污水CODuv在線監(jiān)測儀
COD（有機(jī)物的化學(xué)需氧量的簡稱）是污水排放的重要監(jiān)測項(xiàng)目，也是國家頒布的“減排”和“總量控制”定量考核指標(biāo)，因此迫切需要優(yōu)質(zhì)、低價(jià)的在線監(jiān)測設(shè)備投入使用。以前的產(chǎn)品多是以重鉻酸鉀檢測法（簡稱CODcr）為依據(jù)設(shè)計(jì)制造的，該類產(chǎn)品在加熱消解過程中會(huì)產(chǎn)生較多的污染物危害環(huán)境，并且存在安全隱患；耗能耗時(shí)不是真正意義上的連續(xù)在線監(jiān)測設(shè)備；同時(shí)所需試劑種類繁多，腐蝕性，造成儀器結(jié)構(gòu)龐雜，故障率高，不易維護(hù)、價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)，嚴(yán)重地制約了市場需求。1995年美國水務(wù)聯(lián)合會(huì)（AWWA）等組織聯(lián)合提出了紫外吸收有機(jī)污染檢測法，而后日本研究發(fā)現(xiàn)某些水質(zhì)的COD值與其紫外吸收值存在相關(guān)性，提出用其紫外吸收值來代表其CODuv的方案，并推出了此類儀器（如HORIBA公司的OPSA－120）。該法屬于物理方法，故不需化學(xué)試劑，因此也不會(huì)產(chǎn)生污染物，而且結(jié)構(gòu)大為簡化，使前者的缺點(diǎn)得以克服。2005年國家環(huán)保總局將其列入標(biāo)準(zhǔn)方法（HJ/T191-2005），有力的推動(dòng)了儀器的生產(chǎn)和使用，目前已大量的出現(xiàn)在需要在線監(jiān)測的排污口旁。
一、 儀器的原理和總體設(shè)計(jì)
1、紫外光檢測區(qū)
污水中的有機(jī)、無機(jī)污染物在紫外光譜區(qū)（190-330nm）都存在吸收段，如圖一
所示在254nm前是有機(jī)、無機(jī)污染物的共存區(qū)，在254nm后，有機(jī)物有吸收區(qū)，無
機(jī)物無吸收區(qū)，因此CODuv在線監(jiān)測儀都選用254nm為檢測區(qū)。
污水中的有機(jī)物對紫外光的吸收符合朗伯一比耳定律：
A＝lg(λo/λx)＝Kcl
式中： A－吸光度
λo－單色光通過待測溶液前的強(qiáng)度
λx－單色光通過待測溶液后的強(qiáng)度
K－吸光系數(shù)
c－溶液中待測物質(zhì)的濃度
l－待測溶液的厚度
本儀器采用雙波長檢測方式，即254nm紫外光用來檢測樣品中的有機(jī)物含量；
① ② ③ ④ ⑤ ⑧ ⑦ ⑥ ⑨ ⑩
①光源?、谡{(diào)制器?、蹤z測液池?、芡哥R?、荽翱凇、薹止忡R
⑦254nm濾光片 ⑧紫外光電管?、?span lang="EN-US">564nm濾光片 ⑩可見光電管
圖二 光電檢測器示意圖
3、16位嵌入單片機(jī)顯控系統(tǒng)
本儀器采用了單片12位高速A/D轉(zhuǎn)換芯片，保證了逐點(diǎn)采樣的精確度，320×240圖型顯示器可動(dòng)態(tài)展示流程圖。豐富的人性化智能軟件，大大地減輕了用戶的負(fù)擔(dān),如出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)、溶液儲(chǔ)備的不足、清洗不*、零點(diǎn)超標(biāo)等可及時(shí)報(bào)警。本儀器采用連續(xù)和定時(shí)兩種在線監(jiān)測模式，連續(xù)監(jiān)測可獲得完整的數(shù)據(jù)鏈，也可防止“偷排”，但過多的數(shù)據(jù)也未必需要，而且造成資源浪費(fèi)和降低儀器使用壽命。本儀器設(shè)計(jì)的模糊定時(shí)監(jiān)測法，即每小時(shí)隨機(jī)抽查幾次可以很好的解決上述問題。
4、高標(biāo)準(zhǔn)的管路系統(tǒng)
圖三 CODuv在線檢測儀示意圖
二、 污水在線監(jiān)測的技術(shù)保障
1、自動(dòng)檢驗(yàn)和自動(dòng)標(biāo)定
