專利名稱：：吸收比色皿及氨氮在線監(jiān)測滴定方法
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)測滴定方法，屬于分析化學領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：根據(jù)國家環(huán)保部頒發(fā)的行業(yè)標準及企業(yè)標準，NH3-N在線監(jiān)測系統(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行中和滴定(反應(yīng)式2NH4++S042—=(NH4)2S04)，從消耗滴定液量的多少計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入吸收池，配置好試劑后測試吸收液的透光度，人為寫入滴定終點。即在吸收液配置好后直接通過分光光度計測試出吸收液的透光度T值，將這個透光度的T值作為滴定終點填入數(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。根據(jù)滴定液的量及滴定液的濃度，可計算出水中氨氮的含量。采用普通的光學比色皿，密封性差，容易破碎，粘上污垢后清洗相當困難，而且普通比色皿容量較小，在系統(tǒng)故障及測量高濃度的氨氮時滴定時間會相對較長，吸收池中的液體體積會大大增加而溢出。蒸餾出的氣體從上部進入吸收池，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需要人工定期進行調(diào)零找滴定終點，同時由于隨著時間的推移，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，影響測量的準確性。另外，由于時間的推移指示劑顏色發(fā)生變化后導(dǎo)致終點值偏差，引起監(jiān)測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)測滴定方法能夠精確測量。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)測滴定，所述吸收比色皿包括具有至少兩個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在吸收池進行吸收反應(yīng)后，滴定過程中直接在線檢測反應(yīng)液的透光度。進一步地，將吸收液加入吸收池中，系統(tǒng)自動讀取吸收池中吸收液的透光度作為滴定終點To;待測液產(chǎn)生的氣體NH3通入吸收池中與吸收液進行吸收反應(yīng)后進行滴定分析，滴定過程中自動不斷讀取反應(yīng)液的透光度T1，當TKO時滴定結(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)測量氨氮濃度高的被測水樣，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。當堿性蒸餾氣通入到酸性吸收液時，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行吹氣。當水樣中氨氮含量比較大時，消耗的滴定液量會增加，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。為便于對增容部分與比色池進行清洗，在增容部分的頂部設(shè)置有蒸餾水入口。這樣，可在每次測量之前，將干凈的蒸餾水通入到增容部分與吸收池內(nèi)進行清洗，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)測滴定方法的一個實施方式是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存入系統(tǒng)，作為滴定終點T0;b、在待測廢液中加入堿性液(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TKO時滴定結(jié)束；d、系統(tǒng)根據(jù)滴定液的量及滴定液的濃度，計算廢液中NH3-N的含量?？赏ㄟ^計算機控制系統(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行吹氣從反吹氣入口進行反吹；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，防止測量高濃度氨氮廢液時造成吸收液的溢出;而增容部分頂部設(shè)置的溢流口可有效防止測量故障的產(chǎn)生，尤其適合在測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進行比較，在T^TO的瞬間停止滴定。采用這種動態(tài)讀取，相對滴定法的優(yōu)點是每分析一次水樣都會對吸收液的透光度進行測量并自動寫入數(shù)據(jù)庫，滴定終點的準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)的透光度并自動存入系統(tǒng)，作為滴定終點TO;在待測廢液中加入堿性液(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TO進行比較，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，計算出水中氨氮的含量。可計算出水中氨氮的含量，可通過計算機控制系統(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)測量高濃度的氨氮被測廢液，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。當堿性蒸餾氣通入到酸性吸收液時，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行吹氣。當水樣中氨氮含量比較大時，消耗的滴定液量會增加，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。為便于對增容部分與比色池進行清洗，在增容部分的頂部設(shè)置有蒸餾水入口。這樣，可在每次測量之前，將干凈的蒸餾水通入到增容部分與吸收池內(nèi)進行清洗，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。以下通過具體實施例的方式對本發(fā)明做進一步詳述，但不應(yīng)理解為本發(fā)明限于以下實施例。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。實施例l重現(xiàn)性試驗采用圖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存入系統(tǒng)，作為滴定終點T0;在待測廢液中加入堿性液(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TO進行比較，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，計算出水中氨氮的含量，通過計算機控制系統(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行吹氣。清除吸收比色皿中的殘留液，消除下次測量干擾。結(jié)果見表l、2、3。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>采用零點校正液，連續(xù)測定24h。利用該段時間內(nèi)的初期零值(最初的3次測定值的平均值)，計算最大變化幅度相對于量程值的百分率即為零點漂移，艮口/100*100%=0.2%。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>在零點漂移試驗的前、后采用量程校正液代替零點校正液，分別測定3次，計算平均值。減去零點漂移后的量程測定值的變化幅度，計算相對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>測定零點校正液3次，各次顯示值作為零值。在相同的條件下，測定量程校正液6次，以各次測定值(扣除零值后)計算相對標準偏差，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??；方法的標準偏差及相對標準偏差符合檢測要求；該方法可以應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測水質(zhì)分析工作中。實施例2測試實際廢水樣測試環(huán)境環(huán)境溫度25±5°C。濕度相對濕度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存入系統(tǒng)，作為滴定終點TO;在待測廢液中加入堿性液(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TO進行比較，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，計算出水中氨氮的含量，通過計算機控制系統(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)測儀測試廢水樣結(jié)果最大為10.20mg/L，實驗室分析得出的數(shù)據(jù)為IOmg/L，最大誤差為(10.2-10)/10*100%=2%，符合國家行業(yè)標準及企業(yè)標準的要求。權(quán)利要求1.吸收比色皿，包括具有至少兩個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)測滴定方法，其特征在于采用上述吸收比色皿在線監(jiān)測滴定，氣體NH3在吸收池(7)進行吸收反應(yīng)后，滴定過程中直接在線檢測反應(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)自動讀取吸收池(7)中吸收液的透光度作為滴定終點TO;待測液產(chǎn)生的氣體NH3通入吸收池中與吸收液進行反應(yīng)后進行滴定分析，滴定過程中系統(tǒng)自動不斷讀取反應(yīng)液的透光度T1，當TKO時滴定結(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存入系統(tǒng)，作為滴定終點T0;b、在待測廢液中加入堿性液，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TKO時滴定結(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)測滴定方法，屬于分析化學領(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，以及測量精確、可靠性好的NH<sub>3</sub>-N在線滴定方法。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)吸收比色皿包括具有至少兩個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)自動讀取吸收池中吸收液的透光度作為滴定終點T0；待測液產(chǎn)生的氣體NH<sub>3</sub>通入吸收池中與吸收液進行反應(yīng)后進行滴定分析，滴定過程中系統(tǒng)自動不斷讀取反應(yīng)液的透光度T1，當T1＝T0時滴定結(jié)束。采用該方法，精確、可靠，不會造成不滴定或滴定不停止的現(xiàn)象。文檔編號G01N21/77GK101576478SQ200910303619公開日2009年11月11日申請日期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,譚春泉申請人:攀鋼匯同科技實業(yè)有限公司