废水在线监测仪原理
常见COD在线监测仪原理及性能分析
常见COD在线监测仪原理及性能分析COD（Chemical Oxygen Demand）指的是化学需氧量，是衡量废水中有机污染物含量的一种重要指标。
COD在线监测仪是一种用于实时监测废水COD值的仪器设备。
本文将介绍COD在线监测仪的原理及性能分析。
一、COD在线监测仪原理：1.化学方法：COD在线监测仪的原理主要是基于化学方法。
监测仪中通过特定试剂与COD产生化学反应，例如将COD溶液与强氧化剂反应生成CO2和H2O，测量CO2的生成量来反映COD的含量。
2.光学方法：近年来，随着技术的进步，出现了一些新的COD在线监测仪，采用光学方法原理进行测量。
这些仪器通过光学系统将待测样品与特定光源相互作用，利用光谱分析等方法测量样品中COD物质含量。
二、COD在线监测仪性能分析：1.精确度：COD在线监测仪的精确度是衡量其性能的重要指标之一、精确度主要取决于测量仪器的稳定性和准确性。
稳定性要求仪器的测量数值在长时间内保持一致性，准确性要求仪器的测量结果与实际值之间误差较小。
2.灵敏度：COD在线监测仪的灵敏度是指仪器能够检测到COD浓度变化的能力。
较高的灵敏度能够提供更加精确的监测结果，并能够快速反应废水中COD浓度的变化，有利于实时监测和控制。
3.响应时间：响应时间是指监测仪器从接收到输入信号到输出结果稳定的时间。
较短的响应时间能够及时反应废水中COD浓度的变化，有助于对废水处理系统进行实时调控。
4.适应性：COD在线监测仪的适应性是指仪器能否适应不同类型废水的监测要求。
不同废水样品中COD物质的种类和浓度各不相同，仪器需要具备较高的适应性，能够对不同废水样品进行准确监测。
5.维护和操作方便性：COD在线监测仪的性能还应包括维护和操作的方便性。
仪器需要便于进行日常的维护工作，包括校准、清洁、更换试剂等。
同时，操作应简单易懂，使用者能够方便快捷地操作仪器，获取准确的监测结果。
总结：COD在线监测仪的原理主要是基于化学方法和光学方法，其中化学方法主要是通过特定试剂与COD进行化学反应，测量生成物的含量来计算COD的浓度；光学方法主要是通过光谱分析等技术测量样品中COD物质含量。
水质在线监测仪器发展现状
水质在线监测仪器发展现状水质在线监测仪器作为水质在线自动监测系统的核心，运用现代传感器技术、自动测量技术、自动控制技术等，采用化学法、电化学法、光谱法等分析方法，能对水质参数进行实时连续在线测量和分析。
水质在线监测仪器主要监测对象有：化学需氧量（COD）、氨氮、总氮、总有机碳（TOC）、总磷、锑、砷、铜、汞、铬、金属离子、pH 值、电导率、浊度、溶解氧等。
1 COD 在线监测仪器发展现状化学需氧量（COD）是指水体中易被强氧化剂氧化的还原性物质所消耗的氧化剂的量，以氧的mg/L 来表示，反映了水体中受还原性物质污染的程度，这个指标是为了了解水中的污染物将要消耗多少氧。
1.1 COD 在线监测仪器的技术原理目前COD 在线监测仪器的主要技术原理有6 种：1）重铬酸盐法-光度比色法；2）重铬酸盐法-库仑滴定法；3）重铬酸盐法-氧化还原滴定法；4）电化学氧化法-氢氧基及臭氧（混合氧化剂）氧化法；5）电化学氧化法-臭氧氧化法；6）紫外吸收法（UV 法）。
为便于比较，可将以上6 种技术原理归为三类：重铬酸盐法、电化学氧化法和紫外吸收法（UV 法）。
1.1.1 重铬酸盐法1）重铬酸盐法根据测得数值的方法不同分为光度比色法、库仑滴定法、氧化还原滴定法。
