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