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UV法COD在线监测仪在监控污水处理出水的应用

发表时间：2021/5/6 来源：《中国科技信息》2021年6月作者：卢宁

[导读] 通过对安装在污水处理工序出水COD在线监测仪的验收监测工作，总结了UV法在线COD监测仪在实现对城市污水处理出水快速、准确、经济的在线监控时各方面性能的优异表现；结合UV法在线COD监测仪的工作原理及其示值溯源的实现，指出了该系统存在明显的应用局限性。

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摘要：通过对安装在污水处理工序出水COD在线监测仪的验收监测工作，总结了UV法在线COD监测仪在实现对城市污水处理出水快速、准确、经济的在线监控时各方面性能的优异表现；结合UV法在线COD监测仪的工作原理及其示值溯源的实现，指出了该系统存在明显的应用局限性。
关键词：COD;UV法COD在线监控仪;水质
        第1章国标测量方法
        第1.1节原理
        COD重铬酸钾法从建立至今已有100多年的历史，在强酸性溶液中，一定量的重铬酸钾氧化水样中还原性物质，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂、用硫酸亚铁铵溶液回滴。根据用量算出水样中还原性物质消耗氧的量。

         由此可见，在上述反应条件下，它具有较高的氧化能力，足以使许多有机化合物的氧化率达95～100%。
为了促使水中还原性物质的充分氧化，需要加入硫酸银作催化剂，为使硫酸银分布均匀，常将其定量加入浓硫酸中，待其全部溶解后(约需2d)使用。
        第1.2节干扰及其消除
        酸性重铬酸钾氧化性很强，可氧化大部分有机物，加入硫酸银作催化剂时，直链脂肪族化合物可完全被氧化，而芳香族有机物却不易被氧化，吡啶不被氧化，挥发性直链脂肪族化合物、苯等有机物存在于蒸气相，不能与氧化剂液体接触，氧化不明显。氯离子能被重铬酸盐氧化，并且能与硫酸银作用产生沉淀，影响测定结果，故在回流前向水样中加入硫酸汞，使成为络合物以消除干扰。氯离子含量高于1000mg/L的样品应先作定量稀释，使含量降低到1000mg/L以下，再行测定。
        第1.3节方法的适用范围
        用0.25mg／L浓度的重铬酸钾溶液可测定大于50mg／L的COD值，未经稀释水样的测量上限是700mg／L，用0．025mol／L浓度的重铬酸钾溶液可测定5～50mg／L的COD值，但低于lOmg／L时测量准确度较差。
        第2章UV法测量COD
        第2.1节工作原理
        仪器的基本测量原理是基于污水中的有机物对紫外线的吸收。工作过程是在流动的样品池中充满要测量的污水，发光光源发出强烈的紫外光通过样品池到达半透反射镜将光束一分为二，一路光（工作光束）直射到光电元件，另一路光（参比光束）照到另一光电元件，工作光束和参比光束的工作波长不同，污水对其光学能量的吸收也不同。根据郎伯-比耳定律：
       （1）
        UV法测量COD采用双波长方式，经过推导，将上式化为：
       （2）公式中：
        C   被测样品的COD含量
        K   仪器常数
        λ0 入射光束能量
        λx 出射光束能量
        λR 参比光束能量
        λw 工作光束能量
        通过（2式）可知被测污水中COD的含量与λR、λw的比值有关。同时由于利用双光束测量，被测样品色度、浊度、悬浮物发生变化时同时影响λR、λw，但不影响λR、λw的比值，特别是水中的氯离子的存在也可同样进行补偿测量，这却是化学法不能胜任的。
        第2.2节 CODuv值溯源CODCr值的实现
        从上面的工作原理，我们可以看出，在线测量的CODuv值与CODCr值是有差别的，CODuv值只是反映了污水样品中综合污染物对紫外光产生特征吸收的测量值，这个CODuv值必须溯源成CODCr值，才能评价水样被还原性污染物污染的程度。
        因此，要实现对污水处理厂出水排放口的还原性污染物的污染状况在线监控，就必须将综合性污染物对紫外特征吸收所产生的信号转换成反映CODCr值信号，真正实现对污水排放口所排污水COD受污状况的在线监控。
        第2.3节参数测试
        对UV法COD在线监测仪的六个技术参数进行测试。
        2.3.1重现性或精密度测试
        用分析纯邻苯二甲酸氢钾配制成250mg/L试验液，在在线COD监测仪上测试6次，记录各次测试值计算其平均值的相对标准偏差，结果如下表1。
        2.3.2零点漂移检验
        按照GB/T11914-1989方法制得的不含还原性物质的蒸馏水作为零点校正液进行仪器零点漂移检验，在线COD监测仪连续测定，每5分钟读一个数值，得到12个连续检验数值，利用该段时间的初期零值作为仪器的零点漂移值。结果记录如下表2。

        第2.4节应用效果分析
        从上述技术指标的测试结果看，UV法在线COD监测仪监测数据的精密度指标相对标准偏差为0.81%，说明UV法在线COD监测仪的应用能够满足高要求的测量精度。
        UV法在线COD监测仪在零点和量程漂移上的表现也是比较出色。明显优于国标重铬酸钾法在同样浓度范围测量准确度±5%的室内相对误差要求。
        对UV法在线COD监测仪与国标重铬酸钾法在方法比对上的数据进行分析会发现，对同一个样品检测两次的相对误差，UV法在线COD监测仪都要比国标重铬酸钾法优异一些。
        从UV法在线COD监测仪工作原理上看，UV法还具有明显适于应用在线监控的特点。
        第3章结论
        UV法在线COD监测仪在实现对城市污水处理出水快速、准确、经济的在线监控时表现了良好的性能，测试精密度、零点漂移、量程漂移性能指标甚至可以和实验室内COD分析媲美。由于在线监测仪本身示值的定值由国标方法得来，所以在线监测仪和国标方法测试COD的比对结果也呈现出很好的一致性和稳定性，在线得到的数据能够表征污水处理工序出水COD污染物的污染状况。
参考文献
[1]《EW2100COD在线自动分析仪使用说明书》北京市东西分析仪器有限公司
[2]《关于C0D、TOC和UV计三种水质自动监测仪器的比较》中国环境科学出版社
[3]《水和废水监测分析方法》第四版中国环境科学出版社