废水悬浮物测定中负值现象的研究
Outline:
赵俊凤
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陈孝彦
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翟麟秀
收稿日期：2011-12-31；修回日期：2012-03-24
作者简介：赵俊凤(1964-)，女，汉族，山东聊城人，1991年毕业于华北油田职工大学环境监测专业(湘潭大学代培)，大专学历，工程师，现任职于胜利油田分公司技术检测中心环境监测总站，主要从事水质检测和质量控制工作。电话：0546-8557024，E-mail:
sddyzjf@163.com.
摘要：测定清洁的地面水、医疗废水、生活污水的悬浮物浓度时，根据GB 11901-1989《水质悬浮物的测定重量法》中“滤膜准备”的操作方法，在没有蒸馏水润湿、抽滤的情况下，获得滤膜的恒重值，与进一步抽滤后的滤膜恒重值相比，要明显偏大3.0 mg~3.8 mg，即采用此方法测量悬浮物时，会引入3.0 mg~3.8 mg的负误差，不仅影响测定结果的准确性，而且对于较清洁水样，还会出现负值现象。分析研究了微孔滤膜的前处理、实验室分析过程，找到了出现负值的原因，提出了改进“滤膜准备”操作步骤的最佳方法，即：滤膜经蒸馏水浸泡24 h后，再用蒸馏水抽滤一次，经过反复烘干、冷却、称量，可达到两次恒质量差值≤0.2 mg的要求，从而获得滤膜的真实空白值。此方法既解决了清洁水样悬浮物测定的负值现象，又更准确地反映了水样中悬浮物的实际浓度。
关键词：废水 悬浮物 负值 滤膜
Study on negative value phenomena of suspended solid in waste water
Outline:
Zhao Junfeng
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Chen Xiaoyan
,
Zhai Linxiu
Technology Inspection Center of Shengli Oilfield Company, Dongying 257000, Shandong, China
Abstract: According to the operation method of Membrane Preparation in GB 11901-1989 Water Quality Determination by Suspended Solid Weight-Measure Methods, we determine the suspended solid concentration of clean surface water, medical waste water and domestic sewage. Under the circumstance of no distilled water wetting and no pump filtration, the constant weight value of membrane is obtained, and further compared with constant weight value after pump filtration, which is found to be apparently bigger 3.0 mg~3.8 mg than the original value, that means using this method to measure suspended solid will introduce 3.0 mg~ 3.8 mg of negative error, which will not only affects the accuracy of determination results, but also lead to negative phenomenon for the clean water sample. Pretreatment and laboratory analysis of the micro porous membrane are studied and the reason for negative value is found out. Furthermore, the best method to improve the operation is suggested. After membrane is immersed in distilled water for 24 h and suction filtrated by distilled water once again, repeated drying, cooling and weighing, which can achieve the requirements of two constant weight differences less than 0.2 mg, so as to obtain the real blank membrane filter. This method can resolve the negative phenomenon in determination of suspended solid in clean water sample, and reflects more accurately the actual concentration of the suspended solid in water.
