專利名稱：：吸收比色皿及氨氮在線監(jiān)測(cè)滴定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種吸收比色皿及NH3-N在線監(jiān)測(cè)滴定方法，屬于分析化學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：根據(jù)國家環(huán)保部頒發(fā)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，NH3-N在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是在廢液中加入堿性液，(反應(yīng)式NH4++0H—=NH3+H20)，在12(TC加熱蒸餾，蒸餾出的氣體NH3采用硼酸溶液吸收(反應(yīng)式NH3—+H+=NH4+)，用甲基紅作為指示劑，然后用硫酸溶液來進(jìn)行中和滴定(反應(yīng)式2NH4++S042—=(NH4)2S04)，從消耗滴定液量的多少計(jì)算出水中所含氨氮含量。目前國內(nèi)生產(chǎn)氨氮儀的廠家采用的滴定工藝見圖l，蒸餾出的氣體從上方進(jìn)入吸收池，配置好試劑后測(cè)試吸收液的透光度，人為寫入滴定終點(diǎn)。即在吸收液配置好后直接通過分光光度計(jì)測(cè)試出吸收液的透光度T值，將這個(gè)透光度的T值作為滴定終點(diǎn)填入數(shù)據(jù)庫。蒸餾結(jié)束后，開始滴定，反應(yīng)后液體的透光度與數(shù)據(jù)庫中的T值相同，即為終點(diǎn)。根據(jù)滴定液的量及滴定液的濃度，可計(jì)算出水中氨氮的含量。采用普通的光學(xué)比色皿，密封性差，容易破碎，粘上污垢后清洗相當(dāng)困難，而且普通比色皿容量較小，在系統(tǒng)故障及測(cè)量高濃度的氨氮時(shí)滴定時(shí)間會(huì)相對(duì)較長(zhǎng)，吸收池中的液體體積會(huì)大大增加而溢出。蒸餾出的氣體從上部進(jìn)入吸收池，導(dǎo)致部分蒸餾后的氣體停留在吸收池內(nèi)部的吸收液表面上方，不能保證被吸收液完全吸收。且人為寫入滴定終點(diǎn)需要人工定期進(jìn)行調(diào)零找滴定終點(diǎn)，同時(shí)由于隨著時(shí)間的推移，吸收液的顏色淡化，透光度變化，填入程序數(shù)據(jù)庫中的T值已不是吸收溶液最新的透光度，影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。另外，由于時(shí)間的推移指示劑顏色發(fā)生變化后導(dǎo)致終點(diǎn)值偏差，引起監(jiān)測(cè)儀不滴定或滴定不停止的現(xiàn)象。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種將反應(yīng)容器和比色皿二合一的新裝置，使得NH3-N在線監(jiān)測(cè)滴定方法能夠精確測(cè)量。本發(fā)明的技術(shù)方案將比色皿與吸收池二合一，采用吸收比色皿在線監(jiān)測(cè)滴定，所述吸收比色皿包括具有至少兩個(gè)透光平行平面的吸收池，既作為NH3吸收反應(yīng)的容器又作為測(cè)定反應(yīng)液的透光度的比色皿。其特征在于在吸收池下部(底部)設(shè)置氣體入口，在吸收池上方設(shè)置滴定液入口、吸收液入口。氣體NH3在吸收池進(jìn)行吸收反應(yīng)后，滴定過程中直接在線檢測(cè)反應(yīng)液的透光度。進(jìn)一步地，將吸收液加入吸收池中，系統(tǒng)自動(dòng)讀取吸收池中吸收液的透光度作為滴定終點(diǎn)To;待測(cè)液產(chǎn)生的氣體NH3通入吸收池中與吸收液進(jìn)行吸收反應(yīng)后進(jìn)行滴定分析，滴定過程中自動(dòng)不斷讀取反應(yīng)液的透光度T1，當(dāng)TKO時(shí)滴定結(jié)束。為了保證加熱蒸餾出的氣體NH3被吸收液完全吸收，NH3氣體入口設(shè)置在吸收池底部，NH3從吸收池下部吹入與吸收液反應(yīng)。滴定液入口、吸收液入口設(shè)置在吸收比色皿上部，滴定液、吸收液從上而下加入。