通常在一定的温度下，在强酸溶液中用一定量的重铬酸钾氧化水样中还原性物质，经过高温消解后，Cr6+被水中还原性物质还原为Cr3+ 。
再使用分光光度计、库仑滴定、氧化还原等方法测得数值，利用该数值与试样中氧化还原物质浓度的关系进行定量分析。
2）该类是国家推荐使用的方法，有测量准确、测量范围广、技术成熟等优点。
3）但该类仪器也存在以下问题：①测量时间相对较长，一旦水质突变，有可能无法及时监测；②通常采用加温或者加压的办法提高消解速度，增加了设备的复杂性，易故障；③产生强腐蚀性、含有毒的重金属离子废液，易腐蚀管路，同时会产生二次污染。
1.1.2 电化学氧化法1）电化学氧化法根据所使用的氧化剂不同分为氢氧基及臭氧（混合氧化剂）氧化法和臭氧氧化法。
污水处理厂在线监测仪表操作手册
污水处理厂在线监测仪表操作手册ＣOＤmax化学需氧量分析仪一．工作原理■水样、重铬酸钾、硫酸汞溶液(催化剂使直链脂肪族化合物氧化更充分）和浓硫酸的混合液在消解池中被加热到１7５℃,在此期间铬离子作为氧化剂从Ⅵ价被还原成Ⅲ价而改变了颜色,颜色的改变度与样品中有机化合物的含量成对应关系，仪器通过比色换算直接将样品的COD 显示出来；■其它无机物如：亚硝酸盐、硫化物和亚铁离子将使测试结果增大,将其需氧量作为水样COD值的一部分是可以接受的;■抗干扰：主要干扰物为氯化物,加入硫酸汞形成络合物去除；■分析仪能够自动检测出消解完毕的时间。
二.仪表参数■测量范围: １0 ~ ５000 ｍｇ／l ＣＯD■测量不确定性:精确性:＞100mg／l时、<测量值的１0%；<１0０mｇ/ｌ时<±6mg/l重复性:>１０0mg／l时、<测量值的5％;<１00ｍg/l时± 5mg/l■消解时间: ３、５、１0、20、30、40、60、8０、１00或12０分钟可选■测量间隔时间: ３、4…24 小时或连续■校准:自动校准的时间间隔可人工选择(自动校准的持续时间大约为60分钟)■试剂容量:在连续测量、消解时间为30分钟、校正时间间隔为24小时的情况下，每套试剂可用1个月■输出：2路电流输出：0/4-２０mA,最大负载５00 Ω■环境温度: ＋5°C～+ 40° C■电源要求:２２0 ＶAＣ± 10%／5０-6０Hz■其它: 自动清洗、自动记录数据、带图形显示三. 仪表外观1．底板２.试剂3．安全面板４．废液排放管 5.进样管6．电源线7．屏蔽电缆8. 仪器外壳9.ＲS232 界面１0. 液晶显示屏1１. 操作键盘12．仪器门13．试剂瓶(空) 四.安装位置要求■选择尽可能靠近样品源的位置安装分析仪，尽可能地减少分析延迟;■分析仪应安装在距排放口较近的位置;■安装位置的环境温度应控制在5℃～４0℃范围内（41℉～１04℉）；■安装地点应保持干燥,避免阳光直射。
xxx公司废水总排口在线监测设备调试报告
xxx公司COD、氨氮调试报告xxx保科技有限公司一、调试实验目的通过在COD、氨氮在线监测仪整机上测量标样浓度，测试COD、氨氮在线监测仪整机的各项性能参数，进而验证整机的可行性。
二、仪器工作原理COD、氨氮水质在线监测仪，由化学流路系统，电路系统以及试剂箱体三部分组成。
化学流路系统安装在机箱中部。
它包括恒温加热器、泵、电磁阀、化学管路、极谱检测仪、试剂桶等。
仪器的下部为纯水桶及废液桶箱体，从左至右分别为纯水桶，废液桶。
输出电路通过光电隔离将测量结果、运行状态等信号转换成模拟信号、数字信号或开关信号传送给外接的设备以便对被测参数进行远程监控。
三、调试实验内容用已知浓度的标准溶液检验整机的准确性和稳定性，然后验证整机的可行性，具体包括：24h漂移、重复性误差、示值误差。
