污水CODuv在線監(jiān)測儀

  COD（有機物的化學需氧量的簡稱）是污水排放的重要監(jiān)測項目，也是國家頒布的“減排”和“總量控制”定量考核指標，因此迫切需要優(yōu)質(zhì)、低價的在線監(jiān)測設備投入使用。以前的產(chǎn)品多是以重鉻酸鉀檢測法（簡稱CODcr）為依據(jù)設計制造的，該類產(chǎn)品在加熱消解過程中會產(chǎn)生較多的污染物危害環(huán)境，并且存在安全隱患；耗能耗時不是真正意義上的連續(xù)在線監(jiān)測設備；同時所需試劑種類繁多，腐蝕性，造成儀器結(jié)構龐雜，故障率高，不易維護、價格昂貴等缺點，嚴重地制約了市場需求。1995年美國水務聯(lián)合會（AWWA）等組織聯(lián)合提出了紫外吸收有機污染檢測法，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，故不需化學試劑，因此也不會產(chǎn)生污染物，而且結(jié)構大為簡化，使前者的缺點得以克服。2005年國家環(huán)保總局將其列入標準方法（HJ/T191-2005），有力的推動了儀器的生產(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計

1、紫外光檢測區(qū)

污水中的有機、無機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、無機污染物的共存區(qū)，在254nm后，有機物有吸收區(qū)，無

機物無吸收區(qū)，因此CODuv在線監(jiān)測儀都選用254nm為檢測區(qū)。

 2、光電檢測系統(tǒng)

污水中的有機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度

　　　 λx－單色光通過待測溶液后的強度

        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物含量；

①光源　②調(diào)制器?、蹤z測液池　④透鏡?、荽翱凇、薹止忡R

⑦254nm濾光片?、嘧贤夤怆姽堋、?span lang="EN-US">564nm濾光片?、饪梢姽怆姽?span lang="EN-US">

                        圖二 光電檢測器示意圖

3、16位嵌入單片機顯控系統(tǒng)

本儀器采用了單片12位高速A/D轉(zhuǎn)換芯片，保證了逐點采樣的精確度，320×240圖型顯示器可動態(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擔,如出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)、溶液儲備的不足、清洗不*、零點超標等可及時報警。本儀器采用連續(xù)和定時兩種在線監(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，而且造成資源浪費和降低儀器使用壽命。本儀器設計的模糊定時監(jiān)測法，即每小時隨機抽查幾次可以很好的解決上述問題。

4、高標準的管路系統(tǒng)

管路系統(tǒng)的功能是將樣品（污水）、標準溶液和清洗液等按預定程序輸送到位置。污水的成份和混合物非常復雜，經(jīng)常給儀器造成損害，因此管路所使用的器材要求高標準。首先是耐腐蝕，再則防堵塞，所有管路通徑應在6mm以上。本儀器采用的進口蠕動泵和泵管符合上述要求，并配以夠用十年的泵管。其無活塞不會產(chǎn)生堵塞泄漏，正向轉(zhuǎn)動取樣，反向轉(zhuǎn)動反沖一泵兩用降低成本。陶瓷芯的多通道閥其耐腐蝕性達到了極限。檢測池內(nèi)壁噴涂特氟隆可耐強酸、強堿，不沾污垢易清洗。以上總體設計保證了可靠性和嚴密性（參見圖三）。  

   圖三  CODuv在線檢測儀示意圖

二、      污水在線監(jiān)測的技術保障

1、自動檢驗和自動標定

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、殘渣、懸浮物、汽泡等。如果不能及時發(fā)現(xiàn)和修復，就會出現(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)常進行自動檢驗，即每間隔一定時間（如1小時）向檢測池中注入標準液，然后對數(shù)值進行判斷，如果與標準相差甚遠，則證明儀器工作不正常，需要進行修復。如自動修復無效則報警進行人工修復，本儀器有自動檢驗和自動修復功能，也可通過遠程遙控完成。儀器開始運行和修復后重新開始時都需進行標定，水質(zhì)變化范圍較寬時（如100mg/L以上）應進行多點標定保證精度。本儀器有單點和多點標定功能（受保護），單點標定用于自動檢驗，標準液可循環(huán)使用，簡便快捷（參見圖四）

圖四 多點標定光電檢測器示意圖

2、超聲波強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刷子本身也無法清洗。超聲波具有的清洗能力，尤其是光學鏡片，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擾。

3、高濃度污水的自動稀釋

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。本儀器其有自動稀釋功能，因此高達1000mg/L左右的污水能夠給出精確的數(shù)據(jù)。

4、多功能的一體機設計

根據(jù)用戶的需求，本儀器可將環(huán)保重點監(jiān)測項目超聲波明渠流量計、pH值、對

濃度超標的污水采樣保存（采樣器），以及遠程通訊等功能集成在一部機內(nèi)，提供省空間、省經(jīng)費、省維護的設計。

5、自診斷和自修復的流程圖

6、儀器的應用

CODuv是參照經(jīng)典化學法CODcr提供的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換的，只有達到一定的相關

性才能使用（通常要求相關系數(shù)大于0.7）?？傮w而言70%左右排污口均可采用該設備，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。

四、儀器的技術指標

測量目標：污水中的有機物質(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（相當于一個單元長度10mm）

　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0.1-1H

自動清洗時間：超聲波2min

自動標定時間：每次約2min

自動稀釋時間：每次約2min

MTBF(*)：720H/次

輸出信號：4-20mA

          232接口

通訊網(wǎng)絡：GPRS

　功　能：220V　50W

　　　　　待機10W

環(huán)境溫度：0-40℃