一種水質(zhì)COD在線檢測裝置

管宏云

（如東縣環(huán)境監(jiān)測站江蘇如東226400）

一種水質(zhì)COD在線檢測裝置

管宏云

（如東縣環(huán)境監(jiān)測站江蘇如東226400）

本文首先介紹了我國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在線檢測的最常見分析方法，并研究開發(fā)了一套基于臭氧紫外協(xié)同作用消解水樣，利用多個傳感器信息融合來測定水體化學(xué)需氧量的裝置，通過研究比對證明了臭氧紫外協(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)的檢測要求。

水質(zhì)COD；在線檢測裝置；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，是人類賴以生存以及生命活動的重要基礎(chǔ)，同時，我國也是世界上水資源比較匱乏的國家，人均占有量不足世界平均水平的25%，但是，隨著我國工業(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)測作為污水防控的一個重要手段，它越來越多地受到人們的重視，水質(zhì)監(jiān)測常規(guī)的監(jiān)測參數(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。化學(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，國家對水質(zhì)的保護(hù)也加大了檢查與保護(hù)的力度，同時也制定了一些相關(guān)的政策和措施，嚴(yán)格控制污染物的排放，對污染源加以控制，可以說，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在線檢測的分析方法

水質(zhì)在線檢測分析方法很多，他們大多數(shù)是基于不同的測定原理，研究開發(fā)了一些新的測定方法，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，操作過程以及準(zhǔn)確度方面都得不到保證。

3水質(zhì)COD在線檢測裝置的設(shè)計與研究

本水質(zhì)COD在線檢測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)勢進(jìn)行協(xié)同作用來消解水樣，具體工作過程是：通過安裝在反應(yīng)管進(jìn)出口管道內(nèi)的傳感器來記錄臭氧氣體的濃度和流量等其他參數(shù)，利用多個傳感器信息融合來測定水體化學(xué)需氧量，并通過一定的時間來氧化消解空白去離子水和待測水樣所消耗的臭氧質(zhì)量，兩者之差值即為待測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，通過公式便可計算出最終的結(jié)果。

圖1水質(zhì)COD在線檢測裝置

本水質(zhì)COD在線檢測裝置如圖1所示，水質(zhì)COD在線檢測裝置主要由氧化消解部分、傳感器檢測部分、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機(jī)鹽；傳感器檢測部分：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：由存放待測水樣的樣品池和去離子水源組成，其中去離子水用來標(biāo)樣和裝置清洗；系統(tǒng)控制部分：由控制整個裝置的工藝流程，實(shí)現(xiàn)對各個元器件的操作；輸入輸出部分：由上位機(jī)界面顯示檢測過程和測量結(jié)果。

4實(shí)驗(yàn)分析

裝置開發(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，對溫度和壓力沒有特別要求，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)的測定方法相比，具有操作簡單方便、消解時間短、運(yùn)行成本低、無需添加任何化學(xué)試劑、不會產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)，具有很好的推廣應(yīng)用價值。

5結(jié)語

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

[1]國家環(huán)保局,廢水監(jiān)測分析方法:第四版.北京中國環(huán)境科學(xué)出版社,2002.

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

[3]環(huán)保部辦公廳,國家近岸海域環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測點(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.我國湖泊富營養(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。