第一章 廢水在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述多年來(lái)我國(guó)傳統(tǒng)監(jiān)理、監(jiān)測(cè)手段的落后，不能準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、全面、連續(xù)地反映環(huán)境質(zhì)量、污染源變化和治理效果，從而使環(huán)境監(jiān)理、監(jiān)測(cè)和環(huán)境治理之間嚴(yán)重脫節(jié)。為了解決這些問(wèn)題，西安交大長(zhǎng)天軟件有限公司在國(guó)家環(huán)保總局的指導(dǎo)下，提出了符合中國(guó)環(huán)境管理體系的四級(jí)結(jié)構(gòu)模型，推出了國(guó)家環(huán)境監(jiān)理信息系統(tǒng)。1國(guó)家環(huán)境監(jiān)理信息系統(tǒng)工作原理設(shè)在各污染排放口的智能環(huán)境監(jiān)理適配器通過(guò)多種檢測(cè)設(shè)備獲取各種污染源的基礎(chǔ)資料并檢測(cè)污染處理設(shè)施的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。適配器將所收集到的不同格式的資料整合成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)格式，經(jīng)各種通信介質(zhì)（如 PSTN、DDN、ISDN、微波、超短波、IP網(wǎng)等）傳遞至地市級(jí)中心機(jī)。中心機(jī)對(duì)各種污染資料進(jìn)行存儲(chǔ)、分析并自動(dòng)生成所需報(bào)表，再經(jīng)通信介質(zhì)定期上報(bào)省局中樞機(jī)、國(guó)家環(huán)保總局中央機(jī)。國(guó)家環(huán)保總局的中央機(jī)、省環(huán)保局的中樞機(jī)除可定期獲取各省、市的各類資料及報(bào)表外，還可直接對(duì)各行業(yè)的某些重點(diǎn)污染企業(yè)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖 1。2廢水在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)描述廢水在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一套以在線自動(dòng)分析儀器為核心，運(yùn)用現(xiàn)代傳感器技術(shù)、自動(dòng)測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)及相關(guān)的專用分析軟件和通訊網(wǎng)絡(luò)所組成的一個(gè)綜合性自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)，通過(guò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理后存儲(chǔ)指定的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及各種運(yùn)行資料，可打印輸出各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)圖表，并可通過(guò)遠(yuǎn)程通訊將數(shù)據(jù)輸入中心數(shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)具有監(jiān)測(cè)項(xiàng)目超標(biāo)及子站狀態(tài)信號(hào)顯示、報(bào)警功能；自動(dòng)運(yùn)行、停電保護(hù)、來(lái)電自動(dòng)恢復(fù)功能；維護(hù)檢修狀態(tài)測(cè)試，便于例行維修和應(yīng)急故障處理等到功能。3廢水在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能污水處理設(shè)施數(shù)據(jù)采集器（黑匣子）通過(guò)污水流量計(jì)及污水處理設(shè)施的在線自動(dòng)分析儀器，采集各類污染源的排放數(shù)據(jù)和污水處理設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)智能環(huán)境適配器（適配器）將數(shù)據(jù)采集器（黑匣子）采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為全國(guó)統(tǒng)一格式的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式后進(jìn)行存儲(chǔ)，并通過(guò)調(diào)制解調(diào)器（MODEM）和公共通訊線路（PSTN 等）傳送到相關(guān)環(huán)保管理監(jiān)理部門。