專利名稱：雙模聯(lián)動水質(zhì)在線監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種把uv法和化學法相結(jié)合的雙模聯(lián)動水質(zhì)在線監(jiān)測方法，并且尤 其涉及將UV法與國標方法在儀器中實現(xiàn)自動在線比對、計算相關(guān)關(guān)系用于COD在線快速測 量的方法。
背景技術(shù)：
隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展，環(huán)境污染也日趨嚴重，目前各類水系大部分都存在不同程 度的污染?；瘜W需氧量(Chemical Oxygen Demand,簡稱COD)是指水體中易被強氧化劑氧化 的還原性物質(zhì)所消耗的氧化劑的量，結(jié)果折成氧的量，以mg/L計，它是表征水體中還原性 物質(zhì)的綜合性指標，是水環(huán)境監(jiān)測中最重要的有機污染綜合指標之一?？傆袡C碳(TOC)，是 以碳的含量表示水體中有機物質(zhì)量的綜合指標，常常用來評價水體中有機物污染的程度。
目前市場上的COD在線監(jiān)測儀器非常多，檢測方法按照原理分，可分為物理法和 化學氧化法。 物理法是紫外吸光度(Ultraviolet Absorbance，簡稱UVA，或UV)法，其利用有機 化合物在254nm波長處的吸收來測定的，為了減少懸浮物質(zhì)對測定的影響，一般都采用雙 波長測定(254nm為測量波長，550nm為扣背景)。與化學氧化法的測定有著本質(zhì)上的區(qū)別。 該方法測定系純物理光學方法，沒有化學反應、無需化學試劑，測定過程中沒有化學反應， 不受氯離子干擾，無二次污染，響應速度快、儀器故障率低、維護量小，易于做到在線監(jiān)測。 但是UV法也存在著其方法本身的缺點在用UV法測定COD的時候，往往依靠UV和COD的 相關(guān)關(guān)系來推算COD的數(shù)值。而目前我國的廢水處理水平尚不太高，廢水水樣的成分比較 復雜，只通過UV與COD的相關(guān)關(guān)系來推算COD時；如果水樣成分變化比較大，因為相關(guān)系數(shù) 的大小與水樣成分有很大關(guān)系，因此需要通過比對經(jīng)常標定相關(guān)系數(shù)，或需盡可能地收集 較長時間的比對數(shù)據(jù)才能保證測量的準確性。因此，UV法的在線監(jiān)測儀器，只適用于比較 穩(wěn)定的水質(zhì)的監(jiān)測，對于水質(zhì)變化較大的水質(zhì)，難以保證準確性。而且UV法在測定過程中， 必須和國標法進行比對，數(shù)據(jù)才具有可靠性。如果僅憑實驗室來做UV法與國標法的對比實 驗，那工作將會變得繁瑣，工作量很大。
UV法測定TOC也是同理。 化學氧化法分為重鉻酸鉀氧化法(C0D&)和高錳酸鹽指數(shù)(CODJ 。重鉻酸鉀氧化 法(C0D&)適用于污水的COD的測定。高錳酸鹽指數(shù)(C0Dto)適用于清潔水的COD的測定。 重鉻酸鉀氧化法(C0Dtt)，主要測定污水的COD含量，測量準確，但是操作復雜，測量一次最 快約30分鐘，時間較長，產(chǎn)生二次污染，而且受水中氯離子的干擾。高錳酸鹽指數(shù)(C0Dto) 只能測定清潔水，測定一次最快約30分鐘，測定時間較長，過程比較復雜，不能實現(xiàn)實時測 量。以上兩種化學方法的COD在線監(jiān)測儀器，結(jié)構(gòu)相對復雜，故障率較高，日常維護量較大， 只能每隔一個時段對污水進行采樣測量，不能實時監(jiān)測。 按照工作原理分，TOC分析儀可分為燃燒氧化一非分散紅外吸收法、電導法、氣象 色譜法、濕法氧化一非分散紅外吸收法等。其中燃燒氧化一非分散紅外吸收法只需要一次性轉(zhuǎn)化，流程簡單、重現(xiàn)性好、靈敏度高，因此TOC在線監(jiān)測儀器主要采用燃燒氧化一非分 散紅外吸收法。但是此方法受氯離子干擾嚴重，儀器結(jié)構(gòu)復雜，長期連續(xù)測量，維護量大。
現(xiàn)有方法中，都是單一的使用一種物理法或化學法，對水質(zhì)進行監(jiān)測，而這兩種方 法本身都存在著缺陷，不能滿足水質(zhì)在線監(jiān)測的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是為了解決UV法測定的結(jié)果需要和國標法進行比對的問題。雙模聯(lián) 動水質(zhì)在線監(jiān)測方法結(jié)合了物理法和化學法的優(yōu)點，實現(xiàn)了 UV法和國標方法的比對實驗 的自動化，同時保證了測量的實時性和準確性。
