一種水質(zhì)COD在線檢測(cè)裝置

管宏云

（如東縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站江蘇如東226400）

一種水質(zhì)COD在線檢測(cè)裝置

管宏云

（如東縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站江蘇如東226400）

本文首先介紹了我國(guó)的水資源情況以及水質(zhì)COD在線的意義，在其基礎(chǔ)上介紹了水質(zhì)COD在線檢測(cè)的最常見(jiàn)分析方法，并研究開(kāi)發(fā)了一套基于臭氧紫外協(xié)同作用消解水樣，利用多個(gè)傳感器信息融合來(lái)測(cè)定水體化學(xué)需氧量的裝置，通過(guò)研究比對(duì)證明了臭氧紫外協(xié)同氧化技術(shù)具有更強(qiáng)的氧化性，反應(yīng)條件溫和容易控制，氧化速率快，可以滿足各種水質(zhì)的檢測(cè)要求。

水質(zhì)COD；在線檢測(cè)裝置；臭氧紫外

1背景

水資源是自然界中不可或缺的重要組成部分，是人類(lèi)賴(lài)以生存以及生命活動(dòng)的重要基礎(chǔ)，同時(shí)，我國(guó)也是世界上水資源比較匱乏的國(guó)家，人均占有量不足世界平均水平的25%，但是，隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的高速推進(jìn)，各種污染物源源不斷地被排到了河水中，導(dǎo)致水質(zhì)量的不斷惡化，嚴(yán)重影響了人民的生產(chǎn)生活。

水質(zhì)監(jiān)測(cè)作為污水防控的一個(gè)重要手段，它越來(lái)越多地受到人們的重視，水質(zhì)監(jiān)測(cè)常規(guī)的監(jiān)測(cè)參數(shù)通常包括：水溫、溶解氧、色度、濁度、化學(xué)需氧量、生化需氧量、總有機(jī)碳、總磷、重金屬、氨氮等，其中化學(xué)需氧量是最重要的指標(biāo)之一?；瘜W(xué)需氧量能夠反映水資源被污染性物質(zhì)的破壞程度，若水體中化學(xué)需氧量的值較高，污染物消耗水體中溶解氧就越多，這就會(huì)導(dǎo)致水體的缺氧，進(jìn)一步造成大量生物因缺氧而死亡，同時(shí)引發(fā)水中的厭氧菌大量地繁殖，加快了水質(zhì)惡化程度。近些年，國(guó)家對(duì)水質(zhì)的保護(hù)也加大了檢查與保護(hù)的力度，同時(shí)也制定了一些相關(guān)的政策和措施，嚴(yán)格控制污染物的排放，對(duì)污染源加以控制，可以說(shuō)，在改善水質(zhì)方面取得了良好的效果。決定從根本上入手，在水質(zhì)方面得到了一定的改善。

2水質(zhì)COD在線檢測(cè)的分析方法

水質(zhì)在線檢測(cè)分析方法很多，他們大多數(shù)是基于不同的測(cè)定原理，研究開(kāi)發(fā)了一些新的測(cè)定方法，如分光光度法、原子吸收法、化學(xué)發(fā)光法以及電化學(xué)法等。但是，目前分光光度法不適用于難降解和含懸浮物質(zhì)的水樣分析，而化學(xué)發(fā)光法、電化學(xué)法以及原子吸收法都需要添加一定量的化學(xué)試劑，操作過(guò)程以及準(zhǔn)確度方面都得不到保證。

3水質(zhì)COD在線檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)與研究

本水質(zhì)COD在線檢測(cè)裝置利用臭氧與紫外的各自特點(diǎn)，它們發(fā)揮了各自的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行協(xié)同作用來(lái)消解水樣，具體工作過(guò)程是：通過(guò)安裝在反應(yīng)管進(jìn)出口管道內(nèi)的傳感器來(lái)記錄臭氧氣體的濃度和流量等其他參數(shù)，利用多個(gè)傳感器信息融合來(lái)測(cè)定水體化學(xué)需氧量，并通過(guò)一定的時(shí)間來(lái)氧化消解空白去離子水和待測(cè)水樣所消耗的臭氧質(zhì)量，兩者之差值即為待測(cè)水樣中被氧化消解所消耗的臭氧質(zhì)量，而化學(xué)需氧量是指單位體積內(nèi)消解水中有機(jī)物所消耗氧的量，通過(guò)公式便可計(jì)算出最終的結(jié)果。

