專利名稱：酸、堿一機(jī)高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)及其檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的水質(zhì)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)，尤其涉及ー種高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
高錳酸鹽指數(shù)是反映水體中有機(jī)及無機(jī)可氧化物質(zhì)的常用指標(biāo)。地表水、飲用水、水源水高錳酸鹽指數(shù)測定采用國標(biāo)《水 質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的測定》(GB 11892-89)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對于氯離子濃度> 300mg/L，采用附錄A堿性高錳酸鹽指數(shù)法。而目前市售的在線高錳酸鹽指數(shù)測定儀多數(shù)采用酸性高錳酸鉀法，我國符合國家標(biāo)準(zhǔn)方法的堿性高錳酸鹽指數(shù)法在線監(jiān)測儀器尚未面世。因此對于氯離子含量很高的水樣和水質(zhì)不斷變化(鹽度發(fā)生變化)的水體而言，現(xiàn)有的単一酸性高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測裝置無法實(shí)現(xiàn)此類水體的準(zhǔn)確性測定。例如黃埔江吳淞ロ屬潮汐河段，受東海潮波的影響，又是黃浦江泄洪的主要通道，它兼有河口潮汐河段水文情勢的特點(diǎn)。氯離子濃度處于不停的變化之中，這給在線監(jiān)測儀器的選擇帶來了麻煩。采用酸性高錳酸鉀法時(shí)，咸潮入侵帶來大量的氯離子，干擾測定；采用堿性高錳酸鉀法時(shí)，落潮時(shí)黃浦江水氯離子則不會對測定產(chǎn)生影響，造成大量強(qiáng)酸強(qiáng)堿的浪費(fèi)。因此本發(fā)明從經(jīng)濟(jì)環(huán)保的角度出發(fā)，提供ー種酸、堿高錳酸鹽指數(shù)法兩標(biāo)準(zhǔn)方法ニ合一的測定高錳酸鹽指數(shù)的技術(shù)裝置，彌補(bǔ)了現(xiàn)有單ー技術(shù)裝置存在的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有單一酸性高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測裝置不能準(zhǔn)確判定水質(zhì)不斷變化的水體和含高氯水樣的情況，提供了ー種酸、堿ー機(jī)高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)。ー種酸、堿ー機(jī)高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于包括ARM9主控系統(tǒng)，高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測儀，氯離子濃度測量儀；所述ARM9主控系統(tǒng)通過CAN總線分別與所述高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測儀和所述氯離子濃度測量儀相連接；所述高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測儀包括蠕動泵、計(jì)量杯、液位檢測器、十孔多位閥、消解滴定裝置、水樣、試劑、蒸餾水；所述試劑包括高錳酸鉀、硫酸、草酸鈉、氫氧化鈉、清洗液；所述水樣、高錳酸鉀、硫酸、草酸鈉、氫氧化鈉、蒸餾水、清洗液分別與所述十孔多位閥的分配端ロ相連接，所述計(jì)量杯的下端與所述十孔多位閥的公共端ロ相連接，所述蠕動泵通過一管路與所述計(jì)量杯的上端相連接，所述液位檢測器安裝在所述計(jì)量杯的上部，所述十孔多位閥的ー個(gè)分配端ロ與所述消解滴定裝置的進(jìn)出液ロ相連接。作為優(yōu)選，所述消解滴定裝置包括消解-滴定池，光電比色終點(diǎn)判定裝置，攪拌子，加熱座，攪拌電機(jī)，所述光電比色終點(diǎn)判定裝置安裝在所述消解-滴定池的兩側(cè)，所述攪拌子置于所述消解-滴定池內(nèi)的底部，所述加熱座安裝在所述消解-滴定池外側(cè)的四周，所述攪拌電機(jī)安裝在所述消解-滴定池的下端。