本發(fā)明是把uv法的測定模塊和國標的化學法的測定模塊相結(jié)合?；趗v法的測
量模塊(以下簡稱UV模塊)可以對水質(zhì)進行實時測量(最快3秒鐘一次)；同時，基于化 學法的測量模塊(以下簡稱化學測量模塊)按設(shè)定時間進行測量(可設(shè)定0. 5小時-30天 測量一次)，將兩種方法的數(shù)據(jù)進行比對，再結(jié)合零點測定，確定UV值與國標法的化學法測 定的結(jié)果的相關(guān)關(guān)系，從而求出線性關(guān)系式，并輸入到UV模塊作為C0D或T0C值的運算公 式(即用化學測量模塊為UV測量模塊進行相關(guān)系數(shù)的標定)。 在下次化學測量模塊標定前，UV模塊將利用上次標定的相關(guān)系數(shù)用于實時測量水 中的C0D或T0C值。 —種UV法和化學法相結(jié)合的雙模聯(lián)動水質(zhì)在線監(jiān)測方法，包括以下步驟
(1)儀器的標定，其中UV法進行零點標定，測定蒸餾水的UV值；然后分別用化學 檢測模塊和UV檢測模塊檢測同一時間水樣，兩組數(shù)據(jù)進行線性回歸處理，計算相關(guān)方程
COD或T0C = k UV+b 式中，UV表示紫外吸光度值，無量綱或量綱為1/m ;COD表示化學需氧量值，量綱為 mg/L ;T0C表示總有機碳值，量綱為mg/L ;k表示線性方程的斜率；b表示線性方程的截距；
(2)把計算出的相關(guān)方程輸入到UV檢測模塊，水樣流經(jīng)UV檢測模塊，UV模塊進行 實時測定，每3-30秒鐘測定一次，利用方程式來計算C0D或T0C含量；
(3)按照設(shè)定好的時間進行標定，重新計算相關(guān)方程。 根據(jù)水質(zhì)的變化情況，可設(shè)定化學檢測模塊的檢測時間(0. 5小時-30天)，重新對 儀器進行標定，確定相關(guān)方程，保證下一時段UV測量的準確性。測定過程中，如果UV值連 續(xù)N次(N>3)有較大變化(其中N〉3只是示例性的，其僅是為了對本發(fā)明進行解釋說 明，而并不是對本發(fā)明的限制)，說明水質(zhì)發(fā)生變化，儀器將自動進行標定。本發(fā)明可以很好 的解決在線監(jiān)測中UV法與國標法的比對問題，同時保證了 UV測量的準確性。


圖1示出了本發(fā)明的實施例的標定流程圖；
圖2示出了本發(fā)明的實施例的檢測流程圖。
具體實施例方式圖1示出了本發(fā)明的實施例的標定流程圖，其中
(1)UV法進行零點標定，即測定蒸餾水的UV值；
(2)分別用化學檢測模塊和UV檢測模塊，檢測同一時段的水樣；
(3)對兩組數(shù)據(jù)進行線性回歸分析，計算出相關(guān)方程
COD或TOC = k UV+b 式中，UV——紫外吸光度值(無量綱，或1/m);
COD——化學需氧量(mg/L);
TOC——總有機碳(mg/L);
k——線性方程的斜率；
b——線性方程的截距。 圖2示出了本發(fā)明的實施例的檢測流程圖，其中標定之后，把計算出的相關(guān)方程 輸入到UV檢測模塊，水樣流經(jīng)UV檢測模塊，UV模塊進行實時測定，每3-30秒鐘測定一次 (即最快3秒鐘一個數(shù)據(jù))，利用方程式來計算COD或TOC含量；當?shù)竭_設(shè)定時間(可設(shè)定 0. 5小時-30天)或者當UV值連續(xù)N次(N > 3)發(fā)生突變的時候(其中N > 3只是示例性 的，其僅是為了對本發(fā)明進行解釋說明，而并不是對本發(fā)明的限制)，會自動進行標定，重新 計算相關(guān)方程。 可見，根據(jù)水質(zhì)的變化情況，可設(shè)定化學檢測模塊的檢測時間，重新對儀器進行標
定，確定相關(guān)方程，保證下一時段UV測量的準確性。測定過程中，如果UV值連續(xù)N次(N >
3)發(fā)生突變(其中N〉3只是示例性的，其僅是為了對本發(fā)明進行解釋說明，而并不是對本
發(fā)明的限制)，說明水質(zhì)發(fā)生變化，儀器將自動進行標定。 根據(jù)所測定的水樣不同，和測定的指標不同，還可以有如下方式 為了減少懸浮物質(zhì)對測定的影B向，UV檢測模塊可以采用雙波長測定(254nm為測
量波長，550nm為扣背景)； 如果所測定的水質(zhì)為污水，化學檢測模塊可以采用CODcr的檢測模塊； 如果所測定的水質(zhì)為清潔水或地表水，化學檢測模塊可以采用CODMn的檢測模
塊； 如果水質(zhì)需要監(jiān)測的指標是TOC，化學檢測模塊可以采用TOC的檢測模塊；
—些其他可以用UV法檢測的指標，需要和標準化學方法進行比對的，可換成相應 化學檢測模塊； 測定同一指標的化學檢測模塊，可采用不同的國家標準的化學檢測方法。