四、实验条件1、环境温度：在10℃到30℃之间，温度变化在土5℃/天以内2、相对湿度：在（65±20）%以内3、电压规定的电压：（220±10%)V。
4、电源频率规定的频率：(50±1%)Hz五、实验步骤对仪器进行维护对仪器进行标准溶液和空白标定，标定后进行设备调试检验以求结果达到范围。
六、排污企业基本情况排污企业基本情况七、调试性能指标水污染源在线监测仪器调试期性能指标注：水污染源在线监测仪器24h漂移、重复性、示值误差性能指标引用标准HJ 353-2019废水安装技术规范HJ 377-2019化学需氧量（CODCr）水质在线自动监测仪技术要求及检测方法八、在线监测设备基本情况在线监测设备基本情况九、在线监测仪器24 h 漂移调试记录水污染源在线监测仪器24 h 漂移考核表十、在线监测仪器重复性调试记录水污染源在线监测仪器重复性考核表十一、在线监测仪器示值误差调试记录水污染源在线监测仪器示值误差考核表调试人员：________________。
水质总氮在线仪器基本原理
水质总氮在线仪器的基本原理主要基于化学分析法和光学分析法。
化学分析法主要是利用硝酸-硫酸混合酸消解水样，将有机氮和无机氮转化为氨，然后通过冷蒸馏装置将氨收集到吸收液中，再通过光度法进行测定。
这种方法能够准确测定水样中的总氮，但需要使用多种化学试剂和酸，且试剂更换和清洗过程较为繁琐，同时需要使用到大量耐酸的实验室设备。
因此，化学分析法需要一定的操作经验和专业知识。
光学分析法包括荧光分析法和电导分析法，它们无需使用化学试剂和酸，具有操作简便、环保、准确等优点。
荧光分析法是通过激发光照射样品，产生荧光信号，根据荧光强度来测定总氮含量。
电导分析法则通过测量消解后水样的电导率，结合标准曲线来计算总氮含量。
这些光学分析法具有较高的灵敏度和准确性，适合于现场快速检测和连续监测。
此外，水质总氮在线仪器通常采用化学分析法和光学分析法相结合的方式，通过在线消解装置和电导仪等设备实现连续监测和自动控制。
具体来说，水质总氮在线仪器会对水样进行定时取样、消解、冷却和收集蒸馏液等操作，同时通过光学分析法对蒸馏液中的总氮含量进行测定。
仪器会根据测定结果自动调整消解时间和频率等参数，以实现水样的准确测定和仪器运行的稳定性。
总之，水质总氮在线仪器的基本原理是利用化学分析法和光学分析法相结合的方式，通过自动控制和调整参数，实现对水样中总氮含量的在线监测和准确测定。
在线监测仪器原理与操作
参比电极与指示 时电 插极 入同 水样中构 池成 原电 水样中待测物的 原浓 电度 池与 的电动势 斯符 特合能 方程 式测量原电池的电 算动 出势 污计 染物的浓度
水样高 温污染物变成气 态 检测气态物质的量 计算出污染物的浓度
2.2 COD标准分析方法仪器设备
2.2.3相关系数法
2.2.3.1（2.11）ＵＶ
UV仪的基本原理（254nm） UV吸光度在测定原理上是一种纯物理法，
是利用大部分有机物在紫外线254nm处对吸收的 特性进行测量的。将水样通过254nm紫外光的照 射，根据UV吸收值和COD的相关关系来推算 COD的数值。 因为：C=K1A CODcr=K2C 所以 ：CODcr=KA 说明了从理论上可以通过UV法测定COD值
①监测站位的选择----代表性
②采样方式的选择----代表性
③监测项目的选择----常规项目参考国家规定， 常测项目有：COD、高锰酸盐指数、TOC、氨氮、
总氮、总磷。
2.1自动监测系统
2.1.2自动监测系统的设计思路对监测结果的 影响
（1）自动监测系统的设计：