為了適應(yīng)測(cè)量氨氮濃度高的被測(cè)水樣，防止比色皿液體溢出可在吸收比色皿上方增加增容部分，而下部為吸收池。吸收池也是透光度檢測(cè)部分，要求有光滑平整透光的兩平行側(cè)面，可類似普通比色皿，比如長(zhǎng)方體。增容部分主要目的是增加容積，可做成任何形狀，圓柱體結(jié)構(gòu)便于安裝。為了讓蒸餾出的NH3能被充分吸收，可將增容部分與圓柱體與吸收池之間過渡部分向內(nèi)收縮，口徑變小。當(dāng)堿性蒸餾氣通入到酸性吸收液時(shí)，由于過渡部分可使堿性蒸餾氣被酸性吸收液充分吸收。為了清除吸收比色皿中的殘留液，消除下次測(cè)量干擾，可在吸收比色皿上部設(shè)置反吹氣入口，98%硫酸溶液過濾后的潔凈空氣作為反吹氣源進(jìn)行吹氣。當(dāng)水樣中氨氮含量比較大時(shí)，消耗的滴定液量會(huì)增加，為了避免吸收池中的液體漫出，腐蝕電路部分，可以在吸收比色皿上部設(shè)置溢流口，排出溢流液。為便于對(duì)增容部分與比色池進(jìn)行清洗，在增容部分的頂部設(shè)置有蒸餾水入口。這樣，可在每次測(cè)量之前，將干凈的蒸餾水通入到增容部分與吸收池內(nèi)進(jìn)行清洗，防止雜質(zhì)的干擾。氣體NH3的入口可作為反應(yīng)后的廢液排液口。本發(fā)明NH3-N在線監(jiān)測(cè)滴定方法的一個(gè)實(shí)施方式是a、將吸收液(硼酸)從吸收液入口加入吸收比色皿中，通過程序控制讀取吸收液的透光度并自動(dòng)存入系統(tǒng)，作為滴定終點(diǎn)T0;b、在待測(cè)廢液中加入堿性液(氫氧化鈉溶液)，加熱、蒸餾，NH4++0H—=NH3t+H20，產(chǎn)生的氣體NH3從底部的氣體入口吹入，與吸收池的吸收液反應(yīng)；氣體NH3全部被蒸餾并吸收后，系統(tǒng)再次讀取吸收池中反應(yīng)液的透光度T1;c、如果T1〉T0，滴定液(硫酸溶液)從滴定液入口開始滴定，滴定過程中，系統(tǒng)不斷讀取反應(yīng)液的透光度T1，當(dāng)TKO時(shí)滴定結(jié)束；d、系統(tǒng)根據(jù)滴定液的量及滴定液的濃度，計(jì)算廢液中NH3-N的含量?？赏ㄟ^計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在線處理數(shù)據(jù)。滴定完成后，反應(yīng)的廢液從吸收池底部排除。98%硫酸溶液過濾后的潔凈空氣作為反吹氣源進(jìn)行吹氣從反吹氣入口進(jìn)行反吹；反應(yīng)的廢液從吸收池底部排除；蒸餾水從蒸餾水入口清洗吸收比色皿。本發(fā)明的有益效果由于氣體入口設(shè)置在吸收池下部，堿性蒸餾氣從吸收池下部直接進(jìn)入到酸性吸收液中并被酸性吸收液充分吸收，大大提高氨氮含量的測(cè)量精度；通過在吸收池上方設(shè)置的增容部分，可增加吸收池的容積，防止測(cè)量高濃度氨氮廢液時(shí)造成吸收液的溢出;而增容部分頂部設(shè)置的溢流口可有效防止測(cè)量故障的產(chǎn)生，尤其適合在測(cè)量液體氨氮含量的比色皿上推廣使用。在廢水樣加熱蒸餾前通過程序控制讀取吸收液的透光度TO，將該值自動(dòng)填入數(shù)據(jù)庫，在蒸餾結(jié)束開始滴定的過程中不斷讀取比色池中液體的透光度T1，將T1和T0進(jìn)行比較，在T^TO的瞬間停止滴定。采用這種動(dòng)態(tài)讀取，相對(duì)滴定法的優(yōu)點(diǎn)是每分析一次水樣都會(huì)對(duì)吸收液的透光度進(jìn)行測(cè)量并自動(dòng)寫入數(shù)據(jù)庫，滴定終點(diǎn)的準(zhǔn)確性不受指示劑顏色變淺的影響。圖l為現(xiàn)有方法示意圖。圖2本發(fā)明方法示意圖。圖3為吸收比色皿示意圖。圖中標(biāo)記為增容部分l、滴定液入口2、氣體入口3、蒸餾水入口4、溢流口5、吸收液入口6、吸收池7、過渡部分8。