09.12.13.在线监测仪器原理及操作

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(1) 重铬酸钾消解-光度比色法
分为两类: 程序式 流动注射分析式
① 程序式: 在微机控制下,将水样与过量重铬酸钾标液和浓硫 酸混合,加入硫酸汞络合溶液中的氯离子,加入硫酸 银作催化剂。混合液在165℃下回流一定时间(30min) (或催化消解,或采用微波快速消解15min),氧化剂 中的六价Cr被还原为三价铬,反应结束后用光度法测 量剩余的六价Cr(600nm)或反应生成的三价Cr(440nm) 的吸光度,通过工作曲线查找、计算得出COD值。 19
主要指标: COD、氨氮、TOC、总氮、总磷、pH值、 电导率、溶解氧、UV仪、重金属(总铜、锌、 铅、铬)、高锰酸盐指数、六价铬、硫化物、 砷、亚硝酸盐氮、水中油、氰化物等
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1.COD标准分析方法仪器设备
环境保护产品技术要求 化学需氧量水质在线自动监测仪(HJ/T377-2007) — 标准规定了COD水质在线自动监测仪性能要求和试验方法。 COD含义 :Chemical Oxygen Demand , 全称化学需氧量。 一般认为它是反映水中有机物污染程度的综合指标。 具体指:在一定条件下,氧化1升水样中的还原性物质所消 耗强氧化剂重铬酸钾K2Cr2O7的量,结果以O2的mg/L来表示。
河北省污染治理设施运营培训中心 程序式COD分析流程图
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河北省污染治理设施运营培训中心 ②流动注射分析式(FIA)(P69)
基本原理:试剂连续进入直径为1mm的聚氟材料毛细 管中,水样定量注入载流液中,在流动过程中完成 混合、加热、反应和测量(光度法)的方法。 仪器工作原理:反应试剂(含重铬酸钾的硫酸6:4) 由陶瓷恒流泵以恒定流速向前推进,通过注样阀将 定量水样切换进流路,在推进过程中水样与载流液 相互混合,在180℃恒温加热反应后溶液进入检测 系统,测定标准系列和水样在380nm波长时的吸光 度,从而计算出水样COD值。
按照设定程序在水样中加入各 化学 种试剂,控制反应条件进行一 系列化学反应,然后缓慢加入 滴定 滴定用试剂,用库仑计或比色 法 计判断滴定终点,根据滴定试 剂用量计算水样中污染物浓度。 10
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3.自动监测系统分析原理及对结果影响(2)
方法 分析原理 对监测结果的Βιβλιοθήκη Baidu响
河北省污染治理设施运营培训中心 重铬酸钾消解-滴定法测定注意问题:
(1) 要保证2小时加热回馏过程中重铬酸钾过量。 判定:如反应液颜色一直保持橙红色,说明重铬酸钾过量; 如变为蓝绿色,说明不过量。 处理:如果判断出回馏过程中重铬酸钾不过量,应加大水 样稀释倍数重新测定,不能接着补加重铬酸钾标准溶液。 (2)及时标定硫酸亚铁铵标准溶液的浓度。室温较高时, 应每天标定。
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3.自动监测系统分析原理及对结果影响(1)
方法 分析原理 对监测结果的影响
经典方法,稳定可靠, 灵敏度高、重现性好, 但测量时间长、试剂 用量大。 经典方法,稳定可靠, 使用范围广,重现性和 灵敏度较高,也存在 测量时间长、试剂用 量大的不足。 按照设定程序在水样中加入各 化学 种试剂,控制反应条件进行一 光度 系列化学反应,然后利用朗伯 法 比尔定律测定反应液吸光度, 从而计算水样中污染物浓度。
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5.自动监测系统分析曲线的标定(1)
监测仪器是自动监测系统的核心,是结果准确的保证,
所以使用前应对仪器工作曲线进行标定,使用中需定期校准。
标定方法:
在量程范围内,用监测仪器测量已知浓度的标准物
质,然后将标准物质浓度和电信号作为数据对存储下 来。测量不同浓度的标准物质,可以得到不同的数据 对,这些数据对可以拟合为一条工作曲线。具体操作 方法参照监测仪器使用说明书。
操作内容主要包括:
河北省污染治理设施运营培训中心 (3)相关系数法
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河北省污染治理设施运营培训中心 流动注射式COD分析仪原理图:
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②流动注射分析式(FIA)特点:(P70)
是相对比较法,只要测定样品时的条件和标定时的 条件一致,都可得到准确的测量结果。 优点:分析速度快、频率高、进样量少、精密度高, 降低二次污染。