4廢水在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件為西安交大長(zhǎng)天公司開(kāi)發(fā)研制的“集團(tuán)企業(yè)版”，也是國(guó)家環(huán)境監(jiān)理信息系統(tǒng)的系列產(chǎn)品之一。它是一個(gè)各級(jí)環(huán)境監(jiān)理部門對(duì)集團(tuán)企業(yè)排放情況實(shí)施監(jiān)測(cè)和企業(yè)自測(cè)的工具。負(fù)責(zé)企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)采集、向中心機(jī)、中樞機(jī)及中央機(jī)上報(bào)數(shù)據(jù)，并向企業(yè)提供一個(gè)瀏覽本企業(yè)排污情況的窗口。軟件功能特性如下：污染源管理：包括污染源基本情況錄入，企業(yè)排污數(shù)據(jù)的采集；統(tǒng)計(jì)分析：包括信息查詢、數(shù)據(jù)匯總、數(shù)據(jù)上報(bào)、報(bào)表輸出；系統(tǒng)管理：包括系統(tǒng)標(biāo)識(shí)、通訊參數(shù)設(shè)定、數(shù)據(jù)維護(hù)、權(quán)限管理。5廢水在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)設(shè)備包括排污口現(xiàn)場(chǎng)一系列廢水自動(dòng)分析和測(cè)量?jī)x器所組成的各種監(jiān)測(cè)設(shè)備、數(shù)據(jù)采集器（黑匣子）及智能環(huán)境監(jiān)測(cè)適配器等。5.1 監(jiān)測(cè)設(shè)備主要包括污水流量計(jì)、在線工業(yè)酸度計(jì)、COD 水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀、水質(zhì)自動(dòng)采樣器及其它治理設(shè)備的傳感器等組成。5.2 數(shù)據(jù)采集器（黑匣子）對(duì)各種監(jiān)測(cè)設(shè)備測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)及處理，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(cè)，并將有關(guān)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和輸出。5.3 智能環(huán)境監(jiān)理適配器（適配器）適配器是連接現(xiàn)場(chǎng)黑匣子并向中心機(jī)、中樞機(jī)、中央機(jī)信息傳輸?shù)闹醒朐O(shè)備。具有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、軟件加密、數(shù)據(jù)通訊等功能，其輔助功能主要為通訊控制、數(shù)據(jù)采集、身份校驗(yàn)、數(shù)據(jù)管理等。圖 1 環(huán)境監(jiān)理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖第二章 廢水在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用的測(cè)量技術(shù)本主要介紹智能環(huán)境監(jiān)理適配器、數(shù)據(jù)采集器（黑匣子）、流量計(jì)、COD 在線監(jiān)測(cè)儀、pH 計(jì)等在線儀表采用的測(cè)量技術(shù)。1 智能環(huán)境監(jiān)理適配器完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、軟件加密、數(shù)據(jù)通訊等功能，其輔助功能主要包括：通信控制、數(shù)據(jù)采集、身份校驗(yàn)、數(shù)據(jù)管理等。具體功能如下：將污水設(shè)施運(yùn)行記錄儀采集到的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式后，經(jīng)公共電話網(wǎng)（PSTN）傳到上位機(jī)。集轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、通訊、加密等多種功能于一身。使用簡(jiǎn)便、無(wú)需人工配置。內(nèi)置 MODEM（調(diào)制解調(diào)器），可直接將處理過(guò)的數(shù)據(jù)傳入公共電話網(wǎng)。