污水CODuv在线监测仪

  COD（有机物的化学需氧量的简称）是污水排放的重要监测项目，也是国家颁布的“减排”和“总量控制”定量考核指标，因此迫切需要优质、低价的在线监测设备投入使用。以前的产品多是以重铬酸钾检测法（简称CODcr）为依据设计制造的，该类产品在加热消解过程中会产生较多的污染物危害环境，并且存在安全隐患；耗能耗时不是真正意义上的连续在线监测设备；同时所需试剂种类繁多，腐蚀性，造成仪器结构庞杂，故障率高，不易维护、价格昂贵等缺点，严重地制约了市场需求。1995年美国水务联合会（AWWA）等组织联合提出了紫外吸收有机污染检测法，而后日本研究发现某些水质的COD值与其紫外吸收值存在相关性，提出用其紫外吸收值来代表其CODuv的方案，并推出了此类仪器（如HORIBA公司的OPSA－120）。该法属于物理方法，故不需化学试剂，因此也不会产生污染物，而且结构大为简化，使前者的缺点得以克服。2005年国家环保总局将其列入标准方法（HJ/T191-2005），有力的推动了仪器的生产和使用，目前已大量的出现在需要在线监测的排污口旁。

一、      仪器的原理和总体设计

1、紫外光检测区

污水中的有机、无机污染物在紫外光谱区（190-330nm）都存在吸收段，如图一

所示在254nm前是有机、无机污染物的共存区，在254nm后，有机物有吸收区，无

机物无吸收区，因此CODuv在线监测仪都选用254nm为检测区。

 2、光电检测系统

污水中的有机物对紫外光的吸收符合朗伯一比耳定律：

　A＝lg(λo/λx)＝Kcl

式中：　A－吸光度

　　　 λo－单色光通过待测溶液前的强度

　　　 λx－单色光通过待测溶液后的强度

        K－吸光系数

        c－溶液中待测物质的浓度

        l－待测溶液的厚度

本仪器采用双波长检测方式，即254nm紫外光用来检测样品中的有机物含量；

①光源　②调制器　③检测液池　④透镜　⑤窗口　⑥分光镜

⑦254nm滤光片　⑧紫外光电管　⑨564nm滤光片　⑩可见光电管

                        图二 光电检测器示意图

3、16位嵌入单片机显控系统

本仪器采用了单片12位高速A/D转换芯片，保证了逐点采样的精确度，320×240图型显示器可动态展示流程图。丰富的人性化智能软件，大大地减轻了用户的负担,如出现异常数据、溶液储备的不足、清洗不*、零点超标等可及时报警。本仪器采用连续和定时两种在线监测模式，连续监测可获得完整的数据链，也可防止“偷排”，但过多的数据也未必需要，而且造成资源浪费和降低仪器使用寿命。本仪器设计的模糊定时监测法，即每小时随机抽查几次可以很好的解决上述问题。

4、高标准的管路系统

管路系统的功能是将样品（污水）、标准溶液和清洗液等按预定程序输送到位置。污水的成份和混合物非常复杂，经常给仪器造成损害，因此管路所使用的器材要求高标准。首先是耐腐蚀，再则防堵塞，所有管路通径应在6mm以上。本仪器采用的进口蠕动泵和泵管符合上述要求，并配以够用十年的泵管。其无活塞不会产生堵塞泄漏，正向转动取样，反向转动反冲一泵两用降低成本。陶瓷芯的多通道阀其耐腐蚀性达到了极限。检测池内壁喷涂特氟隆可耐强酸、强碱，不沾污垢易清洗。以上总体设计保证了可靠性和严密性（参见图三）。  

   图三  CODuv在线检测仪示意图

二、      污水在线监测的技术保障

1、自动检验和自动标定

水即便是经过处理也存在造成仪器不正常的可能，如油污、残渣、悬浮物、汽泡等。如果不能及时发现和修复，就会出现大量的无效数据，而且不可挽回。解决办法只能是仪器经常进行自动检验，即每间隔一定时间（如1小时）向检测池中注入标准液，然后对数值进行判断，如果与标准相差甚远，则证明仪器工作不正常，需要进行修复。如自动修复无效则报警进行人工修复，本仪器有自动检验和自动修复功能，也可通过远程遥控完成。仪器开始运行和修复后重新开始时都需进行标定，水质变化范围较宽时（如100mg/L以上）应进行多点标定保证精度。本仪器有单点和多点标定功能（受保护），单点标定用于自动检验，标准液可循环使用，简便快捷（参见图四）

图四 多点标定光电检测器示意图

2、超声波强力清洗镜片和检测池

检测池和池内镜片与污水接触是最容易被污染的部位，单靠清洗液冲洗和刮刷对

附着性物质是不能凑效的，刮刷易划伤镜片同时刷子本身也无法清洗。超声波具有的清洗能力，尤其是光学镜片，即使油污也不在话下。如果出现更难处理的情况，本仪器的检测池是开放式，人工清洗也很方便，从而不必再为镜片污染而担扰。

3、高浓度污水的自动稀释

CODuv所存在的不足之处是直接检测范围较窄，一般在200mg/L以下，所以高浓度污水必须经过稀释才能被准确测定。有的产品自称可测到几百、几千但没有说明所采取的方法，只讲“由被测污水而定”是含糊其词的说法。本仪器其有自动稀释功能，因此高达1000mg/L左右的污水能够给出精确的数据。

4、多功能的一体机设计

根据用户的需求，本仪器可将环保重点监测项目超声波明渠流量计、pH值、对

浓度超标的污水采样保存（采样器），以及远程通讯等功能集成在一部机内，提供省空间、省经费、省维护的设计。

5、自诊断和自修复的流程图

6、仪器的应用

CODuv是参照经典化学法CODcr提供的数据进行转换的，只有达到一定的相关

性才能使用（通常要求相关系数大于0.7）。总体而言70%左右排污口均可采用该设备，但必须得到检证后才能确定，这里提供了一些资料供用户参考。

四、仪器的技术指标

测量目标：污水中的有机物质（COD）

原　理：紫外光吸收法

光　源：仪用氘灯

　　　探测器：紫外光管（德国）

测量波长：紫外光：254nm

          可见光：546nm

　范　围：0-1000mg/L（邻苯二钾酸氢钾）

　　　　　0-2.0Abs（相当于一个单元长度10mm）

　再现性：≤±2%Fs

零位飘移：≤±2%Fs（24H）

量程飘移：≤±2%Fs（24H）

测量周期：连续最短120S

定时0.1-1H

自动清洗时间：超声波2min

自动标定时间：每次约2min

自动稀释时间：每次约2min

MTBF(*)：720H/次

输出信号：4-20mA

          232接口

通讯网络：GPRS

　功　能：220V　50W

　　　　　待机10W

环境温度：0-40℃