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1、水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)介紹水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)介紹水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)介紹水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)介紹水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展歷程（一）初期階段（二）發(fā)展階段（三）網(wǎng)絡(luò)化階段 初期階段1、產(chǎn)品單一 2、生產(chǎn)規(guī)模小 3、產(chǎn)品質(zhì)量不是很穩(wěn)定 4、安裝量小 發(fā)展階段 1、產(chǎn)品逐漸多樣化 2、產(chǎn)品質(zhì)量逐漸穩(wěn)定 3、生產(chǎn)廠家急劇增加（三）、網(wǎng)絡(luò)化階段 1、三級網(wǎng)絡(luò) 2、專業(yè)運(yùn)營三、目前存在問題（一）產(chǎn)品1、產(chǎn)品種類需多樣化2、產(chǎn)品功能需豐富3、產(chǎn)品穩(wěn)定性還需加強(qiáng)廢水在線監(jiān)測系統(tǒng)概述 一、水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展 二、廢水在線監(jiān)測系統(tǒng)組成 三、廢水在線監(jiān)測設(shè)備 四、數(shù)據(jù)采集、傳輸裝置 水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)組成 廢水在線監(jiān)測系統(tǒng)通常由采樣

2、設(shè)備、廢水在線監(jiān)測儀器、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、通訊設(shè)備和終端接收設(shè)備組成。水質(zhì)自動(dòng)在線監(jiān)測設(shè)備 水質(zhì)在線監(jiān)測設(shè)備主要是對污染源排污狀況進(jìn)行分析測試。地表水自動(dòng)在線監(jiān)測系統(tǒng)主要測定項(xiàng)目有水溫、pH、溶解氧（DO）、電導(dǎo)率、濁度、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和總有機(jī)碳（TOC）等。廢水在線監(jiān)測設(shè)備通常由COD自動(dòng)在線監(jiān)測儀、氨氮自動(dòng)在線監(jiān)測儀、TOC自動(dòng)在線監(jiān)測儀、總磷自動(dòng)在線監(jiān)測儀、總氮自動(dòng)在線監(jiān)測儀、pH計(jì)、電導(dǎo)率儀、UV儀、流量計(jì)等組成。數(shù)據(jù)采集裝置 主要是對各種監(jiān)測設(shè)備測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)及處理，它不僅具有黑匣子功能，同時(shí)還能夠?qū)ε盼蹎挝画h(huán)保設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測，并將有關(guān)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和

3、輸出。數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備 對采集的各種監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸至環(huán)保系統(tǒng)，目前，有多種傳輸方式：電話線方式、GPRS方式、GSM短消息方式、局域網(wǎng)方式、無線電臺(tái)方式等等。COD自動(dòng)在線監(jiān)測儀 化學(xué)需氧量 化學(xué)需氧量測定的標(biāo)準(zhǔn)方法 COD自動(dòng)在線監(jiān)測儀 化學(xué)需氧量 化學(xué)需氧量（COD），是指在強(qiáng)酸并加熱條件下，用重鉻酸鉀作為氧化劑處理水樣時(shí)所消耗氧化劑的量，用氧的mg/L來表示?；瘜W(xué)需氧量反映了水中受還原性物質(zhì)污染的程度，其值越小說明由有機(jī)物引起的污染越輕，水中還原性物質(zhì)包括有機(jī)物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等。水被有機(jī)物污染是很普遍的，因此，化學(xué)需氧量也作為有機(jī)物含量的指標(biāo)之一，但只能反映被氧化的有機(jī)物污染，不能

4、反映多環(huán)芳烴、PCB等的污染狀況。CODCr是我國實(shí)施排放總量控制的指標(biāo)之一?；瘜W(xué)需氧量測定的標(biāo)準(zhǔn)方法1、重鉻酸鉀法 在酸性溶液中，用一定量的重鉻酸鉀氧化水樣中還原性物質(zhì)，過量的重鉻酸鉀以亞鐵靈作指示劑，用硫酸亞鐵銨溶液回滴。根據(jù)硫酸亞鐵銨的用量計(jì)算出水樣中還原性物質(zhì)消耗氧的量。儀器：回流裝置：帶250ml錐形瓶全玻璃回流裝置；加熱裝置：變阻電爐；50ml酸式滴定管?；瘜W(xué)需氧量測定的標(biāo)準(zhǔn)方法2、庫侖法 水樣以重鉻酸鉀為氧化劑，在10.2mol/L硫酸介質(zhì)中回流氧化后，過量的重鉻酸鉀用電解產(chǎn)生的亞鐵離子作為庫侖滴定。根據(jù)電解產(chǎn)生亞鐵離子所消耗的電量，按照法拉第定律進(jìn)行計(jì)算。儀器：化學(xué)需氧量測定儀