增加顯示電源、數(shù)據(jù)上下傳輸狀態(tài)、適配器正常運(yùn)行等四個(gè)指示燈，便于用戶現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)接、調(diào)整和維護(hù)。適配器為針對(duì)系統(tǒng)專門制造的產(chǎn)品，可根據(jù)聯(lián)接監(jiān)測(cè)儀器的多少選擇適當(dāng)?shù)男吞?hào)。2 數(shù)據(jù)采集器（黑匣子）污染治理設(shè)施運(yùn)行記錄儀，用來(lái)收集現(xiàn)場(chǎng)污染數(shù)據(jù)，產(chǎn)品形態(tài)為單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)。黑匣子為針對(duì)系統(tǒng)專門制造的產(chǎn)品，可根據(jù)聯(lián)接監(jiān)測(cè)儀器的多少選擇適當(dāng)?shù)男吞?hào)。其某型號(hào)功能如下：能檢測(cè)記錄 8 路設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及其組態(tài)4 路模擬量數(shù)據(jù)采集4 路數(shù)字量數(shù)據(jù)交換4 路標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)傳信號(hào)接口可同時(shí)對(duì) 8 路不同水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器所測(cè)量的數(shù)據(jù)實(shí)施采集和存儲(chǔ)通過(guò)電話網(wǎng)或無(wú)線電設(shè)備并入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享鍵盤及 LED 顯示3 流量計(jì)由于廢水排放的特殊性，廢水排放口大多為明渠的形式，也有少量以管道排放。應(yīng)用于廢水自動(dòng)監(jiān)測(cè)的流量計(jì)主要為超聲波流量計(jì)，而電磁流量計(jì)及轉(zhuǎn)子流量計(jì)等主要應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程流量計(jì)量。3.1 超聲波流量計(jì)的類型應(yīng)用超聲波測(cè)量的流量計(jì)主要有：超聲波時(shí)差式流量計(jì)、超聲波多普勒流量計(jì)、超聲波明渠流量計(jì)、超聲波非滿管（渠）流量計(jì)等類型，市場(chǎng)商品化儀器較多，其測(cè)量?jī)x器性能比較如表 1。表 1 超聲波流量計(jì)性能比較表測(cè)量方式 超聲波時(shí)差式流量計(jì)超聲波多普勒流量計(jì)超聲波明渠流量計(jì)超聲波非滿管（渠）流量計(jì)測(cè)量原理通過(guò)測(cè)量安裝在上下游的發(fā)射器，發(fā)出的兩波在不同流向間的傳播時(shí)差測(cè)量液體的平均流速。通過(guò)一個(gè)探頭向管內(nèi)連續(xù)發(fā)射固定頻率的超聲波，當(dāng)超聲波遇到隨液體流動(dòng)的顆粒或氣泡時(shí)，其反射頻率會(huì)產(chǎn)生與速度成正比的偏移，也稱多普勒效應(yīng)。被測(cè)液體流過(guò)量水槽（堰）形成一定的節(jié)流液位在自由流狀態(tài)下，其渡過(guò)水槽液體流量與水位H滿足關(guān)系式 Q=CHn。式中C、n為與量水槽結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)。利用Q=面積X速度等式來(lái)計(jì)算非滿管和明渠中的液體流量，無(wú)需堰/槽測(cè)量裝置。以多普勒傳感技術(shù)測(cè)量流速、壓力傳感器測(cè)量管/渠內(nèi)液位，通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入管/渠截面幾何開(kāi)頭儀表可以準(zhǔn)確計(jì)算出非滿管或明渠中的液體流量。測(cè)量液體單一流質(zhì)，無(wú)氣泡或少氣泡。適用于含微量雜質(zhì)、顆粒和氣泡的液體。適用于雜質(zhì)、顆粒和氣泡的液體。適用于含微量雜質(zhì)、顆粒和氣泡的液體。安裝要求管道外壁安裝管道外壁安裝需堰/槽測(cè)量裝置無(wú)需堰/槽測(cè)量裝置液體狀態(tài)需滿管液體需滿管液體不需滿管液體不需滿管液體優(yōu)缺點(diǎn)需要管道，不適用于明渠。需要管道，不適用于明渠。價(jià)格低，適用于明渠。價(jià)格高，適用于管道。3.2 超聲波明渠流量計(jì)的結(jié)構(gòu)原理超聲波明渠波流量計(jì)主要由耐腐蝕的量水槽，非接觸式超聲波液位傳感器，微電腦監(jiān)控儀組成。主要結(jié)構(gòu)原理如圖 4 所示。