Key words:
waste water suspended solid negative value filtration membrane
水中悬浮物含量是衡量水污染程度的一项重要指标，准确测定悬浮物含量对水处理利用、达标排放、污染减排和清洁生产，具有特定意义。测定废水中的悬浮物时，GB 11901-1989《水质悬浮物的测定重量法》要求“将恒重的微孔滤膜正确地放在滤膜过滤器的滤膜托盘上，加盖配套的漏斗，并用夹子固定好。以蒸馏水湿润滤膜，并不断吸滤。量取充分混合均匀的试样100 mL抽吸过滤，使水分全部通过滤膜。再以每次10 mL蒸馏水连续洗涤3次，继续吸滤以除去痕量水分。停止吸滤后，称量至恒质量[1-2]”。经研究发现，利用此方法，前处理滤膜测量清洁样品时会出现负值，不能真实反应样品中悬浮物的真值。田志梅[3]在分析低悬浮物水样SS测定出现负值问题时，也提到滤膜的影响。滤纸可溶物有高有低，平均每张滤纸为2.5 mg, 部分学者认为平均每张可溶物可以高达5.0 mg[3]。本文通过实验对水样SS测定出现负值和滤膜损失的原因进行了研究，找出了问题的原因，并提出了滤膜前处理的建议。
1 GB 11901—1989 “滤膜准备”方法分析
1.1 滤膜实验步骤
取10张滤膜(同一个厂家同一个批号)，分别放入10个已恒重并且编号好的称量瓶，移入烘箱中于103 ℃~105 ℃烘干30 min后取出，置于干燥器内冷却至室温、称量。反复烘干、冷却、称量，直至两次称量的质量差值≤0.2 mg，得到滤膜净质量。再将已知质量的滤膜润湿抽滤一次(时间1 min)，放入原称量瓶内，继续烘干、冷却、称量至恒质量，得到滤膜被蒸馏水抽滤一次后的质量。
1.2 滤膜实验结果
按照GB 11901—1989中“滤膜准备”的步骤进行滤膜准备，并进行原始滤膜损失测定，测定结果见表 1。
表 1
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表 1 滤膜损失测定结果 (g)
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1.3 滤膜实验结果分析
由表 1可知，根据GB 11901—1989的操作方法，在没有蒸馏水润湿、抽滤的情况下，获得滤膜的恒质量值，与润湿、抽滤后的滤膜恒质量值相比，要明显偏大3.0 mg~3.8 mg，即采用此方法测量悬浮物时会引入3.0 mg~3.8 mg的负误差，不仅影响测定结果的准确性，而且对于较清洁样品，还会出现负值现象。其原因是：蒸馏水润湿滤膜，使恒质量滤膜中溶于蒸馏水的一部分物质溶出(损失掉)、抽滤后带走恒质量滤膜的一部分物质；即使没有蒸馏水的抽滤，在过滤样品时，滤液也有可能溶解滤膜中可溶物或抽滤带走恒质量滤膜的部分物质；也就是说蒸馏水润湿、抽滤后滤膜质量已经损失、变小，其滤膜空白值已经比原来空白值偏低。
2 “滤膜准备”改进法损失实验
基于蒸馏水的润湿、抽滤或过滤样品时会使恒重的滤膜损失部分物质这一实际情况，对GB 11901—1989中“滤膜准备”的操作方法进行改进，即：将“以蒸馏水润湿滤膜，并不断抽滤”这一操作步骤改为“以蒸馏水浸泡滤膜，并不断抽滤，然后称量至恒质量，得到滤膜空白真值”。
2.1 改进法实验步骤
以改进的“滤膜准备”方法对微孔滤膜(与未处理滤膜同一个厂家同一个批号)进行实验，实验步骤为：用扁咀无齿镊子夹取60张微孔滤膜(与未处理滤膜同一个厂家同一个批号)，用软毛毛刷清除滤膜上的滑石粉和细小膜屑后，每10张膜放入一个盛有500 mL蒸馏水的1000 mL干净大烧杯中，共有A、B、C、D、E、F 6个烧杯，烧杯盖上表面皿，防止落入灰尘，A、B、C、D、E、F烧杯里的滤膜分别浸泡4 h、8 h、12 h、16 h、20 h、24 h(最好3 h换一次蒸馏水)后，用扁咀无齿镊子取出浸泡好的滤膜，正确地放在滤膜过滤器的滤膜托盘上，加盖配套的漏斗并用夹子固定好，经过100 mL~120 mL蒸馏水不断吸滤(时间1 min)，然后把吸滤好的滤膜分别放入已恒质量并且编号为11-20、21-30、31-40、41-50、51-60、61-70的称量瓶中，移入烘箱中于103 ℃~105 ℃烘30 min后取出，置于干燥器内冷却至室温、称量。反复烘干、冷却、称量，直至两次称量的质量差值≤0.2 mg，得到滤膜抽滤一次恒质量。再将已知质量的滤膜经过100 mL~120 mL蒸馏水抽滤一次(时间1 min)，放入原称量瓶内，继续烘干、冷却、称量至恒质量，得到被蒸馏水抽滤二次后的质量。