圖1水質(zhì)COD在線檢測(cè)裝置

本水質(zhì)COD在線檢測(cè)裝置如圖1所示，水質(zhì)COD在線檢測(cè)裝置主要由氧化消解部分、傳感器檢測(cè)部分、水樣貯藏部分、系統(tǒng)控制部分以及輸入輸出部分五個(gè)部分組成。其中：氧化消解部分：由臭氧模塊、紫外燈、石英玻璃反應(yīng)管和曝氣嘴等組成，利用臭氧和紫外協(xié)同作用將水樣中的有機(jī)污染物完全氧化消解成水和無(wú)機(jī)鹽；傳感器檢測(cè)部分：由臭氧濃度傳感器、氣體流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器，用于采集裝置管道內(nèi)所需要的各參數(shù)數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；水樣貯藏部分：由存放待測(cè)水樣的樣品池和去離子水源組成，其中去離子水用來(lái)標(biāo)樣和裝置清洗；系統(tǒng)控制部分：由控制整個(gè)裝置的工藝流程，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)元器件的操作；輸入輸出部分：由上位機(jī)界面顯示檢測(cè)過(guò)程和測(cè)量結(jié)果。

4實(shí)驗(yàn)分析

裝置開(kāi)發(fā)初期，我們分別利用臭氧單獨(dú)消解、紫外單獨(dú)消解以及臭氧紫外協(xié)同消解三種方法，研究比對(duì)發(fā)現(xiàn)臭氧紫外協(xié)同氧化技術(shù)具有更強(qiáng)的氧化性，對(duì)溫度和壓力沒(méi)有特別要求，反應(yīng)條件溫和容易控制，氧化速率快、效率高且無(wú)需添加任何化學(xué)試劑，可以滿足各種水質(zhì)的要求。與傳統(tǒng)的測(cè)定方法相比，具有操作簡(jiǎn)單方便、消解時(shí)間短、運(yùn)行成本低、無(wú)需添加任何化學(xué)試劑、不會(huì)產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)，具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

5結(jié)語(yǔ)

提出了基于臭氧協(xié)同紫外高級(jí)氧化技術(shù)融合傳感器信息技術(shù)檢測(cè)化學(xué)需氧量的新方法，并在此方法的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)搭建了一套水質(zhì)在線檢測(cè)裝置，應(yīng)用于水質(zhì)的監(jiān)測(cè)分析。并通過(guò)對(duì)裝置的運(yùn)行情況和檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析，優(yōu)化了裝置的結(jié)構(gòu)和工藝，使該裝置具有自動(dòng)采樣、自動(dòng)消解、自動(dòng)排水、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)清洗等功能，滿足水質(zhì)在線自動(dòng)檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)。

[1]國(guó)家環(huán)保局,廢水監(jiān)測(cè)分析方法:第四版.北京中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2002.

[2]呂正中,譚愛(ài)民,張磊,等.化學(xué)需氧量測(cè)定方法綜述工業(yè)水處理, 2000.

[3]環(huán)保部辦公廳,國(guó)家近岸海域環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)位管理辦法.2014.

[4]楊慧敏,何緒文,何詠.電化學(xué)氧化法用于微污染水脫氮的中試環(huán)境工程,2009.

[5]趙永宏,鄧祥征,戰(zhàn)金艷,等.我國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化防治與控制策略研究進(jìn)展環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2010.

管宏云（1977—)女，江蘇如東人，本科，工程師，主要研究方向：環(huán)境監(jiān)測(cè)。