圖 4 明渠流量計(jì)結(jié)構(gòu)原理圖自動(dòng)電源切換量水槽超聲波傳感器溫度傳感器超聲波收發(fā)器數(shù)據(jù)處理器其他控制功能及數(shù)據(jù)顯示鍵盤打印3.3 超聲波流量計(jì)的選型根據(jù)企業(yè)廢水排放口的形式及廢水排放量，可因地制宜選擇上述多種測(cè)量方式的超聲波流量計(jì)，由于超聲波明渠流量計(jì)對(duì)排放口的適用范圍寬，可采用 V 型槽、方型槽、梯型槽、巴歇爾槽等多種計(jì)量槽，因而在污染源自動(dòng)流量監(jiān)測(cè)中應(yīng)用最廣。市場(chǎng)上具代表性的超聲波明渠流量計(jì)測(cè)量槽形式如圖 5 所示。圖 5超聲波明渠流量計(jì)測(cè)量槽4 COD 在線監(jiān)測(cè)儀4.1化學(xué)耗氧量概述水中有機(jī)物種類繁多，成分復(fù)雜，有機(jī)物單項(xiàng)指標(biāo)或某一類有機(jī)化合物并不能反映水的整體有機(jī)物狀況，且分析技術(shù)要求較高，不能作為日常檢測(cè)指標(biāo)。目前國(guó)內(nèi)外均采用有機(jī)物替代參數(shù)，以衡量水中有機(jī)物總量的情況。這些替代參數(shù)有 CODCr、CODMn 和 TOC 等。化學(xué)耗氧量又稱化學(xué)需氧量（Chemicaloxygendemand），簡(jiǎn)稱 COD。化學(xué)耗氧量就是在式樣中加氧化劑，用氧量mg(O)/l來(lái)表示，在一定條件下使式樣氧化時(shí)所消耗的氧化劑的量。通常，化學(xué)耗氧量被用作由有機(jī)物引起的水質(zhì)污濁的指標(biāo)。它用化學(xué)氧化劑（如高錳酸鉀、重鉻酸鉀、臭氧等）將水中可氧化物質(zhì)（如有機(jī)物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等）氧化分解，然后根據(jù)殘留的氧化劑的量計(jì)算出氧的消耗量，它和生化需養(yǎng)量（BOD）一樣，是表示水質(zhì)污染度的重要指標(biāo)。COD 的單位為 ppm 或毫克升，其值越小，說(shuō)明由有機(jī)物引起的水質(zhì)污染程度越輕。4.2 化學(xué)耗氧量測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)法標(biāo)準(zhǔn)法的基本原理是：在水樣中加入已知量的重鉻酸鉀溶液，并在強(qiáng)酸介質(zhì)下以銀鹽作催化劑，經(jīng)沸騰回流后，以試亞鐵靈為指示劑，用硫酸亞鐵銨滴定水樣中未被還原的重鉻酸鉀，由消耗的硫酸亞鐵銨的量換算成消耗氧的質(zhì)量濃度。該方法具有測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確，重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)，但消耗大量的濃硫酸和價(jià)格昂貴的硫酸銀，為了消除水中氯離子的干擾，還需加入毒性很大的硫酸汞加以掩蔽，而且分析時(shí)間很長(zhǎng)。因此，對(duì)區(qū)域水質(zhì)調(diào)查中大批樣品的測(cè)定，水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)及污水處理廠生產(chǎn)控制的經(jīng)常測(cè)定，標(biāo)準(zhǔn)法并不適用。在國(guó)外的實(shí)際測(cè)定中多為其他的等同方法或儀器所取代。4.3 COD 檢測(cè)設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方法耗時(shí)長(zhǎng)的主要原因是回流消解時(shí)間長(zhǎng)（約 2h）。為縮短消解時(shí)間，人們對(duì)標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行改進(jìn)提出了高溫催化氧化、光度法、電化學(xué)法及自動(dòng)化在線監(jiān)測(cè)等。4.3.1 標(biāo)準(zhǔn)法的改進(jìn)a消解方法的改進(jìn)基于標(biāo)準(zhǔn)方法的原理，分析工作者提出了密封法、開(kāi)管消解法和微波消解法等。密封法是將Ag+、Hg2+、MoO42-引入重鉻酸鉀體系，它們?cè)隗w系中起掩蔽作用。密封法測(cè)定 COD 值時(shí)反應(yīng)溫度為 150，管內(nèi)壓力近 0.2Mpa，消解時(shí)間為 20min。與密封法相反，開(kāi)管消解法采用開(kāi)管加熱消解，其測(cè)定原理與標(biāo)準(zhǔn)法相同，以重鉻酸鉀為氧化劑，消解溫度為 165，在開(kāi)啟的試管內(nèi)消解反應(yīng)在 12min 內(nèi)完成，大大縮短了消解時(shí)間。近年來(lái)已將微波爐應(yīng)用于 COD 值測(cè)定中水樣的消解制造出微波密封消解COD 速測(cè)儀，消解反應(yīng)在 8 min 內(nèi)完成，每次可同時(shí)測(cè)定多個(gè)樣品。