濾后,進(jìn)行檢測。
3.3選擇正確的樣品消解方式
循環(huán)水采樣后,分析檢測時(shí),樣品的消解過程,至剛冒煙為止,沒有沉淀產(chǎn)生,然后進(jìn)行檢測。選一化循環(huán)水,如圖4所示,樣品的消解過程,至剛冒煙為止,沒有沉淀產(chǎn)生,然后進(jìn)行檢測。
4結(jié)果與討論
(1)通過對工業(yè)循環(huán)冷卻水總磷含量測量過程影響測量結(jié)果因素進(jìn)行分析,主要的影響因素是工作標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)性、樣品濁度的影響、樣品消解過程的影響。(2)由于工業(yè)循環(huán)冷卻水中添加的水穩(wěn)藥劑成分復(fù)雜,裝置中水質(zhì)情況的變化,對分析檢測的影響因素有些尚不明確,在日常檢測中,嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的進(jìn)行測定,隨時(shí)用標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行質(zhì)量控制,提高分析檢測的準(zhǔn)確度。