具體實(shí)施例方式如圖2、圖3，將吸收液從吸收液入口加入吸收比色皿中，通過程序控制讀取吸收液(硼酸)的透光度并自動(dòng)存入系統(tǒng)，作為滴定終點(diǎn)TO;在待測(cè)廢液中加入堿性液(氫氧化鈉溶液)，反應(yīng)式NH4++0H—=NH3t+H20，加熱蒸餾的氣體NH3從底部的氣體入口吹入；蒸餾結(jié)束后，系統(tǒng)再次讀取吸收池中反應(yīng)后液體的透光度T1;并跟滴定終點(diǎn)TO進(jìn)行比較，如T1〉T0，滴定液(硫酸溶液)從滴定液入口開始滴定，滴定過程中不斷讀取比色池中液體的透光度Tl，Tl值不斷減小，直到TKO，滴定結(jié)束；根據(jù)滴定液的量及滴定液的濃度，計(jì)算出水中氨氮的含量?？捎?jì)算出水中氨氮的含量，可通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在線處理數(shù)據(jù)。如T1《T0，則屬于非正?，F(xiàn)象，査找原因后重新處理。為了適應(yīng)測(cè)量高濃度的氨氮被測(cè)廢液，防止液體溢出可在吸收比色皿上方增加增容部分，而下部為吸收池。吸收池也是透光度檢測(cè)部分，要求有光滑平整透光的兩平行側(cè)面，可類似普通比色皿，比如長(zhǎng)方體。增容部分主要目的是增加容積，可做成任何形狀，圓柱體結(jié)構(gòu)便于安裝。為了讓蒸餾出的NH3能被充分吸收，可將增容部分與圓柱體與吸收池之間過渡部分向內(nèi)收縮，口徑變小。當(dāng)堿性蒸餾氣通入到酸性吸收液時(shí)，由于過渡部分可使堿性蒸餾氣被酸性吸收液充分吸收。為了清除吸收比色皿中的殘留液，消除下次測(cè)量干擾，可在吸收比色皿上部設(shè)置反吹氣入口，98%硫酸溶液過濾后的潔凈空氣作為反吹氣源進(jìn)行吹氣。當(dāng)水樣中氨氮含量比較大時(shí)，消耗的滴定液量會(huì)增加，為了避免吸收池中的液體漫出，腐蝕電路部分，可以在吸收比色皿上部設(shè)置溢流口，排出溢流液。為便于對(duì)增容部分與比色池進(jìn)行清洗，在增容部分的頂部設(shè)置有蒸餾水入口。這樣，可在每次測(cè)量之前，將干凈的蒸餾水通入到增容部分與吸收池內(nèi)進(jìn)行清洗，防止雜質(zhì)的干擾。氣體NH3的入口可作為反應(yīng)后的廢液排液口。以下通過具體實(shí)施例的方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳述，但不應(yīng)理解為本發(fā)明限于以下實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上述技術(shù)發(fā)明思想做出的修改、替換、變更均屬于本發(fā)明。實(shí)施例l重現(xiàn)性試驗(yàn)采用圖3所示的吸收比色皿，將吸收液(T值為18。/。的硼酸溶液)從上部吸收液入口6加入吸收池中，通過程序控制讀吸收液的透光度并自動(dòng)存入系統(tǒng)，作為滴定終點(diǎn)T0;在待測(cè)廢液中加入堿性液(0.5%的氫氧化鈉溶液)在12(TC加熱蒸餾出氣體NH3，反應(yīng)式NH4++0H—=NH3+H20，氣體NH3從吸收比色皿的底部氣體入口3向上吹入氣體被吸收液吸收，反應(yīng)式NH3+H+=NH4+。在蒸餾結(jié)束后，系統(tǒng)再次讀取吸收池中反應(yīng)后液體的透光度T1，并跟滴定終點(diǎn)TO進(jìn)行比較，如T1〉T0，則開始滴定，滴定過程中不斷讀取比色池中液體的透光度T1，Tl值不斷減小，直到TK0，滴定結(jié)束。滴定完成后，反應(yīng)的廢液從吸收池底部排除。根據(jù)滴定液(硫酸溶液)的量及滴定液的濃度，計(jì)算出水中氨氮的含量，通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在線處理數(shù)據(jù)。每次分析完畢，采用98%硫酸溶液過濾后的潔凈空氣作為反吹氣源從上部反吹氣入口進(jìn)行吹氣。清除吸收比色皿中的殘留液，消除下次測(cè)量干擾。結(jié)果見表l、2、3。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>采用零點(diǎn)校正液，連續(xù)測(cè)定24h。利用該段時(shí)間內(nèi)的初期零值(最初的3次測(cè)定值的平均值)，計(jì)算最大變化幅度相對(duì)于量程值的百分率即為零點(diǎn)漂移，艮口/100*100%=0.2%。