消解完成的試樣按照 GB1191489 進(jìn)行滴定，測(cè)定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)方法相關(guān)性比較好，是作為標(biāo)準(zhǔn)方法的替代測(cè)量設(shè)備。B氧化劑的改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)法采用重鉻酸鉀作為氧化劑，為了消除水中氯離子的干擾，還需加入毒性很大的硫酸汞加以掩蔽。汞鹽的使用，帶來(lái)了二次污染。目前的氧化劑除了常用的重鉻酸鉀和高錳酸鉀外，還使用氧氣和臭氧等。PHOENIX-themcat 高溫快速 COD測(cè)定儀PHOENIX-themcat 高溫快速 COD 測(cè)定儀（見(jiàn)圖 7）是用高溫催化氧化法測(cè)定 COD 的在線檢測(cè)設(shè)備。PHOENIX-themcat 無(wú)論是對(duì)排放的污水還是河流的檢測(cè)，都可以直接使用，而不需要昂貴而復(fù)雜的微濾和超濾。在一定溫度下，含有有機(jī)物的水樣經(jīng)氧氣催化氧化，通過(guò)測(cè)定反應(yīng)生成的二氧化碳的量來(lái)標(biāo)定 COD的值。設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量范圍為 41000mg/L或者404000mg/L COD。從樣品進(jìn)入到數(shù)據(jù)的自動(dòng)輸出的反應(yīng)時(shí)間為 48分鐘。PHOENIX-1010 快速 COD 在線速測(cè)儀臭氧具有很強(qiáng)的氧化能力，它可以通過(guò)破壞有機(jī)污染物的分子結(jié)構(gòu)以達(dá)到改變污染物性質(zhì)的目的。德國(guó) STIP 公司生產(chǎn)的 PHOENIX-1010 快速 COD 在線速測(cè)儀，它的氧化劑不同于以前的儀表，它用臭氧作氧化劑。（見(jiàn)圖8）其測(cè)定原理為：采用臭氧探頭先測(cè)定溶解臭氧的濃度。然后污水和溶有臭氧的稀釋水同時(shí)進(jìn)入反應(yīng)室并發(fā)生氧化反應(yīng)。此后，第二個(gè)探頭測(cè)定反應(yīng)室內(nèi)殘余臭氧濃度。污水和稀釋水的混合比可以通過(guò)輸送泵來(lái)控制，從而使臭氧的消耗盡量維持在恒定的低水平上，而反應(yīng)器內(nèi)的殘余臭氧則保持較高濃度。通過(guò)污水和稀釋水混合比率的標(biāo)定，根據(jù)消耗臭氧量與 COD 的相關(guān)性可快速自動(dòng)輸出水樣的 COD 值。PHOENIX-1010可以輸出 0-20/4-20mA 模擬信號(hào)或者 RS-232 數(shù)字信號(hào)。內(nèi)置的圖形顯示器可顯示濃度及其他重要信息。模擬信號(hào)或者數(shù)字信號(hào)經(jīng)分析器分析，傳給中心站。從樣品輸入到數(shù)據(jù)輸出的時(shí)間僅為 315 分鐘，省去了繁瑣的滴定操作。采用臭氧作氧化劑有許多優(yōu)點(diǎn)：氧化劑的氧化能力強(qiáng)，減少了試劑的消耗；臭氧發(fā)生器可循環(huán)使用；操作方法簡(jiǎn)單。圖 7 PHOENIX 高溫快速COD測(cè)定儀 圖 8 PHOENIX1010 快速 COD測(cè)定儀4.3.2 光度法分光光度法是通過(guò)測(cè)定被測(cè)物質(zhì)在特定波長(zhǎng)處或一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)光的吸收度，對(duì)該物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析的方法。常用的波長(zhǎng)范圍為：(1)200400nm的紫外光區(qū)(2)400760nm 的可見(jiàn)光區(qū)(3)2.525m（按波數(shù)計(jì)為 4000cm-1400cm-1）的紅外光區(qū)。所用儀器為紫外分光光度計(jì)、可見(jiàn)光分光光度計(jì)（或比色計(jì)）、紅外分光光度計(jì)或原子吸收分光光度計(jì)。廢水中 COD 主要由有機(jī)物構(gòu)成，根據(jù)有機(jī)物在紫外光譜區(qū)有很強(qiáng)吸收的特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外有人研究廢水在紫外光譜區(qū)的吸光度與 COD 的關(guān)系，以求用測(cè)定吸光度來(lái)代替繁瑣的 COD測(cè)定。分光光度法測(cè)定 COD 值具有快速，準(zhǔn)確，成本低等優(yōu)點(diǎn)。