④分析方法的选择----分析方法可分为国家标准分 析方法、统一分析方法和试用分析方法。选择分 析方法时以国家标准方法为主，其他方法为辅， 首先应考虑方法的可靠性和稳定性，其次在考虑 方法的先进性性和实现的成本。 ⑤监测设备选型---质量好、售后服务好、运行成 本低、采用标准的分析方法 ⑥数据传输方式的选择---长期可靠运行、安装方 便、运行成本、传输速度等
2.1自动监测系统
2.1.1水质在线自动监测系统
(4)自动监测系统的组成
常见COD在线监测仪原理及性能分析
常见COD在线监测仪原理及性能分析COD（化学需氧量）在线监测仪是一种用于测定水体中有机物化学需氧量的仪器。
COD是评估水体、废水和污水处理效果的重要指标之一，因此COD在线监测仪在环境监测、水处理、生物工艺等领域有着广泛的应用。
本文将介绍COD在线监测仪的工作原理和性能分析。
一、工作原理COD在线监测仪采用紫外-可见光谱分析技术。
它的工作原理基于COD试剂（如K2Cr2O7）与水样反应产生的氧化物质溶液的吸光度变化。
具体而言，COD在线监测仪通过光源发出紫外光和可见光，经过一个滤光片系统，选择性地过滤掉紫外光和可见光，然后照射到进水池中的水样中。
当水样中存在COD物质时，COD在线监测仪中的光源照射到COD物质上后，COD物质吸收了光的能量，使得光通过水样的途径光量发生变化。
COD在线监测仪接收到透过水样的光量，并通过光电二极管转换为电信号。
根据透过水样的光量变化，COD在线监测仪就可以计算出水样中COD物质的浓度。
二、性能分析（一）准确性：COD在线监测仪的准确性直接影响到检测结果的可靠性。
通常情况下，COD在线监测仪的准确性可以达到±5%。
为了提高准确性，通常会校准仪器，并根据水样中的温度、pH值等因素进行校正。
（二）稳定性：COD在线监测仪的稳定性是指仪器在工作过程中的测量值是否具有持续的稳定性。
一个稳定的仪器可以提供一致性的结果，从而提高监测效果。
稳定性可以通过仪器的重复性来评估，一般来说，重复性应在±2%以内。
（三）响应时间：响应时间是指COD在线监测仪从检测到溶液中COD 物质的存在到输出检测结果所需的时间。
响应时间较短可以实时监测水体中COD物质的浓度变化。
通常情况下，COD在线监测仪的响应时间可以达到几秒钟至一分钟。
（四）抗干扰性：COD在线监测仪在测量过程中可能会受到颗粒物、气泡、溶解氧等因素的干扰。
为了提高抗干扰性，通常采用滤光片系统、光电二极管对抗干扰因素。
总磷在线水质分析仪器的工作原理
总磷在线水质分析仪器的工作原理总磷是什么？水中磷可以元素磷、正磷酸盐、缩合磷酸盐、焦磷酸盐、偏磷酸盐和有机团结合的磷酸盐等形式存在。
总磷的重要来源为生活污水、化肥、有机磷农药及近代洗涤剂所用的磷酸盐增洁剂等。
总磷是水样经消解后将各种形态的磷变化成正磷酸盐后测定的结果，以每升水样含磷毫克数计量。
1、方法原理在酸性条件下，正磷酸盐与钼酸铵、酒石酸锑氧钾反应，生成磷钼杂多酸，被还原剂抗坏血酸还原，则变成蓝色络合物，通常集成磷钼蓝。
本方法检出浓度为0.01mg/L（吸光度A=0.01时所对应的浓度）；测定上限为0.6mg/L。
可适用于测定地面水、生活污水及日化、磷肥、机加工金属表面磷化处理、农药、钢铁、焦化等行业的工业废水中的正磷酸盐分析。
2、仪器分光光度计3、试剂（1）1+1硫酸。
（2）10%（m/V）抗坏血酸溶液：溶解10g抗坏血酸于水中，并稀释至100ml。
该溶液储存在棕色玻璃瓶中，在冷处可稳定几周。
如颜色变黄，则弃去重配。
（3）钼酸盐溶液：溶解13g钼酸铵[（NH4）6Mo7O24·4H2O]于100ml水中。
