焦化废水中总氮的仪器法测定方法

摘要

本发明是一种焦化废水中总氮的仪器法测定方法，涉及化学物质的分析测定方法，解决现有过硫酸钾氧化-紫外分光光度法测定总氮操作繁杂。费时的问题，本发明是利用TOC分析仪测定焦化废水中总氮，先配制标准溶液及建立该标准溶液的标准曲线；样品经燃烧后，样品中的总氮与臭氧气源结合后分解为一氧化氮，经过载气带动，一氧化氮气体进入化学发光检测器，并被检测，根据检测器发出的检测信号与标准曲线比较就可以测量出样品中的总氮浓度。该测定方法操作简单，耗时只需15分钟左右，较之过硫酸钾氧化-紫外分光光度法有明显的优点。

说明书

技术领域

本发明涉及化学物质的分析测定方法，尤其是指一种焦化废水中总氮的仪 器法测定方法。

背景技术

随着环保要求的提高，总氮也将列入排水控制指标。焦化废水的总氮含量 较高，在降解过程中，需要对各处理阶段的废水进行总氮的检测。常用的测定 方法是采用过硫酸钾氧化-紫外分光光度法，其测定原理是：在高温高压下用过 硫酸钾作氧化剂氧化水中的氨氮和亚硝酸盐氮及大部分有机氮化合物为硝酸 盐，而后用紫外分光光度法测定出总氮的含量，该方法存在的问题是，操作步 骤复杂，耗时约需4小时左右。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种操作简单，耗时 短的焦化废水中总氮的仪器法测定方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种焦化废水中总氮的仪器法测定方法，所述仪器法测定是指采用配备有 总氮附件的TOC分析仪进行测定的方法，其包含以下步骤：

S1，配制标准溶液及建立该标准溶液的标准曲线；

所述标准溶液是指总氮含量为20mg/L-1000mg/L之间的不同总氮浓度的系 列溶液；

所述标准曲线是指：所述系列溶液在TOC分析仪中测得一系列总氮含量信 号的标准峰与时间的关系曲线，然后经计算机计算将一系列总氮含量信号的标 准峰与时间的关系曲线建立成一个总氮含量与面积对应关系的曲线；

S2，测定焦化废水中总氮浓度，其包含以下步骤：

S21，将取样管插入混合均匀的焦化废水中取样品；

S22，将样品注入TOC分析仪的燃烧管中；

S23，燃烧管中流有载气，载气带动样品中气体流动；

S24，燃烧管中注入臭氧气源，使样品中的氮分解成为一氧化氮；

S25，含有一氧化氮的载气经过电子除湿器冷却和干燥后，进入TOC分析仪 的化学发光检测器，一氧化氮被检测；化学发光检测器检测出一个总氮浓度与 时间的关系曲线，其是一个峰曲线图；

S26，将步骤S25中的峰曲线输入计算机，计算出峰曲线的面积；

S27，将步骤S26中的峰曲线的面积在计算机中与所述标准曲线比对，根据 标准曲线中总氮含量与面积的对应关系，测出样品中的总氮浓度。

所述配制标准溶液中所用的稀释水为去离子水。

所述标准溶液包含第一标准溶液及第二标准溶液；

所述第一标准溶液适用于制作氨氮为主要总氮构成形式的样品分析的第一 标准曲线，该第一标准曲线用于测定调整槽中总氮浓度，第一标准溶液配制方 法：将9.429g分析纯硫酸铵在105-120℃温度下干燥1小时后溶解于1L容量 瓶中，加稀释水稀释至容量瓶标线，该标线标示此溶液的总氮含量为1000mg/L， 然后用稀释设备再将总氮含量为1000mg/L的溶液加稀释水，分别稀释成总氮含 量为20mg/L-1000mg/L之间的不同总氮浓度的系列溶液；

