La DCO est un élément indispensable dans la surveillance de la qualité de l’eau. Cela désigne la quantité d'oxydant consommée lors du traitement d'échantillons d'eau avec des oxydants puissants dans certaines conditions. Elle est exprimée en mg/L d'oxygène. La demande chimique en oxygène reflète le degré de pollution de l'eau par des substances réductrices.
Pendant le processus de détection et d'analyse, le Cl- présent dans les échantillons d'eau est facilement oxydé par les oxydants. Une grande quantité de Cl- rend le résultat de la mesure élevé. La mesure des eaux usées à haute teneur en chlore et à faible DCO constitue désormais un problème difficile.
Lors de la surveillance réelle, il s'avère que de nombreux types d'eaux usées, telles que les eaux usées chimiques, les eaux usées de glutamate monosodique et les eaux usées de transformation des fruits de mer, ont des teneurs élevées en Cl-. La mesure de la DCO doit être mesurée après blindage Cl-.
Interférence de CI- sur la détermination de la DCO
Dans GB11914-89 "Détermination de la demande chimique en oxygène de la qualité de l'eau - Méthode au dichromate de potassium", il est clairement indiqué que lorsque la teneur en Cl- dans l'échantillon d'eau est trop élevée, des agents de protection tels que le sulfate mercurique doivent être ajouté pour le protéger. Les facteurs d'influence se manifestent principalement en deux points :
1. Cl- est oxydé par l'oxydant, consommant ainsi l'oxydant et provoquant un résultat de mesure élevé. L'équation de réaction spécifique est :
6Cl-+Cr2O72-+14H+→3Cl2+2Cr3-+7H2O
2. Le sel d'argent est ajouté au système réactionnel comme catalyseur. Cl- réagit avec l'argent pour former une précipitation AgCl, qui empoisonne le catalyseur et affecte le résultat de la mesure.
Méthodes pour éliminer les interférences CI dans la détermination de la DCO
La dilution des échantillons d’eau est l’une des méthodes simples et efficaces. La norme nationale mentionne également la dilution des échantillons d'eau dont la teneur en Cl- dépasse 1 000 mg/L, mais pour les échantillons d'eau à forte teneur en chlore et à faible DCO, un multiple de dilution trop élevé affectera la précision de la mesure. À l'heure actuelle, il existe de nombreuses méthodes pour éliminer les interférences du Cl-, notamment la méthode au sel de mercure, la méthode de précipitation au sel d'argent, la méthode de correction de la courbe standard, la méthode de correction du chlore, la méthode de digestion fermée, la méthode d'oxydant à faible concentration, la méthode d'oxydation KI-KMnO4, méthode de déchloration absorbante au bismuth, etc.
Méthode au sel de mercure
La méthode au sel de mercure est également appelée méthode du complexe de sulfate mercurique, qui est la méthode de protection du Cl- dans la norme nationale. C'est-à-dire que HgSO4 est utilisé comme agent masquant le Cl, et le rapport massique de HgSO4 à Cl- est de préférence de 10:1.
Cette méthode est très efficace lorsque la concentration massique de Cl est inférieure à 200 mg/L, mais lorsque la concentration de Cl est très élevée, le résultat de la mesure est toujours élevé et l'erreur augmente avec l'augmentation de la concentration de Cl.
Parce que le HgSO4 lui-même est hautement toxique et que le sel de mercure présent dans les déchets liquides est difficile à manipuler et qu'il entraînera une pollution secondaire de l'environnement, de nombreux pays ne préconisent désormais pas l'utilisation de cette méthode pour éliminer l'interférence des ions chlorure, et sont plus enclins à rechercher des méthodes de mesure non toxiques et non polluantes.
Méthode au sel d'argent
La méthode de précipitation au sel d'argent est une méthode d'ajout d'AgNO3 pour générer une précipitation d'AgCl afin d'éliminer l'influence du Cl-. Il convient aux échantillons d'eau dont la concentration massique Cl- dépasse 10 000 mg/L.
Cette méthode se présente généralement sous deux formes : l'une consiste à ajouter de l'AgNO3 pendant le prétraitement et à prélever le surnageant pour déterminer la valeur de la DCO. Cette méthode nécessite une quantité appropriée d’AgNO3 pour que le Cl- précipite complètement et sans excès. L'autre méthode utilise AgNO3 et KCr(SO4)2 comme agents masquants pour Cl-. Le rôle du KCr(SO4)2 est d'inhiber la réaction d'oxydation d'une petite quantité de Cl- pendant le processus de digestion.