其原理是在強(qiáng)酸性溶液中，過(guò)量的重鉻酸鉀在硫酸銀作催化劑的條件下，氧化水中還原性物質(zhì)，使 Cr6+還原為 Cr3+，利用分光光度計(jì)監(jiān)測(cè) Cr6+或 Cr3+來(lái)實(shí)現(xiàn) COD 值測(cè)定。按 GB1191489 規(guī)定的重鉻酸鉀計(jì)量和消解，利用光度比色法檢測(cè)，采用先進(jìn)精確的蠕動(dòng)泵、多通道電磁閥、計(jì)算機(jī)和專用光度傳感器，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)過(guò)程的全自動(dòng)化制造的儀器流程示意圖如圖 9。4.3.3 電化學(xué)法電勢(shì)分析法的基本原理是：測(cè)量電極與參比電極之間的電勢(shì)與溶液中離子活度的對(duì)數(shù)值存在著函數(shù)關(guān)系，這種關(guān)系可用著名的Nernst 方程來(lái)描述。基于這種原理，提出了一種以 Ce（SO4）2為氧化劑，利用 pH 電極和氧化還原電極直接測(cè)定電勢(shì)，從而測(cè)定 COD 的值。4.3.4 流動(dòng)注射分析法流動(dòng)注射分析（FIA），由于具有分析速度快、重現(xiàn)性好和節(jié)省試劑等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在科研和生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。流動(dòng)注射分析技術(shù)運(yùn)用于水樣中 COD 值的測(cè)定，分析速度快，頻率高，進(jìn)樣量少，獲得結(jié)果與經(jīng)典的重鉻酸鉀法相對(duì)照，相關(guān)性良好，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。以 Ce（SO4）2為氧化劑的 FIA 方法進(jìn)行 COD 值測(cè)定。測(cè)定方法如下：按圖連接系統(tǒng)，啟動(dòng)儀器，待工作狀態(tài)穩(wěn)定后分別將一定流速的 H2SO4和水樣泵入管路，Ce（SO4）2通過(guò)進(jìn)樣閥注入體系。混合后依次經(jīng)過(guò)恒溫反應(yīng)盤管、冷卻盤管、檢測(cè)器，在 320nm 波長(zhǎng)處（Ce()在 320 nm 波長(zhǎng)處有最大吸收，且在試驗(yàn)條件下體系內(nèi)其它共存成分不干擾其測(cè)定）連續(xù)記錄吸光度值。4.3.5 其它方法測(cè)定 COD 值的方法還有許多，美國(guó) Rosemount DC-85A 總有機(jī)碳測(cè)定儀測(cè)定廢水 TOC與 COD 值的相關(guān)性，在一定條件下可從測(cè)得的 TOC 值推測(cè)出 COD 值。國(guó)內(nèi)也有研究利用測(cè)定 BOD 值，根據(jù) BOD 與 COD 的相關(guān)性推測(cè)出 COD 值。4.3.6 COD 排放總量在線監(jiān)測(cè)儀（COD 在線監(jiān)測(cè)儀等比例采樣器流量計(jì)）COD在線監(jiān)測(cè)儀、等比例采樣器與流量計(jì)組成一體，編制程序，使三者協(xié)調(diào)工作，監(jiān)測(cè)儀可直接顯示污水流量、COD濃度、排污總量，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)可隨時(shí)打印，測(cè)量間隔可調(diào)，由用戶選定。可與國(guó)家環(huán)境監(jiān)理信息系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。5 PH 計(jì)PH 計(jì)主要由 PH 電極和一次儀表組成，PH 電極有玻璃電極和其它固體電極，根據(jù)電極在溶液中形成的電極電位數(shù)，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)求相應(yīng) PH 值。玻璃電極測(cè)量 PH 值的范圍大，經(jīng)長(zhǎng)期在溶液中浸泡使用，易產(chǎn)生鈍化和漂移現(xiàn)象，要定期洗滌和用標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì) PH 計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)。由于探頭為玻璃制成，一般外加保護(hù)套，但還是易受廢水中雜物而損壞。固體電極一般 PH 值的測(cè)定范圍較窄，可針對(duì) PH 值范圍變化不大的廢水監(jiān)測(cè)，固體電極耐用，維護(hù)方便，不易損壞。可對(duì) PH 計(jì)的模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)輸入環(huán)境監(jiān)理適配器，進(jìn)入環(huán)境監(jiān)理信息系統(tǒng)。