作為優(yōu)選，所述ARM9主控系統(tǒng)是根據(jù)氯離子含量的測定結(jié)果來判定和控制酸、堿法兩法之間的轉(zhuǎn)換。酸、堿ー機(jī)高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測高錳酸鹽指數(shù)的方法，其特征在于a.氯離子濃度測量儀分析水樣氯離子濃度后，通過ARM9主控系統(tǒng)，確定選擇采用酸性或堿性高錳酸鹽指數(shù)法進(jìn)行測定；b.通過十孔多位閥、蠕動泵、計(jì)量杯分別將一定體積的水樣和試劑推入消解-滴定池內(nèi)，啟動攪拌電機(jī)帶動攪拌子開始攪拌，加熱升溫至98°C，進(jìn)行恒溫消解，消解過程中液體不沸騰； c.消解完畢，降溫至80°C，停止攪拌；d.通過十孔多位閥、蠕動泵、計(jì)量杯將一定體積的草酸鈉推入消解-滴定池內(nèi)，開始攪拌，并恒溫加熱至75 °C ；e.通過十孔多位閥、蠕動泵將一定體積的高錳酸鉀吸入計(jì)量杯中，然后蠕動泵控制計(jì)量杯向消解-滴定池中滴入高錳酸鉀，使草酸鈉和高錳酸鉀充分反應(yīng)；f.光電比色終點(diǎn)判定裝置判定接收到的測量光信號是否達(dá)到設(shè)定值，即是否達(dá)到滴定終點(diǎn)，判定結(jié)果如果達(dá)到滴定終點(diǎn)，則進(jìn)入下一歩；g.降溫至50°C，停止攪拌，記錄滴定時(shí)間，通過內(nèi)部公式計(jì)算出被測物質(zhì)的值作為優(yōu)選，在所述步驟a中，當(dāng)氯離子含量< 300mg/L，ARM9主控系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到酸性高錳酸鹽指數(shù)法進(jìn)行測定；在所述步驟b中，所加入的試劑為硫酸和高錳酸鉀。作為優(yōu)選，在所述步驟a中，當(dāng)氯離子含量> 300mg/L，ARM9主控系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到堿性高錳酸鹽指數(shù)法進(jìn)行測定；在所述步驟b中，所加入的試劑為氫氧化鈉和高錳酸鉀。作為優(yōu)選，所述監(jiān)測方法還包括設(shè)置在所述步驟C、d之間如下步驟通過十孔多位閥、蠕動泵、計(jì)量杯將一定體積的硫酸推入消解-滴定池內(nèi)，開始攪拌，并開始加熱至75。。。


圖I所示為酸、堿ー機(jī)高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)示意2所示為高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測儀結(jié)構(gòu)原理簡圖
具體實(shí)施例方式圖I所示為酸、堿ー機(jī)高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)示意圖，包括氯離子濃度測量儀、高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測儀和ARM9主控系統(tǒng)，ARM9主控系統(tǒng)通過CAN總線分別與高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測儀和氯離子濃度測量儀相連接；其中氯離子濃度測量儀用于測量水樣中氯離子的含量，通過該含量來確定使用酸性或堿性高錳酸鹽指數(shù)方法進(jìn)行測定，從而作為酸性或堿性高錳酸鹽指數(shù)兩標(biāo)準(zhǔn)方法轉(zhuǎn)換的監(jiān)控器；高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測儀用于測定水樣中的有機(jī)及無機(jī)可氧化物質(zhì)，酸性和堿性高錳酸鹽指數(shù)測定原理的差別在于，在酸性環(huán)境高錳酸鉀對氯離子有一定的氧化能力，而在堿性介質(zhì)中，高錳酸鉀的氧化能力稍減，它不能氧化水中的氯離子，因此根據(jù)水樣中氯離子的含量來執(zhí)行酸性高錳酸鹽指數(shù)流程或堿性高錳酸鹽指數(shù)流程進(jìn)行水樣高錳酸鹽指數(shù)指標(biāo)的測定；ARM9主控系統(tǒng)是根據(jù)氯離子含量的測定結(jié)果來判定和控制酸、堿法兩法之間的轉(zhuǎn)換，當(dāng)氯離子含量< 300mg/L，ARM9主控系統(tǒng)便轉(zhuǎn)換到酸性高錳酸鹽指數(shù)法進(jìn)行測定，當(dāng)氯離子含量> 300mg/L，ARM9主控系統(tǒng)便轉(zhuǎn)換到堿性高錳酸鹽指數(shù)法進(jìn)行測定。圖2所示為高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測儀結(jié)構(gòu)原理簡圖，包括蠕動泵I、液位檢測器2、計(jì)量杯3、十孔多位閥4、水樣、試劑、蒸餾水、攪拌電機(jī)5、攪拌子6、加熱座7、光電比色終點(diǎn)判定裝置8、消解-滴定池9 ;其中試劑包括草酸鈉、高錳酸鉀、硫酸、氫氧化鈉、清洗液；消解-滴定池9、光電比色終點(diǎn)判定裝置8、攪拌子6、加熱座7、攪拌電機(jī)5組成消解滴定裝置，光電比色終點(diǎn)判定裝置8安裝在消解-滴定池9的兩側(cè)，攪拌子6置于消解-滴定池9內(nèi)的底部，加熱座7安裝在消解-滴定池9外側(cè)的四周，攪拌電機(jī)5安裝在消解-滴定池9的下端；水樣、高錳酸鉀、硫酸、草酸鈉、 氫氧化鈉、清洗液、蒸餾水分別與十孔多位閥4的分配端ロ相連接，計(jì)量杯3的下端與十孔多位閥4的公共端ロ相連接，蠕動泵I通過一管路與計(jì)量杯3的上端相連接，液位檢測器2安裝在計(jì)量杯3的上部，十孔多位閥4的ー個(gè)分配端ロ與消解滴定裝置的進(jìn)出液ロ相連接。