在线监测仪器原理与操作20190520

过传输网络与现场机交换数
据、发起和应答指令。
现场机
传输网络 上位机
2.1自动监测系统
2.1.2自动监测系统的设计思路对监测结果的 影响
（1）自动监测系统的设计： ①监测站位的选择（优化布点） ②采样方式的选择（采样） ③监测项目的选择 ④分析方法的选择 ⑤监测设备选型 ⑥数据传输方式的选择
2.1自动监测系统
化学滴 定法
水样试剂进行一系列反 应是经典方法，方法稳定 滴入滴定剂用库仑计或比色可计靠、使用范围广、灵 确定滴定终 点 根据滴定剂的用 敏 测度 量量高时、间重长现、性试好剂，用但量 计算出污染物的浓度 大
电化学 法（电 极法）
燃烧法
水 参样 比中 电待 极 原 时 测 与 电 插 物 指 池 入 的 示 的 水 浓 电 斯 池 电 样 度 极 特 测 少 移动 中 定 、 大与 同 速，势 构 度但快稳、定符 成 试性剂差合 原 用、量漂能 电
第二章 在线监测仪器原理与操作
2.1自动监测系统
2.1.1自动监测系统的分类及优缺点
（1）自动监测系统的定义： 是一套以在线自动分析仪器为核心，
运用现代传感技术、 自动测量技术、 自动控制技术、 计算机技术、 以及相关的专用分析软件和通讯网络等组成一个 综合性的在线自动监测体系。
2.1自动监测系统
2.2 COD标准分析方法仪器设备
① 仪器的安装要求。 ②仪器的操作和使用 a. 调试 b. 使用 ③曲线校准。仪器在使用前需要对工作曲线进行校准，在使 用中也需要定期校准。校准前应先配制不同浓度的邻苯二甲 酸氢钾标准溶液，可根据仪器的需要进行一点校准或多点校 准。使用中的COD分析仪应定期校准，一般每3个月或半年 校准一次，或仪器每日自动标定，并与手工方法进行实际水 样对比，保证工作曲线准确。 ④仪器的维护。COD分析仪在使用中应该严格按照要求定期 进行维护，保证仪器长期稳定运行。
（3）自动监测系统的分类： ①地表水质自动在线监测系统 ②污染源水质自动监测系统
2.1自动监测系统
2.1.1水质在线自动监测系统
(4)自动监测系统的组成
由对污染源主要污染物
排放实施在线自动监控（监
测）的自动监控监测仪器设
备和监控中心组成污染源自
动监控系统从底层逐级向上
可分为现场机、传输网络和
上位机三个层次。上位机通
（程序式和流动注射式）
2.2.2电化学氧化法 臭氧氧化-电化学测量法 氢氧基氧化-电化学测量法；
2.2.3相关系数法 TOC法 紫外光分光光度法（UV计法）
2.2 COD标准分析方法仪器设备
2.2.1重铬酸钾（盐）法
COD分析仪的操作
操作仪器之前应认真阅读仪器的使用说明 书，最好经过生产厂家的认真培训。一般的COD 监测仪操作内容主要包括仪器 （1）参数的设定 （2）仪器的校准 （3）仪器的维护 （4）故障处理等。
+ 水中有机物
（COD）
OH
CO2+H2O
电流
羟基氧化-电化学测量法
2.2 COD标准分析方法仪器设备
2.2.3相关系数法 相关系数法是指利用水样的其他物理
性质、化学性质与COD含量之间的相关性， 通过检查例如吸光度、TOC（总有机碳） 等指标，间接测量水样的COD。常见的如 ＵＶ法、TOC法。
当一束射线射向不溶性颗粒物质时，一部分射线 透过，一部分被吸收，另外的被散射。光的吸收与散 射都与颗粒的直径D、颗粒的折射率与介质（水）的 折射率之比m及射线的波长有关。
目前浊度自动监测仪都是以光通过测定溶液，引 起吸收、散射或折射等的结果，再测定其强度的变化 为原理进行测定。
Fra Baidu bibliotek质连续自动监测仪器原理
2.1.5自动监测系统分析曲线的标定
标定的方法： 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 为数据存下来，通过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。
2.2 水质连续自动监测仪器原理
一般指标（水质常规五参数监测方法）
项目
2.1.1自动监测系统的分类及优缺点
（2）自动监测系统的意义： 实现水质的实时连续监测和远程监控