第三章 國(guó)內(nèi)廢水在線監(jiān)測(cè)儀器介紹1國(guó)內(nèi)廢水在線監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備國(guó)內(nèi)廢水在線監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)儀器已有很多廠家生產(chǎn)或與國(guó)外公司合作生產(chǎn)，國(guó)外產(chǎn)品在市場(chǎng)上也特別多，下面重點(diǎn)對(duì)使用各種原理測(cè)量方法且有代表性的 COD 在線監(jiān)測(cè)儀器等進(jìn)行介紹。TW6000 CODcr 水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀（光度法）適用范圍：TW-6000 型 CODcr 水質(zhì)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀適用于河流、湖泊、水庫(kù)等地表水和工業(yè)廢水、污水處理廠的水質(zhì)管理、排水處理工程的運(yùn)行管理等場(chǎng)合，能連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)水體中的 CODcr指標(biāo)，配合采樣系統(tǒng)能得到水樣的 COD的排放總量，并可將測(cè)量結(jié)果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、通訊線等方式傳送到指定位置。測(cè)量原理：在強(qiáng)酸溶液中，一定量的重鉻酸鉀氧化水樣中還原性物質(zhì)，在一定溫度下，Cr6+ 被水中還原性物質(zhì)還原為 Cr3+，在 590nm 波長(zhǎng)下，分光光度計(jì)連續(xù)測(cè)定 Cr3+的吸光度，其吸光度與試樣中還原物質(zhì)濃度成正比，通過(guò)預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量分析。儀器性能指標(biāo)：測(cè)量范圍：10-3500mg/l 測(cè)量準(zhǔn)確度：10% 測(cè)量重復(fù)性：5% 響應(yīng)時(shí)間：30min 測(cè)量周期：30mimT5999min 數(shù)據(jù)傳輸：RS232/RS485/Modem 儀器特點(diǎn)：采用進(jìn)口的電器零件和部件，確保儀器具有極強(qiáng)的可靠性。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，便于擴(kuò)充不同的測(cè)量單元；儀器設(shè)計(jì)為單元化操作，維修方便。先進(jìn)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)，可遠(yuǎn)程采集測(cè)量數(shù)據(jù)，修改測(cè)量周期等系統(tǒng)參數(shù)，并具有遠(yuǎn)程報(bào)警功能。采用氣動(dòng)傳輸計(jì)量系統(tǒng)，試劑計(jì)量更精確、效率更高，避免了傳統(tǒng)的蠕動(dòng)泵進(jìn)樣泵管易老化、壽命短的弱點(diǎn)。獨(dú)特的采樣結(jié)構(gòu)，解決了堵塞、滯后及代表性不強(qiáng)的弱點(diǎn)；采用等比例采樣，將流量參數(shù)與 COD 數(shù)據(jù)結(jié)合可得到 COD 的排放總量。完善的保護(hù)裝置超溫、漏液、缺液報(bào)警功能，確保儀器安全、正常的運(yùn)行；意外掉電數(shù)據(jù)和工作參數(shù)不會(huì)丟失，上電后儀器能自動(dòng)進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)。數(shù)據(jù)輸出：LED 液晶顯示器顯示，微型打印機(jī)打印輸出。采用了獨(dú)特的消解方法，保證了反應(yīng)的充分完全，并有效地避免了氯離子的干擾。與國(guó)標(biāo)(GB11914-85)的方法對(duì)比具有良好的一致性，具有省時(shí)、節(jié)約試劑、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。MHW-6CDA 型雙波長(zhǎng)水質(zhì) COD 在線檢測(cè)儀（雙波長(zhǎng)光度法）測(cè)量方法：紫外線可見(jiàn)雙波長(zhǎng)測(cè)定（UV254nm、VIS546nm）。利用最新的多變量函數(shù)擬合方法與優(yōu)化算法。獨(dú)創(chuàng)的 COD 擬合模型與濁度補(bǔ)償算法。特性：無(wú)需添加藥劑，無(wú)二次污染。故障率低、易維修、運(yùn)行成本低。全中文菜單，操作簡(jiǎn)單。