本發(fā)明裝置檢測物質(zhì)的酸性高錳酸鹽指數(shù)方法，包括以下步驟a.氯離子濃度測量儀分析水樣氯離子濃度后，當(dāng)氯離子含量< 300mg/L，通過ARM9主控系統(tǒng)選擇酸性高錳酸鹽指數(shù)法進(jìn)行測定；b.通過十孔多位閥4、蠕動泵I、計(jì)量杯3分別將一定體積的水樣、硫酸和高錳酸鉀推入消解-滴定池9內(nèi)，啟動攪拌電機(jī)5帶動攪拌子6開始攪拌，加熱升溫至98°C，進(jìn)行恒溫消解，消解過程中液體不沸騰；c.消解完畢，降溫至80°C，停止攪拌；d.通過十孔多位閥4、蠕動泵I、計(jì)量杯3將一定體積的草酸鈉推入消解-滴定池9內(nèi)，開始攪拌,并恒溫加熱至75 °C ；e.通過十孔多位閥4、蠕動泵I將一定體積的高錳酸鉀吸入計(jì)量杯3中，然后蠕動泵I控制計(jì)量杯3向消解-滴定池9中滴入高錳酸鉀，使草酸鈉和高錳酸鉀充分反應(yīng)；f.光電比色終點(diǎn)判定裝置8判定接收到的測量光信號是否達(dá)到設(shè)定值，即是否達(dá)到滴定終點(diǎn)，判定結(jié)果如果達(dá)到滴定終點(diǎn)，則進(jìn)入下一歩；g.降溫至50°C，停止攪拌，記錄滴定時(shí)間，通過內(nèi)部公式計(jì)算出被測物質(zhì)的值。本發(fā)明裝置檢測物質(zhì)的堿性高錳酸鹽指數(shù)方法，包括以下步驟h.氯離子濃度測量儀分析水樣氯離子濃度后，當(dāng)氯離子含量> 300mg/L，通過ARM9主控系統(tǒng)選擇堿性高錳酸鹽指數(shù)法進(jìn)行測定；i.通過十孔多位閥4、蠕動泵I、計(jì)量杯3分別將一定體積的水樣、氫氧化鈉和高錳酸鉀推入消解-滴定池9內(nèi)，啟動攪拌電機(jī)5帶動攪拌子6開始攪拌，加熱升溫至98°C，進(jìn)行恒溫消解，消解過程中液體不沸騰；j.消解完畢，降溫至80°C，停止攪拌；k.通過十孔多位閥4、蠕動泵I、計(jì)量杯3將一定體積的硫酸推入消解-滴定池9內(nèi)，開始攪拌，并開始加熱至75°C ；I.通過十孔多位閥4、蠕動泵I、計(jì)量杯3將一定體積的草酸鈉推入消解-滴定池9內(nèi)，加熱恒溫至750C ；m.通過十孔多位閥4、蠕動泵I將一定體積的高錳酸鉀吸入計(jì)量杯3中，然后蠕動泵I控制計(jì)量杯3向消解-滴定池9中滴入高錳酸鉀，使草酸鈉和高錳酸鉀充分反應(yīng)；
η.光電比色終點(diǎn)判定裝置8判定接收到的測量光信號是否達(dá)到設(shè)定值，即是否達(dá)到滴定終點(diǎn)，判定結(jié)果如果達(dá)到滴定終點(diǎn)，則進(jìn)入下一歩；ο.降溫至50°C，停止攪拌，記錄滴定時(shí)間，通過內(nèi)部公式計(jì)算出被測物質(zhì)的值。這里公開的實(shí)施例是示例性的，其僅是為了對本發(fā)明進(jìn)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(yù)見的改良 和擴(kuò)展都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種酸、堿ー機(jī)高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于包括ARM9主控系統(tǒng)，高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測儀，氯離子濃度測量儀；所述ARM9主控系統(tǒng)通過CAN總線分別與所述高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測儀和所述氯離子濃度測量儀相連接；所述高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測儀包括蠕動泵、計(jì)量杯、液位檢測器、十孔多位閥、消解滴定裝置、水樣、試劑、蒸餾水；所述試劑包括高錳酸鉀、硫酸、草酸鈉、氫氧化鈉、清洗液；所述水樣、高錳酸鉀、硫酸、草酸鈉、氫氧化鈉、蒸餾水、清洗液分別與所述十孔多位閥的分配端ロ相連接，所述計(jì)量杯的下端與所述十孔多位閥的公共端ロ相連接，所述蠕動泵通過一管路與所述計(jì)量杯的上端相連接，所述液位檢測器安裝在所述計(jì)量杯的上部，所述十孔多位閥的ー個(gè)分配端ロ與所述消解滴定裝置的進(jìn)出液ロ相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的酸、堿ー機(jī)高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)其特征在于所述消解滴定裝置包括消解-滴定池，光電比色終點(diǎn)判定裝置，攪拌子，加熱座，攪拌電機(jī)，所述光電比色終點(diǎn)判定裝置安裝在所述消解-滴定池的兩側(cè)，所述攪拌子置于所述消解-滴定池內(nèi)的底部，所述加熱座安裝在所述消解-滴定池外側(cè)的四周，所述攪拌電機(jī)安裝在所述消解-滴定池的下端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的酸、堿ー機(jī)高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述ARM9主控系統(tǒng)是根據(jù)氯離子含量的測定結(jié)果來判定和控制酸、堿法兩法之間的轉(zhuǎn)換。