达到及时掌握主要流域重点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、排放达标情况等目
的。
2.1自动监测系统
2.1.1自动监测系统的分类及优缺点
了解水中溶解性物质的量，它被广泛地应用于环境 监测中，主要用于监测河流、污水处理厂及企业的 排水等的监测。
电解质溶液的导电率依靠阴阳离子，如金属导 电一样遵从欧姆定律。即电极法，带温度补偿。
水质连续自动监测仪器原理
一般指标（水质常规五参数监测方法）
4.浊度计
浊度计是测定水体污浊程度的仪器。根据测定方 式的不同，浊度仪可分为透射式、表面散射式、散射 和透射方式、散射方式和积分球式。
水质连续自动监测项目及方法
项目
水温 一 pH 般 电导率 指 浊度 标 溶解氧
化学需氧量(COD)
综 合 指 标
高锰酸盐指数
总需氧量(TOD) 总有机碳(TOC) 生化需氧量(BOD)
监测方法
铂电阻法或热敏电阻法 电位法(pH玻璃电极法) 电导电极法 光散射法 隔膜电极法(极谱或原电池型)
库仑滴定法或比色法 电位滴定法 高温氧化-氧化锆氧量仪法 燃烧氧化-非色散红外吸收法或紫外催化氧化-非色散红外吸收法 微生物膜电极法
2.1自动监测系统
2.1.3自动监测系统的基本分析原理对监测 结果的影响
从分析原理上分，常用的分析方法主要有 （1）化学光度法 （2）化学滴定法 （3）电化学法（电极法） （4）燃烧法
自动监测系统常用的分析方法的原理及特点
方法
原理
特点
化学光 度法
水 样 试 剂 生成有颜 色的物 是经典质 方法，方法稳定 测其吸 A 光 根度 据朗伯 :A比 kb尔 c 可定 靠、灵律 敏度高、重现 计算出污染物的浓度 性 试好 剂，用但量测大量时间长、
将感温元件放入被测水中，并接入平衡电桥 的一个臂上；当水温变化时，感温元件的电阻随 之变化，则电桥平衡状态被破坏，有电压信号输 出，根据感温元件电阻变化值与电桥输出电压变 化值的定量关系实现水温的测量。
水质连续自动监测仪器原理
一般指标（水质常规五参数监测方法）
2. pH计
pH测定方法主要有： 玻璃电极法、 比色法、 锑电极法、 氢醌电极法等。
d.定期校准工作曲线，以保证测量结果准确，一般每3个月 或半年校准一次，主要参照使用说明书和现场水质情况来定， 对于水质变化打的地方，应相应缩短校准周期。
2.2 COD标准分析方法仪器设备
2.2.2电化学法 原理：
基本原理是利用氢氧基(OH-)作为氧化剂，用工 作电极测量氧化时消耗的工作电流，然后计算水中的 COD值。当废水与电解液定量进入测量池时，有机物 被PbO2工作电极表面所产生的羟基自由基（OH-）所 氧化，而氧化过程所消耗的电流与有机物COD的浓度 成一定的关系,监测仪根据此电流值换算成相应的 COD值，从而测量出废水的COD值。
2.2 COD标准分析方法仪器设备
2.2.3相关系数法
2.2.3.1（2.11）ＵＶ
UV仪的基本原理（254nm） UV吸光度在测定原理上是一种纯物理法，
是利用大部分有机物在紫外线254nm处对吸收的 特性进行测量的。将水样通过254nm紫外光的照 射，根据UV吸收值和COD的相关关系来推算 COD的数值。 因为：C=K1A CODcr=K2C 所以 ：CODcr=KA 说明了从理论上可以通过UV法测定COD值
2.1.2自动监测系统的设计思路对监测结果的 影响
（1）自动监测系统的设计：
①监测站位的选择----代表性
②采样方式的选择----代表性
③监测项目的选择----常规项目参考国家规定， 常测项目有：COD、高锰酸盐指数、TOC、氨氮、
总氮、总磷。
2.1自动监测系统
2.1.2自动监测系统的设计思路对监测结果的 影响
总氮 总磷 单 氟离子 项 氯离子 污 氰离子 染 氨氮 指 六价铬 标 苯酚
密封燃烧氧化-化学发光法 比色法 离子选择电极法 离子选择电极法 离子选择电极法 离子选择电极法或膜浓缩-电导率法 比色法 比色法或紫外吸收法
2.1自动监测系统
2.1.4自动监测系统的操作使用
操作前应认证阅读相关说明书和进行相关 的培训，应特别注意仪器操作的注意事项和维 护保养周期、方法。