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>在零點(diǎn)漂移試驗(yàn)的前、后采用量程校正液代替零點(diǎn)校正液，分別測(cè)定3次，計(jì)算平均值。減去零點(diǎn)漂移后的量程測(cè)定值的變化幅度，計(jì)算相對(duì)于量程值的百分比即為量程漂移:{■-[(489.85+487.04+概93+鈕92+497.90+482.94)/6-0.03]}/480*100%=2.346%。表3重復(fù)'性<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>測(cè)定零點(diǎn)校正液3次，各次顯示值作為零值。在相同的條件下，測(cè)定量程校正液6次，以各次測(cè)定值(扣除零值后)計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，得出重復(fù)性誤差為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>從表l、表2、表3可以看出，該方法重現(xiàn)性、零漂及量程漂移的偏差比較?。环椒ǖ臉?biāo)準(zhǔn)偏差及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差符合檢測(cè)要求；該方法可以應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)水質(zhì)分析工作中。實(shí)施例2測(cè)試實(shí)際廢水樣測(cè)試環(huán)境環(huán)境溫度25±5°C。濕度相對(duì)濕度65%。大氣壓在98KPa。電源電壓(220±20)VAC。電源頻率(50±0.5)Hz。試劑吸收液T值為18"/。的硼酸溶液。蒸餾劑0.5%的氫氧化鈉溶液。滴定劑0.01mol/升的硫酸溶液。采用圖3所示的吸收比色皿，將吸收液(T值為18。/。的硼酸溶液)從上部吸收液入口6加入吸收池中，通過程序控制讀吸收液的透光度并自動(dòng)存入系統(tǒng)，作為滴定終點(diǎn)TO;在待測(cè)廢液中加入堿性液(0.5%的氫氧化鈉溶液)在12(TC加熱蒸餾出氣體NH3，反應(yīng)式NH4++OH—=NH3+H20，氣體NH3從吸收比色皿的底部氣體入口3向上吹入氣體被吸收液吸收，反應(yīng)式NH3+H+=NH4+。在蒸餾結(jié)束后，系統(tǒng)再次讀取吸收池中反應(yīng)后液體的透光度T1，并跟滴定終點(diǎn)TO進(jìn)行比較，如T1〉T0，則開始滴定，滴定過程中不斷讀取比色池中液體的透光度T1，Tl值不斷減小，直到TKO，滴定結(jié)束。滴定完成后，反應(yīng)的廢液從吸收池底部排除。根據(jù)滴定液(硫酸溶液)的量及滴定液的濃度，計(jì)算出水中氨氮的含量，通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在線處理數(shù)據(jù)。結(jié)果見表4。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>從表4可以看出，采用本發(fā)明工藝的氨氮監(jiān)測(cè)儀測(cè)試廢水樣結(jié)果最大為10.20mg/L，實(shí)驗(yàn)室分析得出的數(shù)據(jù)為IOmg/L，最大誤差為(10.2-10)/10*100%=2%，符合國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。權(quán)利要求1.吸收比色皿，包括具有至少兩個(gè)透光平行平面的吸收池(7)，其特征在于在吸收池(7)下部設(shè)置氣體入口(3)，在吸收池(7)上方設(shè)置滴定液入口(2)、吸收液入口(6)。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的吸收比色皿，其特征在于氣體入口(3)設(shè)置在吸收池(7)底部。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的吸收比色皿，其特征在于在吸收池(7)上方設(shè)置有蒸餾水入口(4)。