溶解0。
35g酒石酸锑氧钾[K（SbO）C4H4O6·1/2H2O]于100ml水中。
在不断的搅拌下，将钼酸铵溶液缓缓加到300ml（1+1）硫酸中，加酒石酸锑钾溶液并且混合均匀。
试剂贮存在棕色的玻璃瓶中于冷处保存。
至少稳定2个月。
（4）浊度色度补偿液：混合两份体积的（1+1）硫酸和一份体积的10%（m/V）抗坏血酸溶液。
此溶液当天配制。
（5）磷酸盐储备溶液：将磷酸二氢钾（KH2PO4）于110°C干燥2h，在干燥器中放冷。
称取0.217g溶于水，移入1000ml容量瓶中。
加（1+1）硫酸5ml，用水稀释至标线。
此溶液每毫升50.0ug磷。
（6）磷酸盐标准溶液：吸取10.00ml磷酸盐储备液于250ml容量瓶中，用水稀释至标线。
此溶液每毫升含2.00ug磷。
临用时现配。
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一. 紫外可见分子吸收光谱分析
随着光学和电子技术的发展，基于电磁辐射与物质相互作用而建立的分析测试方法也得到了广泛的应用。
凡是基于检测能量作用于被测物质后产生的辐射信号或所引起的变化的分析方法均可称为光化
学分析方法。
任何光分析方法都包含三个主要过程：1）能源提供能量；2）能量与被测物质相互作用；3）产生被检测的信号。
按能源不同，光分析方法可分为红外、紫外、X光及化学发光；按被测物质来分，有原子光谱和分子光谱；按产生被检测的信号来分，有吸收、发射、散射、折射等。
华时捷公司废水在线监测仪（氨氮在线监测仪、氰化物在线监测仪、COD在线监测仪、六价铬在线监测仪、总铜在线监测仪、总锰在线监测仪、总镍在线监测仪、总磷在线监测仪、总铬在线监测仪）在光化学分析中是应用紫外可见分子吸收光谱。
1. 1电磁辐射
整个电磁波包括无线电波、微波、红外光、可见光、紫外光、X 射线等，有以下共同点：
λν（1.1）
c
=
λ是波长，ν是频率，c是光在真空中的传播速度，约为s
310
⨯。
10
cm/
其中近紫外光的波长为200～400nm，可见光的波长为400～750nm。
1.2 紫外可见分子吸收光谱的产生
紫外可见分子吸收光谱是物质分子的外层电子吸收紫外、可见光发出的辐射能而产生的光谱。
1.2.1 朗伯－比尔定律
朗伯－比尔定律是光吸收的基本定律：当一束单色光穿过透明介质时，光强度的降低同入射光的强度、吸收介质的厚度、被测物质的浓度成正比。
abc I I -=100
或 abc I I =0lg （1.2） 这里，0I 是入射光强度；I 是透射光强度；a 是吸光系数；b 是光通过透明物的距离，一般为吸收池厚度；c 为被测物质的浓度。
我们把0lg I I 用A 表示，称为吸光度，此时（1.2）可表示为：
abc A = （1.3） 在一定条件下，吸光系数和吸收池厚度可以为常数，所以有：
kc A = （1.4）
1.2.2 吸收光谱图
以波长为横坐标，吸光度为纵坐标绘制的图叫吸收光谱图（图
1.1）。
图1.1 紫外吸收曲线 在图1.1中，具有最大吸光度的波长称为最大吸收波长，一般用max λ表示，在max λ处（此处灵敏度最好），我们对被测物质进行吸收光谱测定，
可以得到吸光度与被测物质浓度的工作曲线，可以进行定量分析。
1.3 定量分析
我们的紫外可见分子吸收光谱定量分析主要是用标准曲线法。