可以實(shí)現(xiàn)快速測(cè)量、最小檢測(cè)周期 5 分鐘（包括取樣時(shí)間）。可靠的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要功能：快速測(cè)定 COD/BOD/TOC。連續(xù)在線監(jiān)測(cè)、自動(dòng)運(yùn)行、清洗、校正、記錄數(shù)據(jù)與打印。內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可保留 500 次測(cè)量值，可由 RS485 通訊口下載至上位機(jī)。可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。檢測(cè)周期在 5 分鐘6 小時(shí)以內(nèi)可連續(xù)設(shè)定。根據(jù)檢測(cè)周期自動(dòng)控制光源，有效延長(zhǎng)光源壽命。完備的自動(dòng)整機(jī)自檢、報(bào)警及保護(hù)功能。清洗液用盡提示，光源更換提示，系統(tǒng)錯(cuò)誤提示。技術(shù)參數(shù)：測(cè)量范圍：01000mg/L、0100mg/L。測(cè)量誤差：10%。重復(fù)誤差：2%。零點(diǎn)漂移：2%。LXWA-O 型 BOD/COD/TOC 水質(zhì)在線自動(dòng)分析儀(生物法)測(cè)量原理LXWA-O 型 BOD/COD/TOC 水質(zhì)在線自動(dòng)分析儀采用生物化學(xué)的方法，可以在很短的時(shí)間內(nèi)（一個(gè)測(cè)量周期為 1030 分鐘）測(cè)量出水樣的 BOD、COD、TOC 等參數(shù)。該 LXWA-O 分析儀在特殊的生物反應(yīng)器內(nèi)利用被測(cè)量水樣進(jìn)行生物基質(zhì)（細(xì)菌）的馴化培養(yǎng)，經(jīng)過(guò)馴化培養(yǎng)后的生物基質(zhì)對(duì)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解有機(jī)物。LXWA-O 分析儀的測(cè)量過(guò)程分為兩個(gè)步驟：在每一個(gè)測(cè)量周期的初始階段，首先用空氣泵對(duì)生物反應(yīng)器中的水樣進(jìn)行曝氣，使水樣的溶解氧濃度達(dá)到飽和，溶解氧探頭測(cè)量出溶解氧的濃度作為溶解氧的初始值；然后，停止曝氣，水樣連續(xù)進(jìn)入生物反應(yīng)器，生物反應(yīng)器中的生物基質(zhì)迅速分解進(jìn)入生物反應(yīng)器的水樣中的可生物降解有機(jī)物，并且消耗水樣中的氧，在測(cè)量周期結(jié)束時(shí)，再用溶解氧探頭對(duì)生物反應(yīng)器內(nèi)水樣的溶解氧含量進(jìn)行測(cè)量，記錄下溶解氧的濃度。LXWA-O 分析儀通過(guò)對(duì)生物反應(yīng)器內(nèi)水樣在一個(gè)測(cè)量周期內(nèi)溶解氧濃度的差值，計(jì)算出生物基質(zhì)的氧呼吸率 OUR（Oxygen Uptake Rate）。如果水樣中有機(jī)物濃度穩(wěn)定，水樣提供的營(yíng)養(yǎng)物和生物基質(zhì)消耗的營(yíng)養(yǎng)物達(dá)到平衡，生物反應(yīng)器內(nèi)生物基質(zhì)數(shù)量維持穩(wěn)定（新生的細(xì)菌數(shù)量和衰亡的細(xì)菌數(shù)量達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡），OUR 也就穩(wěn)定；如果水樣中有機(jī)物濃度增大，水樣提供的營(yíng)養(yǎng)物過(guò)剩，就會(huì)打破平衡，引起生物基質(zhì)的增殖，OUR就增大；如果水樣中有機(jī)物濃度減小，水樣提供的營(yíng)養(yǎng)物不足，也會(huì)打破這種平衡，引起生物基質(zhì)的減少，OUR就降低。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(shuō)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。LXWA-O 型 BOD/COD/TOC 水質(zhì)在線自動(dòng)分析儀再依據(jù)特定水樣中 RABOD 和 BOD、COD、TOC 等參數(shù)具有穩(wěn)定比率關(guān)系的特性，最終就可以計(jì)算出水樣中 BOD、COD、TOC的含量。主要功能快速測(cè)量（測(cè)量周期 1030 分鐘）可同時(shí)顯示 BOD、COD、TOC 等多項(xiàng)參數(shù)大屏幕液晶數(shù)據(jù)顯示，漢字菜單，帶背光薄臘按鍵操作，簡(jiǎn)單方便歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢，多達(dá) 2726