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河北省污染治理设施运营培训中心 FIA仪器组成 (P70)
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在线监测仪器原理与操作
授课老师:付翠彦
(河北工业职业技术学院)
09.12.13
联系方式:cuiyan.fu@163.com 13933003060
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重要网站:中国环境监测 http://www.cnemc.cn
监测技术规范类:
★ 地表水和污水监测技术规范 ★ 水污染物排放总量监测技术规范 ★ 水污染源在线监测系统安装技术规范 ★ 固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法 ……
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(2)实施水质自动监测的意义
可实现水质的实时连续监测和远程监控,及时
掌握主要流域重点监测断面水体的水质状况;
预警预报重大或流域性水质污染事故; 解决跨行政区域的水污染事故纠纷; 监督总量控制制度落实情况、排放达标情况等。
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(4)电化学氧化法(测定COD)
基本原理:
利用氢氧基(电解反应产生)作为氧化剂, 用工作电极测量氧化时消耗的工作电流,然 后计算水样中的COD值。
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河北省污染治理设施运营培训中心 电化学氧化法COD分析仪图示(P75)
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仪器设备操作(电化学氧化法测定COD)(P76)
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河北省污染治理设施运营培训中心 FIA仪器组成图(补充图)
控制系统 数据采集系统
进样系统
采样系统
反应系统
检测系统
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COD自动在线监测仪流程图
河北省污染治理设施运营培训中心 (2)重铬酸钾消解-库仑滴定法
在水样中加入已知过量的重铬酸钾标液,在强酸 加热环境下将水样中还原性物质氧化后,用硫酸亚铁 铵标准溶液返滴定过量的重铬酸钾,通过电位滴定进 行滴定判终,根据硫酸亚铁铵标准溶液的消耗量进行
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4.自动监测系统的运营维护
操作使用前应认真阅读相关使用说明并进行相关培 训,应特别注意仪器操作的注意事项和维护保养周期。
系统运营维护工作内容:
(1)应制定严格的管理制度; (2)做好维护计划和维护记录; (3)应定期巡检、定期维护,发现问题及时处理, 保证系统长期可靠运行。
主要内容:
1.自动监测系统介绍; 2.自动监测系统的设计思路及对监测结果的影响; 3.自动监测系统基本分析原理及对监测结果影响; 4.自动监测系统的操作使用; 5.自动监测系统分析曲线的标定。
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1.自动监测系统介绍
(1)解释:
以在线自动分析仪器为核心,运用传感器技术、 自动控制技术、计算机应用技术及相关的专用分析 软件和通信网络组成的一个综合性的在线自动监测 系统,可统计、处理监测数据,打印输出日、周、 月、季、年平均数据及最大值、最小值等各种监测、 统计报告和图表,可输入中心数据库或上网。
利用物质之间的电化学效应 测量速度快、试剂用量 电化 制作成测量电极,将物质浓 少,但稳定性差、漂移 大,应及时校准。 学法 度转换为电信号。
将水样高温催化燃烧,将水 燃烧 和污染物质燃烧成气态,冷 法 却后除水,然后通过检测器 检测气态物质浓度。
测量速度较快、试剂用 量少,稳定性好,但高 温部件和进样部件要求 很高,容易出现故障。
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5.自动监测系统分析曲线的标定(2)
浓度: 由低至高
浓度 C0 C1 C2 C3 C4 C5
标液浓度
要准确
电信号
A
A0
A1
A2
A3
A4
A5
要准确
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*
*
*
*
* 分析曲线
要求:相关系数r≥0.9990 浓度C
*
水 河北省污染治理设施运营培训中心 二、监测仪器设备原理及操作
(3)分类(两大类)