水即便是經(jīng)過處理也存在造成儀器不正常的可能，如油污、殘?jiān)?、懸浮物、汽泡等。如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)，就會(huì)出現(xiàn)大量的無效數(shù)據(jù)，而且不可挽回。解決辦法只能是儀器經(jīng)常進(jìn)行自動(dòng)檢驗(yàn)，即每間隔一定時(shí)間（如1小時(shí)）向檢測池中注入標(biāo)準(zhǔn)液，然后對數(shù)值進(jìn)行判斷，如果與標(biāo)準(zhǔn)相差甚遠(yuǎn)，則證明儀器工作不正常，需要進(jìn)行修復(fù)。如自動(dòng)修復(fù)無效則報(bào)警進(jìn)行人工修復(fù)，本儀器有自動(dòng)檢驗(yàn)和自動(dòng)修復(fù)功能，也可通過遠(yuǎn)程遙控完成。儀器開始運(yùn)行和修復(fù)后重新開始時(shí)都需進(jìn)行標(biāo)定，水質(zhì)變化范圍較寬時(shí)（如100mg/L以上）應(yīng)進(jìn)行多點(diǎn)標(biāo)定保證精度。本儀器有單點(diǎn)和多點(diǎn)標(biāo)定功能（受保護(hù)），單點(diǎn)標(biāo)定用于自動(dòng)檢驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)液可循環(huán)使用，簡便快捷（參見圖四）
2、超聲波強(qiáng)力清洗鏡片和檢測池
檢測池和池內(nèi)鏡片與污水接觸是最容易被污染的部位，單靠清洗液沖洗和刮刷對
附著性物質(zhì)是不能湊效的，刮刷易劃傷鏡片同時(shí)刷子本身也無法清洗。超聲波具有的清洗能力，尤其是光學(xué)鏡片，即使油污也不在話下。如果出現(xiàn)更難處理的情況，本儀器的檢測池是開放式，人工清洗也很方便，從而不必再為鏡片污染而擔(dān)擾。
3、高濃度污水的自動(dòng)稀釋
CODuv所存在的不足之處是直接檢測范圍較窄，一般在200mg/L以下，所以高濃度污水必須經(jīng)過稀釋才能被準(zhǔn)確測定。有的產(chǎn)品自稱可測到幾百、幾千但沒有說明所采取的方法，只講“由被測污水而定”是含糊其詞的說法。本儀器其有自動(dòng)稀釋功能，因此高達(dá)1000mg/L左右的污水能夠給出精確的數(shù)據(jù)。
4、多功能的一體機(jī)設(shè)計(jì)
根據(jù)用戶的需求，本儀器可將環(huán)保重點(diǎn)監(jiān)測項(xiàng)目超聲波明渠流量計(jì)、pH值、對
濃度超標(biāo)的污水采樣保存（采樣器），以及遠(yuǎn)程通訊等功能集成在一部機(jī)內(nèi)，提供省空間、省經(jīng)費(fèi)、省維護(hù)的設(shè)計(jì)。
5、自診斷和自修復(fù)的流程圖
與標(biāo)準(zhǔn)值對照接近 自檢時(shí)間到或收到自檢命令 用超聲波對檢測池清洗 將標(biāo)準(zhǔn)溶液注入檢測池 讀取檢測數(shù)據(jù) 收回標(biāo)準(zhǔn)溶液 修復(fù)次數(shù)到否? 修復(fù)不成功 人工修復(fù) 報(bào)警停機(jī) 經(jīng)過修復(fù)嗎？ 修復(fù)成功 進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)定 恢復(fù)在線監(jiān)測 NO NO NO Yes Yes Yes
6、儀器的應(yīng)用
CODuv是參照經(jīng)典化學(xué)法CODcr提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的，只有達(dá)到一定的相關(guān)
性才能使用（通常要求相關(guān)系數(shù)大于0.7）?？傮w而言70%左右排污口均可采用該設(shè)備，但必須得到檢證后才能確定，這里提供了一些資料供用戶參考。
ｒ=0.977 ｎ=16 Υ=3.2+0.64x ｒ=0.930 ｎ=18 Υ=1.5+1.20x ｒ=0.881 ｎ=24 Υ=4.0+0.25x
鋼鐵工業(yè) |
化學(xué)工業(yè) |
污水處理廠 |
四、儀器的技術(shù)指標(biāo)
測量目標(biāo)：污水中的有機(jī)物質(zhì)（COD）
原 理：紫外光吸收法
光 源：儀用氘燈
探測器：紫外光管（德國）
測量波長：紫外光：254nm
可見光：546nm
范 圍：0-1000mg/L（鄰苯二鉀酸氫鉀）
0-2.0Abs（相當(dāng)于一個(gè)單元長度
再現(xiàn)性：≤±2%Fs
零位飄移：≤±2%Fs（24H）
量程飄移：≤±2%Fs（24H）
測量周期：連續(xù)最短120S
定時(shí)0.1-1H
自動(dòng)清洗時(shí)間：超聲波2min
自動(dòng)標(biāo)定時(shí)間：每次約2min
自動(dòng)稀釋時(shí)間：每次約2min
MTBF(*)：720H/次
輸出信號：4-20mA
232接口
通訊網(wǎng)絡(luò)：GPRS
功 能：220V 50W
待機(jī)10W
環(huán)境溫度：0
