COD在線監(jiān)測(cè)儀表在水處理工程中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

陳琥

摘 要：文章對(duì)COD在線監(jiān)測(cè)儀表測(cè)量原理進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，并從工業(yè)廢水和地面水兩種進(jìn)水水質(zhì)角度分別介紹了測(cè)量方法的選擇。希望通過(guò)文章的分析，能夠?qū)ο嚓P(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：COD；水處理；應(yīng)用

COD是對(duì)水中污染物排放總量進(jìn)行衡量的一個(gè)重要指標(biāo)，其對(duì)于廢水研究、污水效果評(píng)價(jià)以及污水監(jiān)測(cè)都有著十分重要的意義。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，COD分析儀器越來(lái)越多，功能也越來(lái)越全面，尤其是COD在線監(jiān)測(cè)儀表的出現(xiàn)，能夠及時(shí)獲取COD數(shù)據(jù)。除此之外，該儀器還能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)，及時(shí)將數(shù)據(jù)發(fā)送到相應(yīng)系統(tǒng)。這樣一來(lái)，工作人員就能夠在第一時(shí)間掌握水質(zhì)變化情況，為開展水質(zhì)控制工作提供當(dāng)前可靠依據(jù)。COD在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用對(duì)于開展水體污染物實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的意義是十分重大的。從目前我國(guó)的實(shí)際發(fā)展情況來(lái)看，必須建立一套完善的COD在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以不斷提升監(jiān)測(cè)能力?；诖耍恼聦?duì)COD在線監(jiān)測(cè)儀表進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

1 COD在線分析儀表概述

1.1 工作原理

過(guò)去水質(zhì)檢測(cè)工作主要是由人工采樣，然后送至檢測(cè)中心化驗(yàn)室對(duì)水進(jìn)行一系列分析。在這種檢測(cè)模式下，雖然獲取的檢測(cè)結(jié)果更全面、更準(zhǔn)確，但是花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，不利于對(duì)污水進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。而COD在線監(jiān)測(cè)儀表最大的特點(diǎn)在于實(shí)時(shí)性、自動(dòng)性和連續(xù)性，能夠在第一時(shí)間得到檢測(cè)結(jié)果。但是，由于COD在線監(jiān)測(cè)儀表的使用并不能將實(shí)驗(yàn)室分析過(guò)程再現(xiàn)出來(lái)，所以其檢測(cè)原理也存在較大差別[1]。以下，對(duì)幾種常見檢測(cè)方式的原理進(jìn)行介紹。

COD的測(cè)量原理是提供氧化劑與水樣產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)氧化劑消耗量對(duì)COD濃度進(jìn)行確定。非高氯污水是較為常見的一種污水，通常情況下選擇重鉻酸鹽法對(duì)其進(jìn)行分析，也就是說(shuō)，選取一定量的重鉻酸鉀作為氧化劑，在強(qiáng)酸介質(zhì)下通過(guò)催化劑銀鹽作用氧化耗氧物質(zhì)，再通過(guò)指示劑滴定未被還原的重鉻酸鉀，通過(guò)消耗指示劑量就能夠得出消耗氧質(zhì)量濃度。如果是高氯廢水，一般選擇碘化鉀堿性高錳酸鉀法，主要是因?yàn)槠淠軌蛴行П苊鈾z測(cè)過(guò)程中高濃度氯離子的干擾，最后根據(jù)碘計(jì)算出消耗氧濃度并轉(zhuǎn)換為質(zhì)量濃度。

一般來(lái)說(shuō)，COD在線監(jiān)測(cè)儀表測(cè)量原理主要有兩類：第一類，氧化劑和水樣反應(yīng)。但是需要注意的是，對(duì)于不同水質(zhì)，選取的氧化劑種類也是不同的，而且在氧化方法上也有所區(qū)別。電化學(xué)法是將工作電極進(jìn)行通電，這樣一來(lái)在樣劑中就會(huì)產(chǎn)生OH基，再將其作為氧化劑。在OH基不斷消耗和產(chǎn)生的過(guò)程中，電極系統(tǒng)中一直存在電流，因?yàn)殡娢皇呛愣ǖ模噪娏骱秃难跷餄舛扰cOH基消耗量有著密切關(guān)系，通過(guò)計(jì)算，就可以準(zhǔn)確獲得消耗氧的質(zhì)量濃度。第二類，光學(xué)法。以紫外線法為例，如果在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中光吸收系數(shù)和高錳酸鉀或者是化學(xué)需氧量指數(shù)存在相關(guān)性，那么就可以將紫外線儀光吸收系數(shù)轉(zhuǎn)換為高錳酸鉀系數(shù)或者是化學(xué)需氧量。光源發(fā)出的光在通過(guò)采樣板或者是吸收池時(shí)，光電系統(tǒng)接受透過(guò)水樣的輻射光照后會(huì)產(chǎn)生電信號(hào)，然后在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這樣就能夠得到光吸收系數(shù)，SAC=A×1000/lm-l，對(duì)SAC進(jìn)行折算就能夠得到COD值[2]。