标准曲线法是定量分析中最常用的方法，先配制一系列已知浓度的被测物质标准溶液，加入特定的缓冲剂和显色剂，形成在特定波长下具有明显紫外可见光吸收的物质，在同样测定条件，测定标准溶液吸光度，制作吸光度与被测物质浓度的标准曲线；然后，在试样溶液中也加入特定的缓冲剂和显色剂，形成在特定波长下具有明显紫外可见光吸收的物质，在同样测定条件，测定试样溶液吸光度，从标准曲线上计算试样溶液中被测物质的浓度。
1.3.1 标准曲线
图1.2 标准曲线
如图1.2所示，我们根据数据利用最小二乘法计算标准曲线的斜率k 和截距b：
b
kc
A+
=（1.5）1.3.2 物质测定
在相同条件下，我们测得试样溶液的吸光度
1
A，由式（1.5）得：
k b
A c s s -
=（1.6）
这样，我们就可以测定到试样中被测物质的浓度
s
c了。
二. 极谱分析法
极谱分析是一种特殊形式的电解方法，它以小面积的工作电极与参比电极组成电解池，电解被分析试样的稀溶液，根据所得到的电压－电流曲线来进行分析。
华时捷公司废水在线监测仪（总镉在线监测仪、总钴在线监测仪、总锗在线监测仪、总锌在线监测仪）在电化学分析中是应用示波极谱法。
2.1基本装置
在普通极谱法中，采用滴汞电极为工作电极（负极），饱和甘汞电极为参比电极（正极），铂丝电极为辅助电极，即三电极系统。
2.2 极谱波的形成
图2.1 Cd 的极谱图
我们以镉Cd为例来说明极谱波的形成过程。
2.2.1 a—b段：此时外加电压没有达到Cd2+的分解电压，也就是说滴汞电极电位较Cd2+的析出电位为正，电极上没有Cd2+被还原，应该没有电流通过电解池，但此时仍有微小的电流通过电解池，称为残余电流i r。
2.2.2 b—c段：此时外加电压达到了Cd2+的分解电压，Cd2+在滴汞阴极上被还原析出金属镉，金属镉再与汞生成镉汞齐，同时，甘汞阳极的汞被氧化成氯化亚汞。
此时电解池有电流通过。
继续施加外加电压，滴汞电极表面附近的Cd2+迅速被还原，电解电流急剧上升。
由于出现浓差极化现象，即滴汞电极表面附近的Cd2+的浓度低于溶液中Cd2+的浓度，使得溶液中的Cd2+不断向滴汞电极表面扩散，不断被还原，这样形成的电流称为扩散电流i。
2.2.3 c—d段：当外加电压进行增加，使滴汞电极电位负到一定数值时，电流达到一个稳定值，以后不随电压的增加而上升，曲线上出现一个平台，此时电流达到极限值，称为极限扩散电流i d。
有 i d＝K·c (2.1) 即极限扩散电流与溶液中的Cd2+的浓度成正比，这就是极谱定量分析的依据。
2.3 示波极谱法
在示波极谱法中，汞的滴下时间一般为7～8s，在滴下时间的最后约2s区间，加依次扫描电压，一般为0.5V（扫描起始电压可以随意设定，一般为出峰前100～200mV）,每进行一次电压扫描，显示屏上就会出现一次极谱图。
2.3.1示波极谱峰
图2.2 Cd 的极谱图 E
2.3.2 定量分析
我们的示波极谱法定量分析主要是用标准曲线法。
标准曲线法是定量分析中最常用的方法，先配制一系列已知浓度的被测物质标准溶液，加入特定的缓冲剂和催化剂，形成特定的物质，在同样测定条件，测定标准溶液极谱电流，制作极谱电流与被测物质浓度的标准曲线；然后，在试样溶液中也加入特定的缓冲剂和催化剂，形成特定的物质，在同样测定条件，测定试样溶液极谱电流，从标准曲线上计算试样溶液中被测物质的浓度。
2.3.2.1
图1.2 标准曲线
如图1.2所示，我们根据数据利用最小二乘法计算标准曲线的斜率k 和截距b：
=（2.2）
i+
kc
b
2.3.2.2 物质测定
在相同条件下，我们测得试样溶液的极谱电流
s
i，由式（2.2）得：
k b
i c s s -
=（2.3）
这样，我们就可以测定到试样中被测物质的浓度
s
c了。