La méthode de précipitation aux sels d’argent utilise des sels d’argent précieux, ce qui augmente le coût de détermination. Il est donc nécessaire de recycler et de réutiliser l’argent. Un autre inconvénient est que lorsque AgCl précipite, une partie de la matière organique présente dans l'échantillon d'eau sera perdue par coprécipitation et floculation, ce qui rend le résultat de la détermination faible.
Méthode de correction de courbe standard
Les étapes de la méthode de correction de la courbe standard : préparez d'abord une courbe standard de chlorure de sodium avec différentes concentrations de Cl- et déterminez la valeur DCO, puis tracez une courbe standard DCO-Cl-. Prélevez ensuite deux échantillons d'eau identiques, l'un pour déterminer la valeur DCO sans masquage Cl-, enregistrée comme DCO totale, et l'autre pour déterminer la teneur en ions chlorure. Recherchez la valeur DCO correspondante sur la courbe standard, enregistrée sous la forme DCO·Cl-, et la différence entre la DCO totale et la DCO·Cl- est la véritable valeur DCO de l'échantillon.
La méthode de correction de courbe standard n'utilise pas de sels de mercure ni de sels d'argent, est écologique et économique et constitue la méthode préférée en laboratoire.
Méthode de correction du chlore
Pendant la digestion, un dispositif d'absorption par reflux est utilisé pour exporter le Cl2 généré et l'absorber avec une solution de NaOH, puis le titrer avec une solution standard de Na2S2O3. La quantité de Na2S2O3 consommée est convertie en quantité d'oxygène consommée, qui est la valeur de correction de Cl-.
La valeur réelle de la DCO des eaux usées est la différence entre la valeur apparente de la DCO et la valeur de correction du Cl-. Cette méthode convient à la détermination des eaux usées riches en chlore avec une teneur en ions chlorure inférieure à 20,000 mg/L et une DCO supérieure à 30 mg/L. Cependant, cette méthode nécessite des expériences très minutieuses, sinon elle entraînera davantage d’erreurs.
Méthode de digestion scellée
Le principe de base est de digérer et de déterminer la DCO dans un récipient fermé. Lorsque le Cl- dans l’eau est oxydé en Cl2 et atteint l’équilibre gaz-liquide, le Cl- ne peut plus être oxydé. À l’aide d’un agent masquant approprié, la valeur DCO de l’échantillon peut être déterminée.
Par rapport à la méthode standard, les résultats de cette méthode ont une exactitude et une précision plus élevées. Les données montrent que la précision de l’analyse de la DCO des eaux usées à haute teneur en chlore à l’aide de la méthode de digestion scellée est élevée. Lorsque la DCO est comprise entre 100 mg/L et 1 000 mg/L et que la concentration en ions chlorure est inférieure à 10 000 mg/L, l'erreur relative de cette méthode est inférieure ou égale à 4,2 %. La digestion scellée prend peu de temps, mais cette méthode comporte certains dangers, la sécurité de l'expérience doit donc être assurée.
Méthode d'oxydation KI-KMnO4
Dans des conditions alcalines, le KMnO4 est utilisé pour oxyder les substances présentes dans les eaux usées, le KMnO4 restant est réduit avec du KI, puis titré avec une solution standard de Na2S2O3, et la quantité de Na2S2O3 consommée est convertie en quantité d'oxygène consommée, obtenant ainsi une valeur DCO. .
Cependant, les valeurs mesurées de cette méthode et de la méthode d'oxydation K2Cr2O7 sont différentes. Il existe un rapport K entre les deux. Il suffit donc de connaître ce rapport K pour convertir la valeur DCO mesurée par la méthode d'oxydation KI-KMnO4. Cette méthode convient aux eaux usées dont la teneur en Cl- varie de dizaines de milliers à des centaines de milliers de milligrammes par litre, mais elle nécessite de mesurer la valeur K, elle est donc très lourde.
Méthode de déchloration absorbante au bismuth
Le Cl- dans l'échantillon d'eau est libéré sous forme de gaz HCl dans le liquide acide, absorbé et éliminé par un absorbant de bismuth, puis la valeur DCO est déterminée.
L'exactitude et la précision de cette méthode ne diffèrent pas significativement de la méthode standard, mais la méthode de digestion est différente, utilisant la digestion par micro-ondes ou la digestion au four.
Les méthodes mentionnées ci-dessus pour éliminer les interférences Cl- présentent des limites dans le processus expérimental réel et chaque méthode doit encore être améliorée. À l'heure actuelle, lorsque la concentration de Cl- dans l'échantillon d'eau est inférieure à 1 000 mg/L, nous donnons la priorité à l'utilisation de la méthode standard nationale ; lorsque la concentration en Cl- dépasse 1 000 mg/L et que la concentration en DCO de l’échantillon d’eau n’est pas élevée, nous pouvons envisager d’utiliser la méthode de la courbe standard.