2.2 改进法实验结果
滤膜浸泡时间、抽滤后恒重测定结果见表 2。
表 2
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表 2 滤膜浸泡时间、抽滤后恒重测定结果 (g)
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滤膜浸泡时间与两次抽滤恒重差值结果见表 3。
表 3
表 3 滤膜浸泡时间与两次抽滤恒质量差值结果 (g)
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表 3 滤膜浸泡时间与两次抽滤恒质量差值结果 (g)
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2.3 改进法实验结果分析
滤膜的浸泡时间与滤膜两次抽滤恒重差值的均值趋势见图 1。
由图 1可以知，随着滤膜浸泡时间的增加，两次抽滤质量差值的均值逐渐变小，当浸泡时间为20 h时，抽滤两次质量差值的均值变化比较缓慢，为0.000 4 g，但还不符合两次恒质量差值≤0.2 mg的要求；当浸泡时间为24 h时，两次质量差值的均值变化由0.000 4 g减小到0.000 13 g，且已符合两次恒质量差值≤0.2 mg的要求；当浸泡时间为28 h时，两次恒质量差值的均值不再继续减小，而是稳定在0.000 13 g，并且符合两次恒质量差值≤0.2 mg的要求，即：滤膜经蒸馏水浸泡24 h、抽滤一次就达到两次恒质量差值≤0.2 mg的要求，可获得滤膜的真实空白值。
3 “滤膜准备”方法改进建议
根据实验，测定废水中悬浮物时，将“滤膜准备”方法改进为：“以蒸馏水浸泡滤膜24 h，并抽滤一次，用扁咀无齿镊子夹取微孔滤膜放于事先恒重的称量瓶里，移入烘箱中于103 ℃~105 ℃烘干半小时后取出置干燥器内冷却至室温，称其质量。反复烘干、冷却、称量，直至两次称量的质量差≤0.2 mg。将浸泡后恒重的微孔滤膜正确地放在滤膜过滤器的滤膜托盘上，加盖配套的漏斗，并用夹子固定好。”采用此种方法对滤膜进行改进后，会消除由此带来的负误差。
4 水样悬浮物测定实例
用未经任何处理的滤膜和处理过的滤膜对医疗废水、生活污水、地表水测定悬浮物对比实验，其测定结果见表 4。
表 4
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表 4 测定悬浮物对比结果
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由表 4可知，采用GB 11901—1989中“滤膜准备”方法在测定医疗废水、生活污水(处理后)悬浮物时均出现了负值，而利用改进后的“滤膜准备”方法，经蒸馏水浸泡24 h、抽滤一次的滤膜在测定医疗废水、生活污水处理厂外排污水(处理后)、地表水悬浮物时，均没有出现负值现象，可以更准确地反应废水中的悬浮物浓度。
5 结论
(1) GB 11901—1989中“滤膜准备”方法会造成滤膜质量损失，致使滤膜空白值偏高，造成悬浮物测定结果负误差；
(2) 对“滤膜准备”方法进行了改进，先将滤膜在蒸馏水中浸泡24 h后，再抽滤恒质量作为滤膜空白值，可有效减少误差产生。
(3) 使用改进后的“滤膜准备”方法进行低浓度悬浮物样品的监测，测量结果更准确。
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国家环境保护总局. GB l1901—1989水质悬浮物的测定重量法[S].1989-12-25.
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国家环境保护局《水和废水监测分析方法》编委会. 水和废水监测分析方法[M]. 第4版. 北京: 中国环境科学出版社, 2002.
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2012, Vol. 41