1、水温 一 2、pH 般 3、电导率 指 4、浊度 标 5、溶解氧
监测方法
铂电阻法或热敏电阻法 电位法(pH玻璃电极法) 电导电极法 光散射法 隔膜电极法(极谱或原电池型)
2.2水质连续自动监测仪器原理
一般指标（水质常规五参数监测方法）
1.水温
水温的测定通常采用温度传感器法。测量水 温一般的感温元件如铂电阻、热敏电阻做传感器。
化学滴定法 电化学法（电 极法）
1.重铬酸钾消解--- 1.氢氧基氧化-电
库仑滴定法
化学测量法；
2.重铬酸钾消解--- 2.臭氧氧化-电化 氧化还原滴定法 学测量法
燃烧法
TOC
氨氮 总磷
1.纳氏试剂比色法 2.水杨酸试剂比色 法
钼酸铵分光光度法
蒸馏滴定法
pH
燃烧法 1.氨气敏电极法 2.电导法
玻璃电极法
2.2 COD标准分析方法仪器设备
COD在线自动分析仪的主要技术原理：
COD在线自动分析仪的测定方法分为： 重铬酸钾法 电化学氧化法 相关系数法
2.2 水质连续自动监测仪器原理
COD在线自动分析仪的主要技术原理：
重铬酸钾消解-氧化还原滴定法 2.2.1重铬酸钾消解法 重铬酸钾消解-库仑滴定法
重铬酸钾消解-光度测量法
方程 测 式 量原电 算 池 出 的 污 电 染 动 物 势 的 计 浓度
水样 高 温 污染物变成 气态 测 少量 、速稳度定快性、好试。剂但用高量温
检测气态物 质的量
部件和进样部件要求高，
计算出污染物的浓度 容易出现故障
自动监测系统常用的分析方法的原理及特点
项目 化学光度法
COD 1.重铬酸钾消解--比色法 2.紫外分光光度法
（1）自动监测系统的设计：
④分析方法的选择----分析方法可分为国家标准分 析方法、统一分析方法和试用分析方法。选择分 析方法时以国家标准方法为主，其他方法为辅， 首先应考虑方法的可靠性和稳定性，其次在考虑 方法的先进性性和实现的成本。 ⑤监测设备选型---质量好、售后服务好、运行成 本低、采用标准的分析方法 ⑥数据传输方式的选择---长期可靠运行、安装方 便、运行成本、传输速度等
一般指标（水质常规五参数监测方法）
5. 溶解氧仪
DO的自动监测仪器一般采用膜电极法。 膜电极法是通过DO浓度或氧的分压产生的扩散 电流或还原电流，测定后求出DO浓度值的方法。因 此，膜电极测定DO时不受水中的pH、温度、氧化还 原物质、色度和浊度的影响，被广泛地应用于地表 水、工厂排水、污水处理过程中的DO的测定。但由 于膜对氧的透过率受温度的影响较大，所以厂家一 般都采用温度补偿的办法消除温度的影响。
在水污染连续自动监测仪器中采用国标方法即玻璃电极 法，带温度补偿。但在连续自动监测时，如果水样中有氟化 物，电极容易被腐蚀，此时可采用锑电极法，但要注意在不 同的锑表面状态和样品条件下有时会产生异常值。
水质连续自动监测仪器原理
一般指标（水质常规五参数监测方法）
3.电导率 电导率仪可以通过测定水中的导电率，
2.2 COD标准分析方法仪器设备
2.2.3相关系数法
2.2.3.1（2.11）ＵＶ
UV仪的基本原理（254nm） UV吸光度在测定原理上是一种纯物理法，
是利用大部分有机物在紫外线254nm处对吸收的 特性进行测量的。将水样通过254nm紫外光的照 射，根据UV吸收值和COD的相关关系来推算 COD的数值。
一般仪器COD分析仪需应定期进行如下维护：
a.定期添加试剂，添加频次根据单次试剂用量、分析频次 和试剂容量来确定；
b.定期更换泵管，防止泵管老化二损坏仪器；更换频次约 每3～6个月一次，与分析频次有关，主要参照使用说明书；
c.定期清洗采样头，防止采样头堵塞而采不上水，一般2～ 4周清洗一次，主要根据水质情况而定，水质越差清洗周期越 短；
为了减少悬浮物绝对测定的影响，一般采用 双波长测定（254nm为测定波长，546nm为扣除 背景）
UV（紫外）吸收监测仪
仪器以低压汞灯作为紫外光源，光源发出的紫外光 通过滤光片分离出254nm的紫外光和546nm的可见光， 采用双波长分光光度计作为参考波长，并且由光电二 极管检测出光强，检测出的信号通过放大器送到微处 理器，546nm的光强用于补偿浊度的影响，经过计算 后输出测量结果