所述第二标准溶液适用于制作硝酸盐氮为主要总氮构成形式的样品分析的 第二标准曲线，该标准曲线用于测定沉淀池和外排水中总氮浓度，第二标准溶 液配制方法：将7.218g分析纯优级纯硝酸钾在105-120℃温度下干燥1小时 后溶解于1L容量瓶中，加稀释水水稀释至容量瓶标线，该标线标示此溶液的总 氮含量为1000mg/L，然后用稀释设备再将总氮含量为1000mg/L的溶液加稀释 水，分别稀释成总氮含量为20mg/L-1000mg/L之间的不同总氮浓度的系列溶液。

所述燃烧管的炉温为720℃。

所述载气为氧气。

所述载气的压力为200kPa，载气的流量为150mL/min。

所述臭氧气源的流量为500mL/min。

所述化学发光检测器是红外发光检测器。

所述仪器法测定方法中，测定的系统误差通过仪器对同一样品进行多次测 定进行消除，具体方法如下：令两次测定结果相互之间的差值比为变异常数， 如果变异常数小于最大变异常数限2％，则结束整个测定过程，取两个测定结 果的平均值作为总氮浓度；若两次测定结果的变异常数大于最大变异常数限2 ％，则计算机自动进行再次测定，并将多次的测定结果一起比较，直到计算机 取到其中两个测定结果的变异常数小于最大变异常数限2％的结果，将该两个 测定结果的平均值作为总氮浓度，结束整个测定过程。

所述焦化废水是从外排水中取样时，所述标准溶液的浓度控制在20～ 200mg/L；所述焦化废水是从沉淀池中取样时，所述标准溶液的浓度控制在50～ 300mg/L；所述焦化废水是从调整槽中取样时，所述标准溶液的浓度控制50～ 300mg/L。

本发明的有益效果：

本发明是利用TOC分析仪测定焦化废水中总氮，TOC分析仪主要用于测定 水中的总有机碳含量，若仪器配有总氮附件，则可以测定水中的总氮含量。其 测定原理是：先配制标准溶液及建立标准曲线；样品经燃烧(炉温为720℃) 后，样品中的总氮与臭氧气源结合后分解成为一氧化氮，经过载气带动，一氧 化氮气体进入化学发光检测器，一氧化氮被检测，根据检测器发出的检测信号 与标准曲线比较就可以测量出样品中的总氮浓度。该方法操作简单，耗时只需 15分钟左右。较之过硫酸钾氧化-紫外分光光度法有明显的优点。

为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本 发明进行详细说明。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

具体实施方式

下面结合实施例的附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

本发明的焦化废水中总氮的仪器法测定方法中所述仪器法测定是指采用配 备有总氮附件的TOC(总有机碳)分析仪进行测定的方法，参见图1，本发明测 定总氮浓度的具体步骤如下：

S1，测定总氮前需配制标准溶液及建立该标准溶液的标准曲线。

标准溶液是指总氮含量为20mg/L-1000mg/L之间的不同总氮浓度的系列溶 液(例包含总氮含量20mg/L、40mg/L、80mg/L…500mg/L的系列溶液)，配制标 准溶液中所用的稀释水为去离子水。系列溶液在TOC分析仪中测得一系列总氮 含量信号的标准峰与时间的关系曲线，然后经计算机计算将一系列总氮含量信 号的标准峰与时间的关系曲线建立成一系列总氮含量与面积对应关系的标准曲 线(计算机该计算技术是现有技术)。

所述标准溶液包含第一标准溶液及第二标准溶液：

所述第一标准溶液适用于制作氨氮为主要总氮构成形式的样品分析的第一 标准曲线，该第一标准曲线用于测定调整槽中总氮浓度。第一标准溶液配制方 法：将9.429g分析纯硫酸铵在105-120℃温度下干燥1小时后溶解于1L容量 瓶中，加稀释水稀释至容量瓶标线，该标线标示此溶液的总氮含量为1000mg/L， 然后用稀释设备再将总氮含量为1000mg/L的溶液加稀释水，分别稀释成总氮含 量为20mg/L-1000mg/L之间的不同总氮浓度的系列溶液。