5、；滴定池：150ml錐形瓶；電極：發(fā)生電極面積為780mm2鉑片；電磁攪拌器、攪拌子；回流裝置：帶磨口150ml錐形瓶的回流裝置；電爐（300w）；定時(shí)鐘。3 3、快速密閉催化消解法、快速密閉催化消解法 本方法在經(jīng)典重鉻酸鉀-硫酸消解體系中加入催化劑硫酸鋁鉀和鉬酸銨。同時(shí)密封消解過程是加壓下進(jìn)行的，因此大大縮短了消解時(shí)間。消解后測定化學(xué)需氧量的方法可以采用滴定法，也可采用光度法。儀器：具密封塞的加熱管：50ml；錐形瓶：150ml；25ml酸式滴定管（或分光光度計(jì)）；恒溫定時(shí)加熱裝置。CODCOD自動(dòng)在線監(jiān)測儀自動(dòng)在線監(jiān)測儀 分類：分類：COD自動(dòng)在線監(jiān)測儀根據(jù)氧化方式的不同，可以將水質(zhì)COD

6、自動(dòng)在線監(jiān)測儀器分為兩大類，即采用重鉻酸鉀氧化方式，和采用非重鉻酸鉀氧化方式。1、重鉻酸鉀氧化方式 重鉻酸鉀消解-光度測量法 重鉻酸鉀消解-庫侖滴定法 重鉻酸鉀消解-氧化還原滴定法 重鉻酸鉀消解-光度測量法 水樣進(jìn)入儀器的反應(yīng)室后，加入過量的重鉻酸鉀標(biāo)液，用濃硫酸酸化后，在165條件下回流30min（或催化消解，或采用微波快速消解15min），反應(yīng)結(jié)束后，用光度法測量剩余的Cr（）（600nm）或反應(yīng)生成的Cr（）（440nm）。重鉻酸鉀消解-庫侖滴定法 水樣進(jìn)入儀器的反應(yīng)室后，加入過量的重鉻酸鉀標(biāo)液，用濃硫酸酸化后，在100條件下回流（或催化消解）一定時(shí)間（1520min），反應(yīng)結(jié)束后，用庫

7、侖滴定法Fe（）測定剩余的Cr（）。重鉻酸鉀消解-氧化還原滴定法 水樣進(jìn)入儀器的反應(yīng)室后，加入過量的重鉻酸鉀標(biāo)液，用濃硫酸酸化后，在150條件下回流30min，反應(yīng)結(jié)束后，以試亞鐵靈為指示劑，用硫酸亞鐵銨滴定剩余的Cr（），由消耗的重鉻酸鉀的量換算成消耗氧的質(zhì)量濃度得到COD值。儀器組成 儀器一般由采樣系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)五部分組成。采樣系統(tǒng)由采樣泵、采樣管、樣品儲(chǔ)存等組成；進(jìn)樣系統(tǒng)由輸液泵、定量管、電磁閥、管路、接口等組成完成對水樣和試劑的采集、輸送、試劑混合、廢液排除及反應(yīng)室清洗等功能；反應(yīng)系統(tǒng)主要有加熱單元或(和)反應(yīng)室,完成水樣的消解和反應(yīng)；儀器組成 檢測系

8、統(tǒng)主要是對消解后的樣品進(jìn)行光度檢測或滴定；控制系統(tǒng)包括單片機(jī)(或工控機(jī))、時(shí)序控制、光檢單元等，完成對在線分析全過程的控制。數(shù)據(jù)處理與傳輸系統(tǒng)包括處理軟件、鍵盤和顯示屏等，完成對測試數(shù)據(jù)采集與處理、顯示、儲(chǔ)存、傳輸及打印輸出。儀器流程圖COD自動(dòng)在線監(jiān)測儀流程圖 儀器特點(diǎn)儀器特點(diǎn) 適用性較強(qiáng)；測量周期較長；都需要氧化劑；試劑消耗量較大；維護(hù)量相對較大。主要技術(shù)指標(biāo) 測定范圍：01000 mg/L；重復(fù)性：5%以內(nèi)；零點(diǎn)漂移：5 mg/L以內(nèi)；量程漂移：5%F.S.以內(nèi) 測定周期：40 min；輸出信號：420 mA，RS232/RS485。羥基氧化-電化學(xué)測量法 儀器采用三電極系統(tǒng)(工作電極、

