水质在线监测系统介绍

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

实验室测定TOC方法
按工作原理的不同,可分为燃烧氧化非分散红外吸收法、电导法、气相色谱法、 湿法氧化-非分散红外吸收法等。其中燃烧 氧化-非分散红外吸收法只需一次性转化, 流程简单、重现性好、灵敏度高,因此这 种TOC分析仪被广泛采用。
差减法测定总有机碳
将试样连同净化空气分别导入高温燃烧管和 低温反应管中,经高温燃烧管的水样受高温催 化氧化,使有机化合物和无机碳酸盐均转化成 二氧化碳;经低温反应管的水样受酸化而使无 机碳酸盐分解成二氧化碳;其所生成的二氧化 碳依次导入非分散红外检测器。由于一定波长 的红外线可被二氧化碳选择吸收,在一定浓度 范围内二氧化碳对红外吸收的强度与二氧化碳 的浓度成正比,故可对水样总碳(TC)和无机 碳(IC)进行定量测量。总碳与无机碳的差值, 即为总有机碳(TOC)。
• 废水在线监测设备通常由COD自动在线监测 仪、氨氮自动在线监测仪、TOC自动在线监测 仪、总磷自动在线监测仪、总氮自动在线监测 仪、pH计、电导率仪、UV仪、流量计等组成。
数据采集装置
主要是对各种监测设备测量的数据进行采集、存储及处 理,它不仅具有黑匣子功能,同时还能够对排污单位环保设 备的运行状况进行自动监测,并将有关的数据存储和输出。
仪器组成
检测系统主要是对消解后的样品进行光度检测或 滴定;
控制系统包括单片机 (或工控机 )、时序控制、光 检单元等,完成对在线分析全过程的控制。
数据处理与传输系统包括处理软件、键盘和显示 屏等,完成对测试数据采集与处理、显示、储存、 传输及打印输出。
仪器流程图
COD自动在线监测仪流程图
仪器特点
适用性较强; 测量周期较长; 都需要氧化剂; 试剂消耗量较大; 维护量相对较大。
主要技术指标
测定范围:0~1000 mg/L; 重复性:±5 %以内; 零点漂移:±5 mg/L以内; 量程漂移:±5 %F.S.以内 测定周期:40 min; 输出信号:4~20 mA,RS232/RS485。
数据传输设备
对采集的各种监测数据传输至环保系统,目前,有多种传 输方式:电话线方式、GPRS方式、GSM短消息方式、局域 网方式、无线电台方式等等。
COD自动在线监测仪
• 化学需氧量 • 化学需氧量测定的标准方法 • COD自动在线监测仪
化学需氧量
化学需氧量(COD),是指在强酸并加热条件下,用重 铬酸钾作为氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量,用氧的 mg/L来表示。化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的 程度,其值越小说明由有机物引起的污染越轻,水中还原性 物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等。水被有机 物污染是很普遍的,因此,化学需氧量也作为有机物含量的 指标之一,但只能反映被氧化的有机物污染,不能反映多环 芳烃、PCB等的污染状况。CODCr是我国实施排放总量控制 的指标之一。
(71 g/l NaSO4溶液), 校正液(1000 mg/l 葡萄糖溶解.)
由于采用葡萄糖作为标准溶液,硫酸钠作为电解液, 因此减少了“二次污染”。仪器运行的稳定性相对较好, 运行成本相对较低。但其适用性一般,需要针对不同性质 的的污水标定不同的工作曲线,且当工况发生变化时,需 要重新标校其标准曲线。
化学需氧量测定的标准方法
1、重铬酸钾法 在酸性溶液中,用一定量的重铬酸钾氧化水样中
还原性物质,过量的重铬酸钾以亚铁灵作指示剂, 用硫酸亚铁铵溶液回滴。根据硫酸亚铁铵的用量计 算出水样中还原性物质消耗氧的量。
仪器:① 回流装置:带250ml锥形瓶全玻璃回流装置; ② 加热装置:变阻电炉;
③ 50ml酸式滴定管。
紫外催化氧化-红外吸收法原理图
主要性能指标
测量范围:0-1000mg/L; 重现性:±2 %F.S; 测量周期:10min。
燃烧-电导分析法原理
用稳流阀控制的载气通过六通阀向TC氧化管送 气,穿过加热至900℃的催化剂后,冷却至2℃左 右,除去水分,进入电导池二氧化碳检测器进行 定量,测定TC。同时通过IC反应炉,加入催化剂, 加热至150℃,除去水分,进入电导池二氧化碳 检测器进行定量,测定IC,TC减去IC即得TOC。
