污水CODuv在線監(jiān)測(cè)儀

  COD（有機(jī)物的化學(xué)需氧量的簡(jiǎn)稱(chēng)）是污水排放的重要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，也是國(guó)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(cè)設(shè)備投入使用。以前的產(chǎn)品多是以重鉻酸鉀檢測(cè)法（簡(jiǎn)稱(chēng)CODcr）為依據(jù)設(shè)計(jì)制造的，該類(lèi)產(chǎn)品在加熱消解過(guò)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(cè)設(shè)備；同時(shí)所需試劑種類(lèi)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(chǎng)需求。1995年美國(guó)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(cè)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(lái)代表其CODuv的方案，并推出了此類(lèi)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(jiǎn)化，使前者的缺點(diǎn)得以克服。2005年國(guó)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(cè)的排污口旁。

一、      儀器的原理和總體設(shè)計(jì)

1、紫外光檢測(cè)區(qū)

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

機(jī)物無(wú)吸收區(qū)，因此CODuv在線監(jiān)測(cè)儀都選用254nm為檢測(cè)區(qū)。

 2、光電檢測(cè)系統(tǒng)

污水中的有機(jī)物對(duì)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(guò)待測(cè)溶液前的強(qiáng)度

　　　 λx－單色光通過(guò)待測(cè)溶液后的強(qiáng)度

        K－吸光系數(shù)

        c－溶液中待測(cè)物質(zhì)的濃度

        l－待測(cè)溶液的厚度

本儀器采用雙波長(zhǎng)檢測(cè)方式，即254nm紫外光用來(lái)檢測(cè)樣品中的有機(jī)物含量；

①光源　②調(diào)制器?、蹤z測(cè)液池?、芡哥R?、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?jiàn)光電管

                        圖二 光電檢測(cè)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(cè)模式，連續(xù)監(jiān)測(cè)可獲得完整的數(shù)據(jù)鏈，也可防止“偷排”，但過(guò)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(cè)法，即每小時(shí)隨機(jī)抽查幾次可以很好的解決上述問(wèn)題。

4、高標(biāo)準(zhǔn)的管路系統(tǒng)

管路系統(tǒng)的功能是將樣品（污水）、標(biāo)準(zhǔn)溶液和清洗液等按預(yù)定程序輸送到位置。污水的成份和混合物非常復(fù)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(biāo)準(zhǔn)。首先是耐腐蝕，再則防堵塞，所有管路通徑應(yīng)在6mm以上。本儀器采用的進(jìn)口蠕動(dòng)泵和泵管符合上述要求，并配以夠用十年的泵管。其無(wú)活塞不會(huì)產(chǎn)生堵塞泄漏，正向轉(zhuǎn)動(dòng)取樣，反向轉(zhuǎn)動(dòng)反沖一泵兩用降低成本。陶瓷芯的多通道閥其耐腐蝕性達(dá)到了極限。檢測(cè)池內(nèi)壁噴涂特氟隆可耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，不沾污垢易清洗。以上總體設(shè)計(jì)保證了可靠性和嚴(yán)密性（參見(jiàn)圖三）。  

   圖三  CODuv在線檢測(cè)儀示意圖

二、      污水在線監(jiān)測(cè)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(guò)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(wú)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(cè)池中注入標(biāo)準(zhǔn)液，然后對(duì)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(wú)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(guò)遠(yuǎn)程遙控完成。儀器開(kāi)始運(yùn)行和修復(fù)后重新開(kāi)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(jiǎn)便快捷（參見(jiàn)圖四）

圖四 多點(diǎn)標(biāo)定光電檢測(cè)器示意圖

2、超聲波強(qiáng)力清洗鏡片和檢測(cè)池

檢測(cè)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(duì)

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(wú)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(cè)池是開(kāi)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(cè)范圍較窄，一般在200mg/L以下，所以高濃度污水必須經(jīng)過(guò)稀釋才能被準(zhǔn)確測(cè)定。有的產(chǎn)品自稱(chēng)可測(cè)到幾百、幾千但沒(méi)有說(shuō)明所采取的方法，只講“由被測(cè)污水而定”是含糊其詞的說(shuō)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(cè)項(xiàng)目超聲波明渠流量計(jì)、pH值、對(duì)

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

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。

四、儀器的技術(shù)指標(biāo)

測(cè)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(cè)器：紫外光管（德國(guó)）

測(cè)量波長(zhǎng)：紫外光：254nm

          可見(jiàn)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(zhǎng)度10mm）

　再現(xiàn)性：≤±2%Fs

零位飄移：≤±2%Fs（24H）

量程飄移：≤±2%Fs（24H）

測(cè)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(hào)：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：0-40℃