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工业废盐是指农药、印染、制药等化工行业高盐废水经蒸发浓缩结晶产生的废渣,一般包含多种无机盐和有毒有害有机物[1-3],如苯系物类、卤代烃类[4]和杂环化合物等[5]。废盐因产量大、环境危害大、难以处理[6-7],受到环保部门的广泛关注。我国每年产生废盐总量约2 000万t,占危险废物产生量15%左右[8]。废盐中的有机物毒性大、难降解、积累性强[9],是废盐被认定为危险性固体废物的主要原因之一。废盐中有机物含量的高低会影响废盐处理工艺及资源化利用方式,因此定量分析废盐中有机物含量对于废盐的后续处理及资源化利用十分重要。氯化钠型废盐在化工(特别是农药生产)副产废盐中非常普遍[1, 10],是常见的工业废盐。
总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)是以碳含量来表示水中有机物的总量,常被用来于评价水体中有机物的污染程度[11]。近些年,国内外厂家研发了多种TOC分析仪、元素分析仪用以测定物质中碳的含量,在测定水体、海洋沉积物等中的有机碳含量得到了较好的应用[12-14],但这些仪器面临的共同难点是高含量卤素样品的测定,原因是卤素会腐蚀仪器元器件及造成催化剂中毒,对检测结果产生严重干扰,无法获得样品中有机碳的精确含量。LI et al[15]介绍了采用Mulit N/C2100S仪器对废水结晶盐中TOC的方法并验证了方法的可行性,精密度和准确度较好,可用于结晶盐中有机物的表征。张洋阳[16]使用干法氧化法测定高氯水样中的TOC,测定结果显示其精密度较高、准确性较好,高浓度的氯离子对TOC的测定结果干扰较小。韩秀燕[17]针对煤化工副产工业氯化钠,采用定量溶解稀释的方法对高含盐水中TOC进行测定,所测技术参数均符合《水质 总有机碳的测定燃烧氧化—非分散红外吸收法:HJ 501—2009》标准要求,可以用于高盐废水中TOC的检测。因此,对于高含量卤素样品中有机碳的分析普遍采用的方法是通过将样品进行稀释再用TOC分析仪测定,这种方式虽减少了卤素对检测结果的影响,但仍会加速仪器元器件的损耗,对仪器造成损伤[18],难以准确分析有机碳含量低的高卤素样品;并且因TOC进样方式的限制,样品需离心或过滤后测定,这导致这种方法只能对废盐中的可溶性有机碳进行测定,而废盐中的颗粒态以及悬浮态的有机碳无法测定,难以准确对废盐中的总有机碳进行准确的测定。
目前针对氯化钠型废盐中总有机碳的测定方法还未有相关文献的报道。作者设计制作一套测定氯化钠型废盐有机碳含量的前处理装置,通过装置高温催化氧化把全部有机物转化为CO2,然后将CO2吸收固定的方法对废盐中的总有机碳含量进行测定,既避免了氯离子损伤仪器,又可定量的分析总有机碳含量,为精确表征氯化钠型废盐中有机物含量,提供了可供参考的测试方法。
氯化钠型废盐中总有机碳的测定方法
Determination method of total organic carbon in sodium chloride type waste salt
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摘要: 氯化钠型废盐所含有的杂质有机物是影响其处理和资源化利用的主要障碍,同时由于氯离子的干扰也使得总有机碳测定、元素分析仪等难以对废盐中的有机物进行定量分析。为了精确定量分析氯化钠型废盐中有机物的含量,避免仪器损坏,作者设计一套专门装置,通过在石英玻璃管反应器中高温完全氧化有机物,使其转变为气态CO2,并用碱液吸收柱固定CO2,淋洗定容后用TOC分析仪测定溶液中的无机碳含量,从而计算出废盐中有机碳含量。结果表明:方法检出限为0.036%,相对标准偏差和相对误差均在1.5%以内,精密度和准确度较高,为废盐资源化利用研究和生产提供了可供参考的测试方法。Abstract: The impurity organic matter in the sodium chloride waste salt is the main obstacle that affects its treatment and resource utilization. In addition, the chloride ions also affect the quantitatively analysis of the organic matter in the waste salt on the total organic carbon (TOC) and elemental analyzers. In order to accurately and quantitatively analyze the content of organic matter in sodium chloride-type waste salt and avoid the damage of the instrument, a special device is designed. The organic matter converts into gaseous CO2 through the high-temperature complete oxidation in a quartz glass tube reactor, and the CO2 is fixed with a lye absorption column. After rinsing and defining the volume, the inorganic carbon content in the solution can be measured by the TOC analyzer to calculate the organic carbon content in the waste salt. The results show that the detection limit of the method is 0.036%, the relative standard deviation and relative error are both within 1.5%, and the precision and the accuracy of the method are high. This paper provides a reference test method for the research of the waste salt resource utilization and the device production.
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Key words:
- sodium chloride /
- waste salt /
- total organic carbon /
- catalytic oxidation
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表 1 空白样品的TOC测定数据(以碳的质量分数计)
编号 TOC含量/% 1 0.049 2 0.041 3 0.041 4 0.046 5 0.046 6 0.045 7 0.048 8 0.041 平均值 0.045 标准偏差 0.003 表 2 模拟废盐标准系列样品TOC测定结果(以碳的质量分数计)
编号 TOC含量 0.40% 2.00% 4.00% 1 0.401 1.946 3.876 2 0.397 2.009 3.978 3 0.394 2.004 3.907 4 0.405 1.950 3.930 5 0.397 1.961 3.997 6 0.403 1.963 3.970 平均值 0.399 1.972 3.943 标准偏差 0.004 0.027 0.046 相对标准偏差 1.057 1.369 1.167 相对误差 0.250 1.392 1.425 表 3 废盐样品的TOC测定结果
编号 TOC含量/% 1 1.643 2 1.671 3 1.700 4 1.667 5 1.563 6 1.559 平均值 1.634 标准偏差 0.066 -
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