生物法
测量原理
在特殊的生物反应器内利用被测量水样进 行生物基质(细菌)的驯化培养,经过驯化培 养后的生物基质对于水样具有良好的适应性, 可以迅速降解水样中的可生物降解有机物。
分为两个步骤: 测量初始溶解氧的浓度; 测量终止时溶解氧的浓度。
测量原理
计算出生物基质的氧呼吸率OUR ; 依据OUR 就可以计算出水样中有机物
羟基氧化-电化学测量法
仪器采样系统
其采用了反重力的取样方法,样品是从样品流中间反方向抽取; 所以,可以排除大的颗粒,采集到更小的固体颗粒。因此,保 证了样品的代表性。较大的管道尺寸避免了管路的堵塞。
仪器特点
测量周期: 6~10 min , 测量范围: 0~10000 mg/L, 准确度:5 %。 输出信号: 4~20 mA,RS232/RS485 试剂: 去离子水(与样品混合),电解液(14.2 g/l NaSO4溶液),再生液
直接法测定总有机碳
将水样酸化曝气,将无机碳酸盐分解 生成二氧化碳驱除,再注入高温燃烧管中, 可直接测定总有机碳。但由于在曝气过程 中会造成水中的挥发性有机物的损失而产 生测定误差。
TOC自动在线监测仪分类
燃烧氧化—红外吸收法 紫外催化氧化—红外吸收法 电导法。
燃烧氧化—红外吸收法
是采用燃烧水样中的有机物,生成的二氧化碳 用非分散红外分析仪测量,并计算出TOC浓度的 方法。水中一般存在CO32-、HCO3-等形态的无机 碳(IC)和有有机化合物形态的总有机碳 (TOC)。测定方式也是分为两种,一种是先测 量出样品中的总碳(TC)和无机碳(IC), TOC=TC-IC。另一种则是先酸化样品并通过曝气 除去样品中的IC,然后测量TC,此时TOC=TC。
电导度计算
L=K/A=λ*C/1000 式中:L:电解质溶液的电导度(单位:欧姆)
K:电解质溶液的电导率(由溶液的种类、浓度、 温度决定);
A:电导池常数(由电导池的几何尺寸决定); λ:电解液当量电导; C:电解液当量浓度;
电导计算
当电解液的几何尺寸、电解液的成分及 浓度固定,电导池两对电极的温度环境相 对稳定,那么电解质溶液的电导只与离子 的浓度有关。当电导液流量、气体流量、 温度、溶液当量浓度恒定时,反应率是固 定的。因此,电导的变化仅与二氧化碳气 体浓度有关,因此,通过对电导度变化的 测定便可得反应气体中二氧化碳的浓度。
三、目前存在问题
(一)产品 1、产品种类需多样化 2、产品功能需丰富 3、产品稳定性还需加强
废水在线监测系统概述
一、水质在线监测系统发展 二、废水在线监测系统组成 三、废水在线监测设备 四、数据采集、传输装置
水质在线监测系统组成
废水在线监测系统通常由采样设备、废水在线 监测仪器、数据采集设备、数据传输设备、通讯 设备和终端接收设备组成。
• 重铬酸钾消解-氧化还原滴定法
水样进入仪器的反应室后,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 Cr(Ⅵ),由消耗的重铬酸钾的量换算成 消耗氧的质量浓度得到COD值。
仪器组成
仪器一般由采样系统、反应系统、检测系统、 控制系统、数据采集系统五部分组成。 采样系统由采样泵、采样管、样品储存等组 成;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; 反应系统主要有加热单元或 (和 )反应室 ,完 成水样的消解和反应;
羟基氧化-电化学测量法
仪器采用三电极系统(工作电极、参比电极、辅 助电极),参比液是饱和硫酸钠溶液,辅助电极采 用铂金电极。当对工作电极施加一定电压时,工 作电极表面将产生大量的羟基自由基。羟基自由 基具有很高的氧化电位,它迅速氧化水中的有机物, 羟基自由基被消耗的同时,工作电极上电流将产生 变化。电流的变化与水中有机物的含量成正比关 系,通过计算电流变化便可测量出水中有机物的 含量。
化学需氧量测定的标准方法
2、库仑法
水样以重铬酸钾为氧化剂,在10.2mol/L硫酸 介质中回流氧化后,过量的重铬酸钾用电解产 生的亚铁离子作为库仑滴定。根据电解产生亚 铁离子所消耗的电量,按照法拉第定律进行计 算。
仪器:① 化学需氧量测定仪;② 滴定池:150ml锥 形瓶;③ 电极:发生电极面积为780mm2铂片;④ 电 磁搅拌器、搅拌子;⑤ 回流装置:带磨口150ml锥形 瓶的回流装置;⑥ 电炉(300w);⑦ 定时钟。
COD 分析仪