4.根據(jù)權(quán)利要求l、2或3所述的吸收比色皿，其特征在于在吸收池(7)上方設(shè)置有增容部分(1)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的的吸收比色皿，其特征在于在增容部分(1)與吸收池(7)之間具有向內(nèi)收縮的過渡部分(8)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的的吸收比色皿，其特征在于在增容部分(1)的頂部設(shè)置有溢流口(5)。7.皿^N在線監(jiān)測(cè)滴定方法，其特征在于采用上述吸收比色皿在線監(jiān)測(cè)滴定，氣體NH3在吸收池(7)進(jìn)行吸收反應(yīng)后，滴定過程中直接在線檢測(cè)反應(yīng)液的透光度。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的皿^N在線監(jiān)測(cè)滴定方法，其特征在于將吸收液加入吸收池(7)中，系統(tǒng)自動(dòng)讀取吸收池(7)中吸收液的透光度作為滴定終點(diǎn)TO;待測(cè)液產(chǎn)生的氣體NH3通入吸收池中與吸收液進(jìn)行反應(yīng)后進(jìn)行滴定分析，滴定過程中系統(tǒng)自動(dòng)不斷讀取反應(yīng)液的透光度T1，當(dāng)TKO時(shí)滴定結(jié)束。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的皿^N在線監(jiān)測(cè)滴定方法，其特征在于皿3氣體入口設(shè)置在吸收池底部；滴定液入口、吸收液入口設(shè)置在吸收池上部，滴定方法包括以下步驟a、將吸收液從吸收液入口加入吸收池中，通過程序控制讀取吸收液的透光度并自動(dòng)存入系統(tǒng)，作為滴定終點(diǎn)T0;b、在待測(cè)廢液中加入堿性液，加熱、蒸餾產(chǎn)生的氣體皿3從吸收池底部的氣體入口吹入，與吸收池的吸收液反應(yīng)；氣體皿3全部被蒸餾并吸收后，系統(tǒng)再次讀取吸收池中反應(yīng)液的透光度T1;c、滴定液從滴定液入口開始滴定，滴定過程中，系統(tǒng)不斷讀取吸收池中液體的透光度Tl，當(dāng)TKO時(shí)滴定結(jié)束；d、系統(tǒng)根據(jù)滴定液的量及滴定液的濃度，計(jì)算廢液中皿^N的含量。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的皿^N在線監(jiān)測(cè)滴定方法，其特征在于滴定完成后，反應(yīng)的廢液從吸收池底部的皿3入口排出；溢流口作為反吹氣入口，98%硫酸溶液過濾后的潔凈空氣作為反吹氣源進(jìn)行吹氣。全文摘要本發(fā)明涉及一種吸收比色皿及氨氮在線監(jiān)測(cè)滴定方法，屬于分析化學(xué)領(lǐng)域，所解決的技術(shù)問題是提供一種作為反應(yīng)容器和比色皿二合一的新裝置，以及測(cè)量精確、可靠性好的NH₃-N在線滴定方法。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)吸收比色皿包括具有至少兩個(gè)透光平行平面的吸收池，在吸收池下部設(shè)置氣體入口，上方設(shè)置滴定液入口、吸收液入口。將吸收液加入吸收池中，系統(tǒng)自動(dòng)讀取吸收池中吸收液的透光度作為滴定終點(diǎn)T0；待測(cè)液產(chǎn)生的氣體NH₃通入吸收池中與吸收液進(jìn)行反應(yīng)后進(jìn)行滴定分析，滴定過程中系統(tǒng)自動(dòng)不斷讀取反應(yīng)液的透光度T1，當(dāng)T1＝T0時(shí)滴定結(jié)束。采用該方法，精確、可靠，不會(huì)造成不滴定或滴定不停止的現(xiàn)象。文檔編號(hào)G01N21/77GK101576478SQ200910303619公開日2009年11月11日申請(qǐng)日期2009年6月25日優(yōu)先權(quán)日2009年6月25日發(fā)明者謝壽合,譚春泉申請(qǐng)人:攀鋼匯同科技實(shí)業(yè)有限公司