本發(fā)明的雙模聯(lián)動水質(zhì)在線監(jiān)測技術(shù)結(jié)合了物理法和化學法的優(yōu)點，實現(xiàn)了 UV 法和國標方法的比對實驗的自動化，同時保證了測量的實時性和準確性。即使被檢測的水 樣不是很穩(wěn)定，也可以對數(shù)據(jù)進行即時的修正。作為階段性變化的水樣，也不需要人工來做 UV法與國標法的比對實驗，可謂實現(xiàn)了在線檢測和自動比對實驗。本發(fā)明適用于除制糖和 釀酒行業(yè)的廢水之外的任何水質(zhì)的在線測定，由于酒精和糖類物質(zhì)系直鏈烴有機物，在紫 外254nm沒有吸收，所以制糖和釀酒廢水建議直接使用CODcr或者TOC在線監(jiān)測方法。
這里公開的實施例是示例性的，其僅是為了對本發(fā)明進行解釋說明，而并不是對 本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以預見的改良和擴展都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種UV法和化學法相結(jié)合的雙模聯(lián)動水質(zhì)在線監(jiān)測方法，包括以下步驟(1)儀器的標定，其中UV法進行零點標定，測定蒸餾水的UV值；然后分別用化學檢測模塊和UV檢測模塊檢測同一時間水樣，兩組數(shù)據(jù)進行線性回歸處理，計算相關(guān)方程COD或TOC＝k UV+b式中，UV表示紫外吸光度值，無量綱或量綱為l/m；COD表示化學需氧量值，量綱為mg/L；TOC表示總有機碳值，量綱為mg/L；k表示線性方程的斜率；b表示線性方程的截距；(2)把計算出的相關(guān)方程輸入到UV檢測模塊，水樣流經(jīng)UV檢測模塊，UV模塊進行實時測定，每3-30秒鐘測定一次，利用標定后得到的K和b值計算得出COD或TOC含量；(3)按照設(shè)定好的時間進行標定，重新計算相關(guān)方程。
2. 如權(quán)利要求1所述的雙模聯(lián)動水質(zhì)在線監(jiān)測方法，其中 如果所測定的水質(zhì)為污水，化學檢測模塊可以采用重鉻酸鉀氧化法的檢測模塊。
3. 如權(quán)利要求1所述的雙模聯(lián)動水質(zhì)在線監(jiān)測方法，其中如果所測定的水質(zhì)為清潔水或地表水，化學檢測模塊可以采用高錳酸鹽指數(shù)的檢測模塊。
4. 如權(quán)利要求1所述的雙模聯(lián)動水質(zhì)在線監(jiān)測方法，其中 如果水質(zhì)需要監(jiān)測的指標是TOC，化學檢測模塊可以采用TOC的檢測模塊。
5. 如上述任一權(quán)利要求所述的雙模聯(lián)動水質(zhì)在線監(jiān)測方法，其中 測定同一指標的化學檢測模塊，可采用不同的國家標準的化學檢測方法。
6. 如權(quán)利要求1所述的雙模聯(lián)動水質(zhì)在線監(jiān)測方法，其中 步驟(3)中的時間可設(shè)定為0. 5小時-30天。
7. 如權(quán)利要求1所述的雙模聯(lián)動水質(zhì)在線監(jiān)測方法，其中 步驟(3)中的時間可以根據(jù)水質(zhì)的變化情況來設(shè)定。
8. 如權(quán)利要求1所述的雙模聯(lián)動水質(zhì)在線監(jiān)測方法，其中步驟(3)中，當UV值發(fā)生突變N次時，其中N > 3，儀器也會自動標定，重新計算相關(guān)方
全文摘要
本發(fā)明主要是為了解決UV法測定的結(jié)果需要和國際標準法進行比對的問題，是一種UV法和化學法相結(jié)合的雙模聯(lián)動水質(zhì)在線監(jiān)測方法，基于UV法的測量模塊(以下簡稱UV模塊)可以對水質(zhì)進行實時測量(最快3秒鐘一次)；同時，基于化學法的測量模塊(以下簡稱化學測量模塊)按設(shè)定時間進行測量(根據(jù)水質(zhì)變化情況可設(shè)定0.5小時-30天測量一次)，將兩種方法的數(shù)據(jù)進行比對，再結(jié)合零點測定，確定UV值與國標法的化學法測定的結(jié)果的相關(guān)關(guān)系，從而求出線性關(guān)系式，并輸入到UV模塊作為COD或TOC值的運算公式(即用化學測量模塊為UV測量模塊進行相關(guān)系數(shù)的標定)，實現(xiàn)了UV法和國際方法的比對實驗的自動化，同時保證了測量的實時性和準確性。
文檔編號G01N21/33GK101793820SQ200910119788
公開日2010年8月4日 申請日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者劉宇兵, 楊會霞, 肖巍 申請人:廣州市怡文環(huán)境科技股份有限公司