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Technical articles本法不同於(yu) 傳(chuan) 統的CODCr化學測量法,毋須像濕法那樣先反應後測量,而是直接測量汙水吸光度並將其轉化為(wei) CODCr值,具有快速、準確、故障低、運行費用低等優(you) 點。
1、係統簡介
幹法汙水COD在線監測係統由以下幾個(ge) 單元組成:采水單元,清洗單元,UV-VIS測量單元,控製與(yu) 數據處理單元。各單元相對獨立,又在計算機統調下協同動作,共同完成測汙任務。(見圖1)
圖1 幹法汙水COD在線監測係統框圖
2、UV—VIS法測量COD的原理
本法測量原理如圖2所示
圖2. UV—VIS法測量CODcr原理圖
由光源(氙燈)發出的連續光1投射到盛有水樣的流動池2上,經水樣吸收後,出射光1´投射到半透鏡3上,之後分成2路,一路透過3後,經紫外濾光片4,照射在檢測器5上,轉化為(wei) 電信號;一路由3反射後,經濾光片6,照射在檢測器7上,轉化為(wei) 電信號。將二路電信號進行調製比較放大後,獲得水樣吸光度A。在適宜濃度範圍內(nei) ,根據比爾定律,水樣中有機物的濃度C與(yu) 吸光度A成正比
C=K1A (1)
另一方麵,CODCr與(yu) 水樣中有機物濃度成比例
CODCr=K2C (2)
合並二式可得
CODCr=KA (3)
式中K為(wei) 比例係數,(3)式表明,水樣的化學需氧量CODCr與(yu) 吸光度A成比例。通過測定吸光度A,即可算出CODCr值,對固定的光學係統而言,測量已知CODCr標準值試樣的吸光度,即可算出K值。當濃度範圍比較寬時,在高濃度部分可能不遵從(cong) 比爾定律,故要進行多項式校準,即:
Y=ax+bx2+cx3 (4)
對工業(ye) 汙染源而言,一但產(chan) 品定型,工藝定型,其排放廢水的有機物組成也就定了,變的隻是CODCr值,這為(wei) 本法的應用開辟了廣闊的天地,關(guan) 鍵在於(yu) 對實際水樣進行校準,通常采用標準方法測定實際水樣CODCr值,並在本係統上測出A值,按CODCr=KA即可算出K值,一但產(chan) 品發生變化,工藝路線發生變化,其排水的有機物組成會(hui) 隨之而變,此時需重新確定實際水樣的K值。
還需指出的是
1)本法適用於(yu) 含芳香烴,不飽和烴等有機汙染物的汙水測定。
2)本法不適用於(yu) 無機汙水CODCr測定,也不適於(yu) 隻含飽和烴的CODCr測定。
3、係統的技術特點
1)快速測定
本係統對汙水的測量周期為(wei) 1分鍾,可以實現連續自動測量,能夠滿足汙水排放標準關(guan) 於(yu) 實時濃度監測的要求,繪製出反映排放狀況的排汙曲線。這是非常重要的,無論是工藝控製,汙水處理過程監控,乃至環境執法均要求測量周期盡可能短。測量周期若長,就可能會(hui) 丟(diu) 掉重要數據(如超標數據),更不可能實現汙水處理過程的監控。濕法儀(yi) 器的大問題在於(yu) 其測量周期太長,一般均≥15分鍾,而不能實時監測濃度變化,不能滿足汙水綜合排放標準要求。
2)采用UV—VIS法測量,可有效消除基體(ti) 幹擾
本法采用雙波長測量,樣後分光後,光束分成二路,一路選用UV作測量波長,一路選用VIS作補償(chang) 光路。由於(yu) 樣品分光後,二路光可以相互補償(chang) ,因而對於(yu) 由色度、濁度引起的基體(ti) 效應,本係統將能有效地消除。這點非常重要,許多CODCr自動分析儀(yi) 及進口的UV儀(yi) 器,原則上均不能解決(jue) 基體(ti) 幹擾問題,也會(hui) 直接影響到測試準確性。
3)集成度高
本係統是一個(ge) 完整的測汙係統,集成度非常高,因而能在計算機控製下,實時完成測汙任務。國產(chan) 濕法CODCr在線儀(yi) 器及進口UV在線COD監測儀(yi) ,嚴(yan) 格說來隻是一台自動分析儀(yi) ,並未形成一個(ge) 完整的係統,實質上就是這些儀(yi) 器對汙水監測的複雜性考慮不夠,比如其清洗部分 就異常地簡單。當然濕法儀(yi) 器尚存在多岐管路,根本上難於(yu) 清洗,也是其故障率高的原因。
4)數據存儲(chu) 能力
對在線監控而言,數據儲(chu) 存存能力極為(wei) 重要。無論是國產(chan) 濕法儀(yi) 器還是進口UVCOD在線儀(yi) 器,它們(men) 或者不具備數據存儲(chu) 能力,或者數據存儲(chu) 能力極低(小於(yu) 3個(ge) 月)。本係統能儲(chu) 存一年曆史數據,具有數據安全性好的特點。在信息技術高度發展的今天,入網的計算機有可能因攻擊而丟(diu) 失數據,也有可能因電能超限或停電而丟(diu) 失數據。然而這些問題均不至於(yu) 影響本係統數據的丟(diu) 失,具有數據安全性好的優(you) 勢。無論是對環境執法人員還是用戶,也都需要數據安全性好的在線監測儀(yi) 器。
4、技術性能指標對比
1)本係統與(yu) 濕法CODcr在線監測儀(yi) 技術性能指標對比(見表1)
表1 技術性能指標對比
參數 | 濕法儀(yi) 器 | 本係統 |
測量周期 | ≥15分鍾 | 1分鍾,可任意設定 |
測量範圍 | 0-1000mg/L | 0-15000 mg/L |
零點漂移 | ≤±15% FS | ≤±2% FS |
量程漂移 | ≤±15% FS | ≤±2% FS |
重現性 | ≤±15% FS | ≤±2% FS |
準確度 | ≤±15% | ≤±10% |
故障率 | 高,經常維護 | 低 |
數據撲捉率 | ≤50% | ≥85% |
運行費用 | ≥2萬(wan) 元/年 | 極低,≤5千元/年 |
2)本係統與(yu) 進口UVCOD在線監測儀(yi) 技術性能指標對比(見表2)
表12 技術性能指標對比
參數 | 進口UVCOD在線監測儀(yi) | 幹法汙水COD在線監測係統 |
測量周期 | 1分鍾,可任意設定 | 1分鍾,可任意設定 |
係統成套性 | 隻是一台監測儀(yi) | 好 |
采水單元 | 無 | 雙泵采水單元 |
清洗單元 | 薄弱 | 清洗能力強 |
數據存儲(chu) 能力 | 差 | 能存儲(chu) 一年曆史數據 |
零漂 | ≤±2% FS | ≤±2% FS |
量程漂移 | ≤±2% FS | ≤±2% FS |
重現性 | ≤±2% FS | ≤±2% FS |
準確度 | ≤±15% | ≤±10% |
故障率 | 高 | 低 |
數據捕捉率 | ≤60% | ≥85% |
運行費用 | ≥1萬(wan) 元/年 | ≤5千元/年
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