4.ー種使用上述任意權(quán)利要求之一所述的酸、堿ー機(jī)高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測高錳酸鹽指數(shù)的方法，其特征在于 a.氯離子濃度測量儀分析水樣氯離子濃度后，通過ARM9主控系統(tǒng)，確定選擇采用酸性或堿性高錳酸鹽指數(shù)法進(jìn)行測定； b.通過十孔多位閥、蠕動泵、計(jì)量杯分別將一定體積的水樣和試劑推入消解-滴定池內(nèi)，啟動攪拌電機(jī)帶動攪拌子開始攪拌，加熱升溫至98°C，進(jìn)行恒溫消解，消解過程中液體不沸騰； c.消解完畢，降溫至80°C，停止攪拌； d.通過十孔多位閥、蠕動泵、計(jì)量杯將一定體積的草酸鈉推入消解-滴定池內(nèi)，開始攪拌，并恒溫加熱至75 °C ； e.通過十孔多位閥、蠕動泵將一定體積的高錳酸鉀吸入計(jì)量杯中，然后蠕動泵控制計(jì)量量杯向消解-滴定池中滴入高錳酸鉀，使草酸鈉和高錳酸鉀充分反應(yīng)； f.光電比色終點(diǎn)判定裝置判定接收到的測量光信號是否達(dá)到設(shè)定值，即是否達(dá)到滴定終點(diǎn)，判定結(jié)果如果達(dá)到滴定終點(diǎn)，則進(jìn)入下一歩； g.降溫至50°C，停止攪拌，記錄滴定時(shí)間，通過內(nèi)部公式計(jì)算出被測物質(zhì)的值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的酸、堿ー機(jī)高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測高錳酸鹽指數(shù)的方法，其特征在干在所述步驟a中，當(dāng)氯離子含量< 300mg/L，ARM9主控系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到酸性高錳酸鹽指數(shù)法進(jìn)行測定；在所述步驟b中，所加入的試劑為硫酸和高錳酸鉀。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的酸、堿ー機(jī)高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測高錳酸鹽指數(shù)的方法，其特征在干在所述步驟a中，當(dāng)氯離子含量> 300mg/L，ARM9主控系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到堿性高錳酸鹽指數(shù)法進(jìn)行測定；在所述步驟b中，所加入的試劑為氫氧化鈉和高錳酸鉀。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或6所述的酸、堿ー機(jī)高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測高錳酸鹽指數(shù)的方法，其特征在于所述監(jiān)測方法還包括設(shè)置在所述步驟c、d之間如下步驟通過十孔多位閥、 蠕動泵、計(jì)量杯將一定體積的硫酸推入消解-滴定池內(nèi)，開始攪拌，并開始加熱至75。。。
全文摘要
一種酸、堿一機(jī)高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)及其檢測方法，包括ARM9主控系統(tǒng)，高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測儀，氯離子濃度測量儀；ARM9主控系統(tǒng)通過CAN總線分別與高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測儀和氯離子濃度測量儀相連接；高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測儀包括蠕動泵、計(jì)量杯、液位檢測器、十孔多位閥、消解滴定裝置、水樣、試劑、蒸餾水；水樣、試劑和蒸餾水分別與十孔多位閥的分配端口相連接，計(jì)量杯的下端與十孔多位閥的公共端口相連接，蠕動泵通過一管路與計(jì)量杯的上端相連接，液位檢測器安裝在計(jì)量杯的上部，十孔多位閥的一個(gè)分配端口與消解滴定裝置的進(jìn)出液口相連接；本發(fā)明從經(jīng)濟(jì)環(huán)保的角度出發(fā)，提供一種酸、堿高錳酸鹽指數(shù)法兩標(biāo)準(zhǔn)方法二合一的測定高錳酸鹽指數(shù)的技術(shù)裝置。
文檔編號G01N21/79GK102692415SQ20121017339
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者劉宇兵, 官宏祥, 李宏祥, 梁國康, 樊引琴, 王珊珠, 田華, 石平, 程溶, 趙艷梅, 郭正, 黃亮 申請人:廣州市怡文環(huán)境科技股份有限公司