技術文章
Technical articles本法不同于傳統(tǒng)的CODCr化學測量法,毋須像濕法那樣先反應后測量,而是直接測量污水吸光度并將其轉(zhuǎn)化為CODCr值,具有快速、準確、故障低、運行費用低等優(yōu)點。
1、系統(tǒng)簡介
干法污水COD在線監(jiān)測系統(tǒng)由以下幾個單元組成:采水單元,清洗單元,UV-VIS測量單元,控制與數(shù)據(jù)處理單元。各單元相對獨立,又在計算機統(tǒng)調(diào)下協(xié)同動作,共同完成測污任務。(見圖1)
圖1 干法污水COD在線監(jiān)測系統(tǒng)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(fā)出的連續(xù)光1投射到盛有水樣的流動池2上,經(jīng)水樣吸收后,出射光1´投射到半透鏡3上,之后分成2路,一路透過3后,經(jīng)紫外濾光片4,照射在檢測器5上,轉(zhuǎn)化為電信號;一路由3反射后,經(jīng)濾光片6,照射在檢測器7上,轉(zhuǎn)化為電信號。將二路電信號進行調(diào)制比較放大后,獲得水樣吸光度A。在適宜濃度范圍內(nèi),根據(jù)比爾定律,水樣中有機物的濃度C與吸光度A成正比
C=K1A (1)
另一方面,CODCr與水樣中有機物濃度成比例
CODCr=K2C (2)
合并二式可得
CODCr=KA (3)
式中K為比例系數(shù),(3)式表明,水樣的化學需氧量CODCr與吸光度A成比例。通過測定吸光度A,即可算出CODCr值,對固定的光學系統(tǒng)而言,測量已知CODCr標準值試樣的吸光度,即可算出K值。當濃度范圍比較寬時,在高濃度部分可能不遵從比爾定律,故要進行多項式校準,即:
Y=ax+bx2+cx3 (4)
對工業(yè)污染源而言,一但產(chǎn)品定型,工藝定型,其排放廢水的有機物組成也就定了,變的只是CODCr值,這為本法的應用開辟了廣闊的天地,關鍵在于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,并在本系統(tǒng)上測出A值,按CODCr=KA即可算出K值,一但產(chǎn)品發(fā)生變化,工藝路線發(fā)生變化,其排水的有機物組成會隨之而變,此時需重新確定實際水樣的K值。
還需指出的是
1)本法適用于含芳香烴,不飽和烴等有機污染物的污水測定。
2)本法不適用于無機污水CODCr測定,也不適于只含飽和烴的CODCr測定。
3、系統(tǒng)的技術特點
1)快速測定
本系統(tǒng)對污水的測量周期為1分鐘,可以實現(xiàn)連續(xù)自動測量,能夠滿足污水排放標準關于實時濃度監(jiān)測的要求,繪制出反映排放狀況的排污曲線。這是非常重要的,無論是工藝控制,污水處理過程監(jiān)控,乃至環(huán)境執(zhí)法均要求測量周期盡可能短。測量周期若長,就可能會丟掉重要數(shù)據(jù)(如超標數(shù)據(jù)),更不可能實現(xiàn)污水處理過程的監(jiān)控。濕法儀器的大問題在于其測量周期太長,一般均≥15分鐘,而不能實時監(jiān)測濃度變化,不能滿足污水綜合排放標準要求。
2)采用UV—VIS法測量,可有效消除基體干擾
本法采用雙波長測量,樣后分光后,光束分成二路,一路選用UV作測量波長,一路選用VIS作補償光路。由于樣品分光后,二路光可以相互補償,因而對于由色度、濁度引起的基體效應,本系統(tǒng)將能有效地消除。這點非常重要,許多CODCr自動分析儀及進口的UV儀器,原則上均不能解決基體干擾問題,也會直接影響到測試準確性。
3)集成度高
本系統(tǒng)是一個完整的測污系統(tǒng),集成度非常高,因而能在計算機控制下,實時完成測污任務。國產(chǎn)濕法CODCr在線儀器及進口UV在線COD監(jiān)測儀,嚴格說來只是一臺自動分析儀,并未形成一個完整的系統(tǒng),實質(zhì)上就是這些儀器對污水監(jiān)測的復雜性考慮不夠,比如其清洗部分 就異常地簡單。當然濕法儀器尚存在多岐管路,根本上難于清洗,也是其故障率高的原因。
4)數(shù)據(jù)存儲能力
對在線監(jiān)控而言,數(shù)據(jù)儲存存能力極為重要。無論是國產(chǎn)濕法儀器還是進口UVCOD在線儀器,它們或者不具備數(shù)據(jù)存儲能力,或者數(shù)據(jù)存儲能力極低(小于3個月)。本系統(tǒng)能儲存一年歷史數(shù)據(jù),具有數(shù)據(jù)安全性好的特點。在信息技術高度發(fā)展的今天,入網(wǎng)的計算機有可能因攻擊而丟失數(shù)據(jù),也有可能因電能超限或停電而丟失數(shù)據(jù)。然而這些問題均不至于影響本系統(tǒng)數(shù)據(jù)的丟失,具有數(shù)據(jù)安全性好的優(yōu)勢。無論是對環(huán)境執(zhí)法人員還是用戶,也都需要數(shù)據(jù)安全性好的在線監(jiān)測儀器。
4、技術性能指標對比
1)本系統(tǒng)與濕法CODcr在線監(jiān)測儀技術性能指標對比(見表1)
表1 技術性能指標對比
參數(shù) | 濕法儀器 | 本系統(tǒng) |
測量周期 | ≥15分鐘 | 1分鐘,可任意設定 |
測量范圍 | 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(xiàn)性 | ≤±15% FS | ≤±2% FS |
準確度 | ≤±15% | ≤±10% |
故障率 | 高,經(jīng)常維護 | 低 |
數(shù)據(jù)撲捉率 | ≤50% | ≥85% |
運行費用 | ≥2萬元/年 | 極低,≤5千元/年 |
2)本系統(tǒng)與進口UVCOD在線監(jiān)測儀技術性能指標對比(見表2)
表12 技術性能指標對比
參數(shù) | 進口UVCOD在線監(jiān)測儀 | 干法污水COD在線監(jiān)測系統(tǒng) |
測量周期 | 1分鐘,可任意設定 | 1分鐘,可任意設定 |
系統(tǒng)成套性 | 只是一臺監(jiān)測儀 | 好 |
采水單元 | 無 | 雙泵采水單元 |
清洗單元 | 薄弱 | 清洗能力強 |
數(shù)據(jù)存儲能力 | 差 | 能存儲一年歷史數(shù)據(jù) |
零漂 | ≤±2% FS | ≤±2% FS |
量程漂移 | ≤±2% FS | ≤±2% FS |
重現(xiàn)性 | ≤±2% FS | ≤±2% FS |
準確度 | ≤±15% | ≤±10% |
故障率 | 高 | 低 |
數(shù)據(jù)捕捉率 | ≤60% | ≥85% |
運行費用 | ≥1萬元/年 | ≤5千元/年
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