氨氮分析仪


TOC 分析仪

pH 计



流量计



















图 1 废水在线监测系统组成示意图
水质自动在线监测设备 水质在线监测设备主要是对污染源排污 状况进行分析测试。
• 地表水自动在线监测系统主要测定项目有水 温、pH、溶解氧(DO)、电导率、浊度、高 锰酸盐指数、氨氮和总有机碳(TOC)等。
质的浓度,高的OUR,说明水样中含有 高的RABOD(Readily Assimilable Biochemical Oxygen Demand)—快 速可吸收生化需氧量,反之亦然。
TOC自动在线监测仪
TOC 总有机碳(TOC),是以碳的含量表示水体
中有机物质总量的综合指标。由于TOC的 测定采用燃烧法,因此能将有机物全部氧 化,它比BOD5或者COD更能直接表示有机 物的总量,常被用来评价水体中有机物污 染的程度。
水样进入仪器的反应室后,加入过量的 重铬酸钾标液,用浓硫酸酸化后,在165℃条 件下回流30min(或催化消解,或采用微波快 速消解15min),反应结束后,用光度法测量 剩余的Cr(Ⅵ)(600nm)或反应生成的Cr (Ⅲ)(440nm)。
• 重铬酸钾消解-库仑滴定法
水样进入仪器的反应室后,加入 过量的重铬酸钾标液,用浓硫酸酸 化后,在100℃条件下回流(或催化 消解)一定时间(15~20min), 反应结束后,用库仑滴定法[Fe (Ⅱ)]测定剩余的Cr(Ⅵ)。
燃烧氧化-红外吸收法自动在线TOC监测仪流程图。
样品预处理单元
杀菌剂
样品入口
滤网
洗水 均化器 进样
?
主要性能指标
测量范围:0-1000mg/L; 重现性:±2 %F.S; 测量周期:7 min。
紫外催化氧化-红外吸收法
测定原理 水样经过酸化处理后曝气除去无机碳,
水中有机物在紫外光的照射下催化氧化成 二氧化碳,用红外检测器测量,计算出总 有机碳的浓度。
COD自动在线监测仪
分类:
COD自动在线监测仪根据氧化方式的不同, 可以将水质COD自动在线监测仪器分为两大类, 即采用重铬酸源自文库氧化方式,和采用非重铬酸钾 氧化方式 。
1、重铬酸钾氧化方式
• 重铬酸钾消解-光度测量法
• 重铬酸钾消解-库仑滴定法
• 重铬酸钾消解-氧化还原滴定 法
• 重铬酸钾消解-光度测量法
测定原理
样品在进样装置中酸化后(加入盐酸或硝酸), 将无机碳变成二氧化碳,通过氮气(或纯净空气) 除去二氧化碳;有机物在燃烧管里燃烧氧化后生 成二氧化碳,用非分散红外分析仪测量,算出样 品中的TOC浓度。图4是一种燃烧氧化——红外吸 收法的自动在线TOC监测仪的流程图,水样酸化 曝气后(除去无机碳),有机物在680℃下密闭 燃烧氧化成二氧化碳,用红外检测器计算出TOC。
3、快速密闭催化消解法
本方法在经典重铬酸钾-硫酸消解体系中加 入催化剂硫酸铝钾和钼酸铵。同时密封消解过 程是加压下进行的,因此大大缩短了消解时间。 消解后测定化学需氧量的方法可以采用滴定法, 也可采用光度法。 仪器:① 具密封塞的加热管:50ml;
② 锥形瓶:150ml; ③ 25ml酸式滴定管(或分光光度计); ④ 恒温定时加热装置。
水质在线监测系统介绍
中国环境监测总站 孙海林
水质在线监测系统的发展历程
(一)初期阶段 (二)发展阶段 (三)网络化阶段
初期阶段
1、产品单一 2、生产规模小 3、产品质量不是很稳定 4、安装量小
发展阶段
1、产品逐渐多样化 2、产品质量逐渐稳定 3、生产厂家急剧增加
(三)、网络化阶段
1、三级网络 2、专业运营
相关文档
最新文档