9、參比電極、輔助電極)，參比液是飽和硫酸鈉溶液，輔助電極采用鉑金電極。當(dāng)對工作電極施加一定電壓時(shí)，工作電極表面將產(chǎn)生大量的羥基自由基。羥基自由基具有很高的氧化電位,它迅速氧化水中的有機(jī)物,羥基自由基被消耗的同時(shí),工作電極上電流將產(chǎn)生變化。電流的變化與水中有機(jī)物的含量成正比關(guān)系，通過計(jì)算電流變化便可測量出水中有機(jī)物的含量。羥基氧化-電化學(xué)測量法 其采用了反重力的取樣方法，樣品是從樣品流中間反方向抽取；所以，可以排除大的顆粒，采集到更小的固體顆粒。因此，保證了樣品的代表性。較大的管道尺寸避免了管路的堵塞。儀器采樣系統(tǒng)儀器采樣系統(tǒng)儀器特點(diǎn) 測量周期：610 min,測量范圍：010000 mg/L，準(zhǔn)

10、確度：5%。輸出信號：420 mA，RS232/RS485 試劑：去離子水(與樣品混合)，電解液(14.2 g/l NaSO4溶液），再生液(71 g/l NaSO4溶液），校正液(1000 mg/l 葡萄糖溶解.）由于采用葡萄糖作為標(biāo)準(zhǔn)溶液，硫酸鈉作為電解液，因此減少了“二次污染”。儀器運(yùn)行的穩(wěn)定性相對較好，運(yùn)行成本相對較低。但其適用性一般，需要針對不同性質(zhì)的的污水標(biāo)定不同的工作曲線，且當(dāng)工況發(fā)生變化時(shí)，需要重新標(biāo)校其標(biāo)準(zhǔn)曲線。生物法生物法測量原理 在特殊的生物反應(yīng)器內(nèi)利用被測量水樣進(jìn)行生物基質(zhì)（細(xì)菌）的馴化培養(yǎng)，經(jīng)過馴化培養(yǎng)后的生物基質(zhì)對于水樣具有良好的適應(yīng)性，可以迅速降解水樣中的可生物降

11、解有機(jī)物。分為兩個(gè)步驟：測量初始溶解氧的濃度；測量終止時(shí)溶解氧的濃度。測量原理 計(jì)算出生物基質(zhì)的氧呼吸率OUR；依據(jù)OUR 就可以計(jì)算出水樣中有機(jī)物質(zhì)的濃度，高的OUR，說明水樣中含有高的RABOD（Readily Assimilable Biochemical Oxygen Demand）快速可吸收生化需氧量，反之亦然。TOCTOC自動(dòng)在線監(jiān)測儀自動(dòng)在線監(jiān)測儀 TOC 總有機(jī)碳(TOC),是以碳的含量表示水體中有機(jī)物質(zhì)總量的綜合指標(biāo)。由于TOC的測定采用燃燒法，因此能將有機(jī)物全部氧化，它比BOD5或者COD更能直接表示有機(jī)物的總量，常被用來評價(jià)水體中有機(jī)物污染的程度。實(shí)驗(yàn)室測定實(shí)驗(yàn)室測定TO

12、CTOC方法方法 按工作原理的不同，可分為燃燒氧化-非分散紅外吸收法、電導(dǎo)法、氣相色譜法、濕法氧化-非分散紅外吸收法等。其中燃燒氧化-非分散紅外吸收法只需一次性轉(zhuǎn)化，流程簡單、重現(xiàn)性好、靈敏度高，因此這種TOC分析儀被廣泛采用。差減法測定總有機(jī)碳 將試樣連同凈化空氣分別導(dǎo)入高溫燃燒管和低溫反應(yīng)管中，經(jīng)高溫燃燒管的水樣受高溫催化氧化，使有機(jī)化合物和無機(jī)碳酸鹽均轉(zhuǎn)化成二氧化碳；經(jīng)低溫反應(yīng)管的水樣受酸化而使無機(jī)碳酸鹽分解成二氧化碳；其所生成的二氧化碳依次導(dǎo)入非分散紅外檢測器。由于一定波長的紅外線可被二氧化碳選擇吸收，在一定濃度范圍內(nèi)二氧化碳對紅外吸收的強(qiáng)度與二氧化碳的濃度成正比，故可對水樣總碳（TC

13、）和無機(jī)碳（IC）進(jìn)行定量測量?？偺寂c無機(jī)碳的差值，即為總有機(jī)碳（TOC）。直接法測定總有機(jī)碳 將水樣酸化曝氣，將無機(jī)碳酸鹽分解生成二氧化碳驅(qū)除，再注入高溫燃燒管中，可直接測定總有機(jī)碳。但由于在曝氣過程中會(huì)造成水中的揮發(fā)性有機(jī)物的損失而產(chǎn)生測定誤差。TOC自動(dòng)在線監(jiān)測儀分類 燃燒氧化紅外吸收法 紫外催化氧化紅外吸收法 電導(dǎo)法。燃燒氧化紅外吸收法 是采用燃燒水樣中的有機(jī)物，生成的二氧化碳用非分散紅外分析儀測量，并計(jì)算出TOC濃度的方法。水中一般存在CO32-、HCO3-等形態(tài)的無機(jī)碳（IC）和有有機(jī)化合物形態(tài)的總有機(jī)碳（TOC）。測定方式也是分為兩種，一種是先測量出樣品中的總碳（TC）和無機(jī)碳（