地表水质自动在线监测系统 污染源水质自动监测系统
★采水单元:向系统提供可靠有效水样。包括水泵、管路、供 电及安装结构部分。 ★配水单元:向仪器供水,使水质、水量、水压满足仪器需要。 包括水样预处理装臵、自动清洗装臵及辅助部分。 ★分析单元:由一系列水质自动分析和测量仪器组成。包括水 温、pH值、DO…水位计、流量/流速/流向计及自动采样器等。 ★控制单元:包括系统控制柜和控制软件、数据采集处理与存 储、基站各单元的控制和状态监控、有线和无线通信设备。 7 ★子站站房及配套设施:包括站房主体和配套设施。
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自动监测系统组成(宏观)
从底层逐级向上分为现场机(子站)、传输网络和上位机(总站) 三个层次。上位机通过传输网络与现场机交换数据、发起和 应答指令。
上位机
传输网络 现场机
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2.自动监测系统设计思路及内容
(1)监测站位选择:应确保所采集样品具有代表性; (2)采样方式选择:进行必要的现场调查,根据要求合理选择; (3)监测项目选择:常规项目参照国家规定,特殊项目根据实际 需要确定; (4)分析方法选择:以国家标准方法为主,其他方法为辅。应先 考虑方法的可靠性和稳定性,其次再考虑方法的先进性和实 现成本。分析方法选择对监测结果影响最大; (5)监测频次确定:选择合理频次,使样品具有代表性; (6)监测设备选型:应选择质量好、售后服务好、运行成本低、 采用标准分析方法的设备,应充分比选; (7)数据传输方式选择:首先考虑能否长期稳定运行;其次考虑 9 安装方便、运行成本低、传输速度快等。
计算。
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河北省污染治理设施运营培训中心 (3)重铬酸钾消解-氧化还原滴定法
水样进入仪器反应室后,加入过量的重铬酸钾 标液,用浓硫酸酸化后,在150℃条件下回流30min, 反应结束后,以试亚铁灵为指示剂,用硫酸亚铁铵 滴定剩余的六价Cr,由消耗的重铬酸钾量换算成氧 的质量浓度,得到COD值。
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操作仪器之前应认真阅读仪器使用说明书,最好经厂家培训。
仪器参数设定:仪器使用前应进行相关参数设定。 仪器校准:使用前需要与标准方法进行实际水样对比,然后对
工作曲线进行校准,使用中也要定期与实际水样对比、校准。 校准方法:仪器与实验室手工方法同步取样,进行多点对比。 仪器维护:按照说明书要求定期进行现场维护,确保仪器长期 稳定工作。一般维护内容:(P76) (1)添加试剂,每周1次;检查泵阀,每周1次;保养参考电极, 每周1次;校正分析仪,每周1次;(2)清洗测量槽,每月1次; 更换泵管和阀门管道,每月1次;(3)清洗取水系统,每季1次; 更换取水系统管道,每季1次。 故障处理:一般故障,运营人员应及时处理,快速恢复运行; 31 复杂故障,运营人员应及时与生产厂家联系,及时修复仪器。
一般由六部分组成:
(1)控制系统: (2)采样系统:由采样泵、采样管、样品储存等组成; (3)进样系统:由输液泵、定量管、电磁阀、管路、接 口等组成,完成对水样和试剂的采集、输送、试剂 混合、废液排除及反应室清洗等功能; (4)反应系统:主要有加热单元和反应室,完成水样的消 解反应。 (5)检测系统:测定标准系列和水样在380nm波长时的A。 (6)数据采集系统:
项目测定标准方法类 :
COD在线监测技术规范;
氨氮水质自动分析仪技术要求 ……
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主要内容

一、自动监测系统 二、主要监测仪器设备原理及操作 三、水质采样器 四、流量计 (补:分光光度法及应用) 一、污染源自动监控设施运行管理 二、烟气排放连续监测系统

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水 河北省污染治理设施运营培训中心 一、自动监测系统
16 实验室测定标准方法:重铬酸钾法
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1.COD标准分析方法仪器设备
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水质COD在线监测仪
河北省污染治理设施运营培训中心 1、COD标准分析方法仪器设备
仪器分类:
根据氧化方式不同,仪器分为两大类,即: 采用重铬酸钾氧化方式:重铬酸盐法 光度比色法 库仑滴定法 采用非重铬酸钾氧化方式:电化学氧化法 相关系数法
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