1.2 功能

通過(guò)前文介紹我們知道，COD在線監(jiān)測(cè)儀表是一種連續(xù)在線工作的儀器，其功能（特點(diǎn)）主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）采樣方式多種多樣。這是由于水質(zhì)不同所決定的，采樣方式主要有任意間隔時(shí)間采樣、整點(diǎn)采樣點(diǎn)以及等比例采樣等。同時(shí)，采樣接口也存在不同；（2）可以對(duì)時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，根據(jù)監(jiān)測(cè)需要對(duì)檢測(cè)頻次進(jìn)行設(shè)定；（3）在高溫條件下或者是通過(guò)強(qiáng)氧化劑消解，根據(jù)水質(zhì)情況調(diào)節(jié)反應(yīng)時(shí)間，確保氧化的高效；（4）分析周期短，真正做到了實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。一般來(lái)說(shuō)，在2～6min內(nèi)就可以完成監(jiān)測(cè)，最長(zhǎng)監(jiān)測(cè)時(shí)間不超過(guò)2h，為開展水質(zhì)控制工作提供了更加可靠的數(shù)據(jù)；（5）測(cè)定范圍廣，為10～2000mg/L，有時(shí)甚至達(dá)到100000mg/L；（6）自動(dòng)化水平高。從最初的采樣、稀釋，再到測(cè)量、量程轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，而且還能夠自動(dòng)進(jìn)行校標(biāo)和清洗；（7）可以將檢測(cè)數(shù)據(jù)輸出到相應(yīng)系統(tǒng)

中，對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)圖表進(jìn)行打印，并具備監(jiān)控功能，能夠遠(yuǎn)程通信；（8）能對(duì)自身運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢查，一旦檢測(cè)到儀表自身存在故障，可及時(shí)報(bào)警；（9）一旦發(fā)生斷電情況，儀表自身能夠進(jìn)行斷電保護(hù)，來(lái)電時(shí)將自動(dòng)恢復(fù)工作狀態(tài)；（10）可多次使用同一試劑，并且有些監(jiān)測(cè)不需要用到化學(xué)試劑，不會(huì)產(chǎn)生二次污染；（11）運(yùn)行穩(wěn)定，便于維護(hù)，而且維護(hù)費(fèi)用比較低。

2 COD測(cè)量方法的選擇

2.1 工業(yè)廢水

工業(yè)廢水一般選擇重鉻酸鉀回流法[3]。操作步驟：（1）如果水樣COD值不超過(guò)50mg/L，那么應(yīng)當(dāng)選擇濃度比較低的重鉻酸鉀溶液進(jìn)行氧化處理，待加熱回流之后，再選取濃度較低的硫酸亞鐵回滴；（2）如果水樣未經(jīng)過(guò)稀釋，那么測(cè)定上限應(yīng)當(dāng)控制在700mg/L，如果超過(guò)這一上限，就必須對(duì)水樣進(jìn)行稀釋，然后再測(cè)定；（3）如果水樣污染情況比較嚴(yán)重，那么需要分別選取體積為十分之一的試料和試劑，將其放入到玻璃管（10×150mm）中，搖勻，加熱至沸騰，對(duì)溶液顏色進(jìn)行觀察。如果溶液變?yōu)樗{(lán)綠色，則少取試料，再次重復(fù)上述步驟，直到溶液顏色為非藍(lán)綠色為止，從而將水樣稀釋倍數(shù)確定出來(lái)；（4）將試料置于錐形瓶；（5）空白試驗(yàn)；（6）校核試驗(yàn)，對(duì)20mL鄰苯二甲酸氫鉀溶液COD值進(jìn)行測(cè)定；（7）去干擾試驗(yàn)；（7）水樣測(cè)定。

2.2 地面水

地面水通常選擇庫(kù)侖滴定法。（1）消解系統(tǒng)預(yù)處理。首先將消解系統(tǒng)置于洗液中進(jìn)行浸泡24h，取出并沖洗干凈。加入20mL水、硫酸和10mL K2Cr2O7（0.05N），加熱回流2h，再?zèng)_洗干凈；（2）標(biāo)定扣除本底空白。吸取10mL重二次蒸餾水，計(jì)入3mL0.05N重鉻酸鉀溶液，緩慢滴入27mL硫酸，置入2粒左右玻璃珠，回流。15min后停止加熱，待冷卻之后，加入33mL重蒸餾水和7mL0.5M硫酸鐵溶液，最后進(jìn)行攪拌和庫(kù)倫滴定；（3）水樣測(cè)定。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，文章簡(jiǎn)單介紹了COD值測(cè)量方法的選擇，并詳細(xì)介紹了COD在線監(jiān)測(cè)儀表的工作原理和功能。目前，COD在線監(jiān)測(cè)儀表憑借自身種種優(yōu)勢(shì)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]謝高超，鄧秋生.在線COD-Cr監(jiān)測(cè)儀的測(cè)量原理和儀器維護(hù)[J].化工自動(dòng)化及儀表，2015（7）.

[2]申創(chuàng)，姚毅，王勁柏，等.COD自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)儀的故障特征選擇和識(shí)別研究[J].化工自動(dòng)化及儀表，2014（23）.

[3]張?zhí)煜?ELOX 100型在線COD監(jiān)測(cè)系統(tǒng)常見問(wèn)題及處理[J].中國(guó)石油化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013（7）.