14、IC），TOC=TC-IC。另一種則是先酸化樣品并通過曝氣除去樣品中的IC，然后測量TC，此時(shí)TOC=TC。測定原理 樣品在進(jìn)樣裝置中酸化后（加入鹽酸或硝酸），將無機(jī)碳變成二氧化碳，通過氮?dú)猓ɑ蚣儍艨諝猓┏ザ趸迹挥袡C(jī)物在燃燒管里燃燒氧化后生成二氧化碳，用非分散紅外分析儀測量，算出樣品中的TOC濃度。圖4是一種燃燒氧化紅外吸收法的自動(dòng)在線TOC監(jiān)測儀的流程圖，水樣酸化曝氣后（除去無機(jī)碳），有機(jī)物在680下密閉燃燒氧化成二氧化碳，用紅外檢測器計(jì)算出TOC。燃燒氧化-紅外吸收法自動(dòng)在線TOC監(jiān)測儀流程圖。?樣品入口濾網(wǎng)洗水進(jìn)樣均化器殺菌劑樣品預(yù)處理單元樣品預(yù)處理單元 主要性能指標(biāo) 測量范圍：0

15、-1000mg/L；重現(xiàn)性：2%F.S；測量周期：7 min。紫外催化氧化-紅外吸收法測定原理 水樣經(jīng)過酸化處理后曝氣除去無機(jī)碳，水中有機(jī)物在紫外光的照射下催化氧化成二氧化碳，用紅外檢測器測量，計(jì)算出總有機(jī)碳的濃度。紫外催化氧化-紅外吸收法原理圖 主要性能指標(biāo) 測量范圍：0-1000mg/L；重現(xiàn)性：2%F.S；測量周期：10min。燃燒-電導(dǎo)分析法原理 用穩(wěn)流閥控制的載氣通過六通閥向TC氧化管送氣，穿過加熱至900的催化劑后，冷卻至2左右，除去水分，進(jìn)入電導(dǎo)池二氧化碳檢測器進(jìn)行定量，測定TC。同時(shí)通過IC反應(yīng)爐，加入催化劑，加熱至150，除去水分，進(jìn)入電導(dǎo)池二氧化碳檢測器進(jìn)行定量，測定IC，

16、TC減去IC即得TOC。電導(dǎo)度計(jì)算L=K/A=*C/1000式中：L：電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)度（單位：歐姆）K：電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率（由溶液的種類、濃度、溫度決定）；A：電導(dǎo)池常數(shù)（由電導(dǎo)池的幾何尺寸決定）；：電解液當(dāng)量電導(dǎo)；C：電解液當(dāng)量濃度；電導(dǎo)計(jì)算 當(dāng)電解液的幾何尺寸、電解液的成分及濃度固定，電導(dǎo)池兩對電極的溫度環(huán)境相對穩(wěn)定，那么電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)只與離子的濃度有關(guān)。當(dāng)電導(dǎo)液流量、氣體流量、溫度、溶液當(dāng)量濃度恒定時(shí)，反應(yīng)率是固定的。因此，電導(dǎo)的變化僅與二氧化碳?xì)怏w濃度有關(guān)，因此，通過對電導(dǎo)度變化的測定便可得反應(yīng)氣體中二氧化碳的濃度。主要技術(shù)指標(biāo) 測量范圍：4000 mg/L；精密度5%：準(zhǔn)確度：5%；測量周期：5 min；實(shí)驗(yàn)室測定方法與在線監(jiān)測儀器監(jiān)測原理方法主實(shí)驗(yàn)室測定方法與在線監(jiān)測儀器監(jiān)測原理方法主要差異分析要差異分析 氧化劑不同氧化劑不同 消解方式、溫度、時(shí)間不同消解方式、溫度、時(shí)間不同 樣品和試劑用量不同樣品和試劑用量不同 終點(diǎn)判定（檢測）方法不同終點(diǎn)判定（檢測）方法不同 樣品預(yù)處理不同樣品預(yù)處理不同 氧化劑不同氧化劑不同 實(shí)驗(yàn)室分析方法采用重鉻酸鉀為氧化劑，而在線監(jiān)測儀器采用羥