所述第二标准溶液适用于制作硝酸盐氮为主要总氮构成形式的样品分析的 第二标准曲线，该标准曲线用于测定沉淀池和外排水中总氮浓度。第二标准溶 液配制方法：将7.218g分析纯优级纯硝酸钾在105-120℃温度下干燥1小时 后溶解于1L容量瓶中，加稀释水水稀释至容量瓶标线，该标线标示此溶液的总 氮含量为1000mg/L，然后用稀释设备再将总氮含量为1000mg/L的溶液加稀释 水，分别稀释成总氮含量为20mg/L-1000mg/L之间的不同总氮浓度的系列溶液。

S2，测定焦化废水中总氮浓度，其包含以下步骤：

S21，将取样管插入混合均匀的焦化废水中取样品；

S22，将样品注入TOC分析仪的燃烧管(炉温为720℃)中；

S23，燃烧管中流有载气，载气压力为200kPa，载气流量为150mL/min， 载气采用氧气(载气带动样品中气体至TOC分析仪的检测器)；

S24，燃烧管中注入臭氧气源，臭氧气源流量为500mL/min，使样品中的 氮分解成为一氧化氮；

S25，含有一氧化氮的载气经过电子除湿器冷却和干燥(化学发光检测器要 求检测气体不含水)后，进入TOC分析仪的化学发光检测器，一氧化氮被检测； 化学发光(例：红外发光)检测器检测出一个总氮浓度与时间的关系曲线，其 是一个峰曲线图；

S26，将步骤S25中的峰曲线输入计算机，计算出峰曲线的面积；

S27，将步骤S26中的峰曲线面积在计算机中与所述标准曲线比对，根据标 准曲线中总氮含量与面积的对应关系，测出样品中的总氮浓度。

上述测定中的系统误差可通过仪器对同一样品进行多次测定进行消除，具 体方法如下：令两次测定结果相互之间的差值比为变异常数，如果变异常数小 于最大变异常数限(2％)，则结束整个测定过程，取两个测定结果的平均值作 为总氮浓度；若两次测定结果的变异常数大于最大变异常数限(2％)，则计算 机自动进行再次测定，并将多次的测定结果一起比较，直到计算机取到其中两 个测定结果的变异常数小于最大变异常数限(2％)的结果，将该两个测定结果 的平均值作为总氮浓度，结束整个测定过程。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明的测定方法。

《实施例1》外排水中测定总氮浓度

外排水测定所用标准曲线采用硝酸钾制作，即采用第二标准曲线，第二标 准曲线的总氮浓度范围控制在20～200mg/L。样品连续测定两次(每次5分钟)。 若两次测定结果的相互比较后的变异常数小于最大变异常数限，则结束整个测 定过程，取两个测定结果的平均值作为总氮浓度；若两次的测定结果的变异常 数大于最大变异常数限(2％)，计算机自动进行第三次测定，测定结果经比较 后，自动取其中两个变异常数小于最大变异常数限(2％)的结果的平均值作为 总氮浓度。外排水的总氮含量一般在100mg/L左右。

《实施例2》沉淀池水中测定总氮浓度

仪器的测定过程与外排水相同。沉淀池水中的总氮构成形式与外排水相同， 标准曲线采用硝酸钾制作(第二标准曲线)，第二标准曲线的总氮浓度范围为 50～300mg/L。

实施例3：调整槽水的测定

仪器的测定过程与外排水相同。由于调整槽水中的总氮构成形式与外排水 和沉淀池不同，因此标准曲线采用硫酸铵制作，即采用第一标准曲线，第一标 准曲线的总氮浓度范围为50～300mg/L。

选择第一标准曲线还是第二标准曲线的原则是根据样品中总氮的主要构成 形式。

测定不同的焦化废水样品时采用不同的标准曲线，解决了仪器法产生的误 差。

本发明的测定方法与国标的过硫酸钾氧化-紫外分光光度法进行比较，测量 结果基本一致，但本方法较之过硫酸钾氧化-紫外分光光度法操作简单，耗时只 需15分钟左右，有明显的优点。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本 发明的目的，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质范围内，对以 上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求的范围内。