科技园地 臻 ０ ｎ 智能组件模块化ＣＯＤｃｒ在线监测仪重复性的研究 广州市污水治理有限责任公司陈春茂 广州市市政集团有限公司市政工程技术研究院刘添俊 广 州 市怡文科技有限公司肖 巍 摘 要阐述了ＣＯＤｃｒ在线监测仪的方法原理和单元构造，描述了该仪器基于智能组件库技术 的消解模块和滴定模块。并通过实验研究其重复性，分别对含ＣＯＤ １００、５００、１ ５００和５ ０００ ｍｇ／Ｌ 的标液进行分批多次测量，分析数据得出该仪器的重复性符合标准。 关键词：ＣＯＤ 在线监测重复性 １ 概述 ｃＯＤ （Ｄ ／￡）： ：！ 二 一 化学需氧量（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｍａｎｄ，简 式中：Ｃ－＿一硫酸亚铁铵标准溶液的浓度，ｍｏｌ／Ｌ； 称ＣＯＤ ）是指在一定条件下，水体被强氧化剂重 ——空白实验所消耗的硫酸亚铁铵标准 铬酸钾氧化的还原性物质所消耗重铬酸钾相对应 溶液的体积，ｍＬ； 的氧的质量浓度，以氧的ｍｇ／Ｌ来表示。化学需 ——试料实验所消耗的硫酸亚铁铵标准 氧量是反映水体受还原性物质污染的程度。水中 溶液的体积，ｍＬ； 还原性物质包括有机物、亚盐、亚铁盐、硫 ——试料的体积，ｍＬ； 化物等。水被有机物污染很普遍，因此，化学需 ８ ０００——１／４ Ｏ，的摩尔质量，以ｍｇ／Ｌ为 氧量也是有机物相对含量的重要指标之一＿１ ］。 单位的换算值。 重点污染源ＣＯＤ在线自动监测系统是一个 根据以上原理，仪器的基本操作分为如下步 集成了自动监控仪器技术、计算机技术和网络通 骤： 信技术的综合系统。该系统能够对排污企业的废 ２．１硫酸亚铁铵标定 水排放量、ＣＯＤ排放浓度及总排放量等指标实现 仪器在设定阶段要进行硫酸亚铁铵标定，即 连续自动监测，并将监测到的数据自动远程传输 用已知浓度的重铬酸钾溶液标定硫酸亚铁铵滴定 至各级管理部门，以供分析处理 Ｊ。 液，由仪器自动求解上式中的ｃ，并将结果作为 该实验通过对含ＣＯＤ １００ ｍｇ／Ｌ、５００ ｍｇ／Ｌ、 常数保存以备实际测定时使用。对硫酸亚铁铵滴 １ ５００ ｍｇ／Ｌ和５ ０００ ｍｇ／Ｌ的标液进行分批多次测 定液的标定，仪器每天可自动执行一次，保证所 量分析，针对仪器的重复性进行研究。 用的浓度值正确。 ２工作原理 ２．２ 空白标定 仪器在设定阶段进行空白标定。在重铬酸钾 ＣＯＤ 在线自动监测仪采用硫酸亚铁铵滴定 浓度一定的条件下，用蒸馏水代替水样进行测 未被还原的重铬酸钾，用双铂电极电位法指示滴 定，由仪器自动求解上式中的 并将结果作为常 定终点。由消耗的硫酸亚铁铵的量折算成消耗氧 数保存以备实际测定时使用。该仪器一经空白标 的质量浓度来得到试样的ＣＯＤ 值。其检测方法 定，则无需每次测定时都进行标定，只在更换试 符合ＧＢ１１９１４—８９《水质化学需氧量的测定重铬 剂或蒸馏水时需要重新标定。 酸盐法》。 ２＿３水样ＣＯＤ测定 水样以重铬酸钾为氧化剂，以硫酸银为催化 即求解 并根据公式计算ＣＯＤ的过程。 剂，以硫酸汞为去干扰剂，在强硫酸介质中消解 由于该仪器采用双铂电极电位法指示滴定终 杯回流氧化后，以硫酸亚铁铵为滴定液，滴定水 点，因此，与采用光度法测量的其他仪器相比， 样中未被还原的过量重铬酸钾，由消耗的硫酸亚 该仪器的水质适应性强，适合于各种污水，并且 铁铵的量换算成消耗氧的质量浓度。 水质颜色、悬浮物等对ＣＯＤ值检测结果无影响。 ４６ ３智能组件库模块 该仪器采用模块化技术。仪器的模块化保证 了用户可以根据现场的水质特点、检测精度和成 本要求，通过对预处理、消解、测定原理的科学 组合，定制性价比最高的水质在线检测仪器。仪 器的各模块具有的控制（内嵌有微处理器） 和驱动单元，负责控制模块级的复杂操作。各子 模块通过总线方式与仪器主控模块进行通讯，这 样，模块级的复杂操作将被从主控流程中分离出 来，从而控制通讯上保证仪器的模块化。除了可 实现复杂的流程操作外，模块还具有自动报错、 智能诊断功能，并且具有较高的扩展性、兼容性 和可靠性。 ３．１ 高温高压消解模块描述 高温高压消解模块，包括消解池、压紧固定 机构、过温保护器件和温度传感器，见图１。 创新点为实现高温高压消解，消解装置耐腐 蚀，可适用于多种试剂；消解池采用组合式高压 电磁阀压紧固定机构控制消解池内的密闭状态和 压力范围，可靠性高，并且有过压保护功能。 ３ ２电位滴定模块描述 该模块由框架、电路板、搅拌及光电检测部 分组成，见图２。 创新点为内含搅拌装置，实现了对不同密度 液体的均匀搅拌，测定速度快，精度高；系统整 体可靠性强，外形整洁美观。 图１高温高压消解模块实体图 图２滴定模块实体图 ４实验数据分析 使用该仪器针对不同浓度的标液进行测定， 验证其稳定性及重复性。我们分别对含ＣＯＤ１００ ｍｇ／Ｌ、５００ ｍｇ／Ｌ、１ ５００ ｍｇ／Ｌ和５ ０００ ｍｇ／Ｌ的标 液进行分批多次测量，数据整理见表１。 该实验中ＣＯＤ最高值测到５ ０００ ｍｇ／Ｌ，一般 水样中是没有这么高值的，但是考虑到在“三同 时”验收监测时，要测污水处理设施的ＣＯＤ去除 率，有的进口处ＣＯＤ值非常高（如垃圾淋滤液、 大型炼油厂等）。 ｍｇ／Ｌ 表１ 不同浓度标液测量值 得到的数据通过对比分析，计算其平均值、 标准偏差、相对标准偏差等数据，来讨论仪器的 精确度及误差。具体计算结果见表２。 公用 眷４７ ｔ Ｄ４ ２５ 科技园地 表２不同浓度标液重复性 同时，通过作阁比埘氨氮测定结果，结果见 【 ３、 ６ ０００ ６ ０００ ５ ０００ ４、 ５。 —呈９ ４ ０００ ３ ０００ ５ ０００ 皇９ ４ ０００ ．凸 ３ ０００ ２ ０００ １ ０００ Ｏ Ｏ １ 一宕２ ０００ １ ０００ ０ ２Ｏ ３Ｏ ４０ ５ ９ １３ １７ ２１ ２５ ２９ 测定值次数 标准值次数 测定值次数 标准值次数 图３ ＣＯＤ测定数值分布图（１） １ ８００ １ ６００ １ ４００ 图５ Ｃ０Ｄ测定数值分布图（３） 面１ ２００ ０ １ ０００ ８００ ６００ 的ＣＯＤ 标样时槲对标准偏差都在５％以内；在 测定１００ｍｇ／Ｌ标样时误差小于１ ０％，符合同家 标准。 参考文献 ［１］谢删．跋水ｒｆ ｊＣＯＤ快迎分析方 的研究（Ｊ）．环境ｌ ，４００ ２００ ２００４，１３（５）：３７．４１． ［２］畅晓珊．雨铬酸钾法快迷检测ＣＯＤ（Ｊ）． 南环境科 技，２００６，１７（１）：６１．６３． ［３］姚淑华，石ｒ ｌ瘫，宋守志，等．川ＭｎＳＯ 作 化刑测定 废水ＣＯＤ（Ｊ）．环境上 ，２００３，２１（５）：５４．５６． ［４］ 建升，郭 风， 振川，等．ｎ丁政污水ＴＯＣ ＬｊＣＯＤ 卡ｌ｝ｊ天性（Ｊ）．城Ｉ 环境 城ｌ 态，２００３，ｌ６（６）：１０７． 】Ｏ８． 从…Ｉ 述实验数据及对比 表可以看出，智能组 件模块技术ＣＯＤ。 检测仪 测定１Ｏ０～５ Ｏ００ｍｇ／Ｌ （收稿¨期：２Ｏｌ０—１１—１５） ４８
