[發(fā)明專利]自適應(yīng)式在線COD監(jiān)測方法和儀器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110227397.4
• 申請日: 2011-08-09
• 公開（公告）號: CN102323234A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 上海廣照光電科技有限公司
• 主分類號: G01N21/33
• 分類號: G01N21/33;G01N21/78
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光機電一體化測量領(lǐng)域，主要涉及水質(zhì)分析監(jiān)測方法與儀器，進一步涉及一種自適應(yīng)式在線COD監(jiān)測方法和儀器。

背景技術(shù)

水是人類生產(chǎn)和生活不可缺少的物質(zhì)，是人類賴以生存的基礎(chǔ)物質(zhì)，是生命的源泉。人類在生產(chǎn)生活中不僅在數(shù)量上消耗水資源，而且對水質(zhì)也帶來了不良影響，導(dǎo)致了各種污染，影響了水質(zhì)安全，特別是生活污水和工業(yè)廢水中所含雜質(zhì)進入天然水體，對于水質(zhì)的監(jiān)測成為一項重要任務(wù)，目前水質(zhì)分析儀器有幾種應(yīng)用方向，在線連續(xù)監(jiān)測型、實驗室分析型、便攜式型。

目前國內(nèi)外市場中有關(guān)污染監(jiān)測的在線自動化監(jiān)測儀器很多，采用的監(jiān)測方法也不相同，常用CODcr鉻法、UV法。

(1)CODcr鉻法是國家標(biāo)準(zhǔn)方法，采用氧化水中污染物的方法測量，其值為直接數(shù)據(jù)，屬于直接測量法，由于有機物是主要的還原性污染物，所以水質(zhì)化學(xué)需氧量指標(biāo)可以作為衡量水質(zhì)受到有機污染物程度的綜合指標(biāo)，目前重鉻酸鉀氧化光度法普遍采用價格昂貴的硫酸銀作為催化劑，而且消解溫度高，時間長，另外重鉻酸鉀和硫酸汞還是劇毒物質(zhì)，在連續(xù)在線監(jiān)測中使用量大，對環(huán)境帶來二次污染，試劑價格高，使用鉻法監(jiān)測COD，相對來說，數(shù)據(jù)可靠、準(zhǔn)確，其試劑的添加都是由自動化的部件來完成，包括多路導(dǎo)通閥、進樣器、蠕動泵，各種電磁閥，這些運動部件的長期使用后，耐磨性、密封性、精度均會出現(xiàn)問題和故障，比如蠕動泵的膠管老化，需要經(jīng)常更換硅膠管，進樣泵的進樣管磨損一段時間需要更換，此外污水由于成分復(fù)雜，雜質(zhì)多，所以存在儀器容易堵塞，故障率較高，維護量大，儀器單次測量周期長，只能實現(xiàn)定時測量，不能真正的實時測量，CODcr優(yōu)點是，適合任何狀況的水質(zhì)監(jiān)測，對污水的適應(yīng)性好，無論是高濃度還是低濃度，無論是生活污水還是工業(yè)污水，即使色度很大，也是可以測量的。

(2)紫外光度UV法，即UV吸光度法，UV吸光度法是利用紫外光度法測定排放污水中污染物指標(biāo)的方法，也是一種使用較多的方法，污水中的主要成分是有機物，有機物吸收紫外線，故研究紫外區(qū)域的特定波長的吸光度和COD數(shù)值的某種相關(guān)性，由于采用測量污染物混合體的綜合吸光度，需要和CODcr進行關(guān)聯(lián)，故該法是間接測量法，這種間接測量法有一個前提，即只有在水質(zhì)組成部分恒定或者變化很小的水樣，才存在一定的相關(guān)性，作為一種優(yōu)化方法，也有的專利提到(公開號CN?1769868A)采用多個光譜點測量吸光度來反演COD數(shù)值，這種方法較單一波長更為有效，然而很多排污企業(yè)生產(chǎn)線并不是單一的產(chǎn)品，且生產(chǎn)工藝不是一成不變的，當(dāng)生產(chǎn)工藝改變時，多光譜點所測的紫外吸光度依然偏離真正COD較多，該方法的另一個缺點是吸光度數(shù)值本身是無量值單位意義的，它必須經(jīng)常跟CODcr鉻法所測數(shù)據(jù)標(biāo)定，而這種標(biāo)定一般都是安裝和維護人員定期來校正，很多時候在校正COD數(shù)據(jù)前，UV的吸光度和CODcr的數(shù)值的關(guān)聯(lián)性已經(jīng)改變，也即，測量數(shù)據(jù)已經(jīng)失真，而系統(tǒng)不能自動校正，UV法的優(yōu)點是只測量污水的吸光度，不存在化學(xué)反應(yīng)和試劑的消耗，機械運動部件較少，無環(huán)境污染，故障率低。

上述可以看到COD的直接測量法和間接測量法原理不同，設(shè)計制造儀器方法也不同，故在實際使用中都有自己的缺點。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述存在的問題，本發(fā)明提出了一種自適應(yīng)式在線COD監(jiān)測方法和儀器。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案：同時具有CODcr鉻法和UV吸光度法的功能，兩種測量方法由程序控制自動建立相關(guān)性，并具有自動切換測量方法的功能，即自適應(yīng)功能，以便實現(xiàn)最優(yōu)化運行。

當(dāng)對未知成分含量的污水進行測量時，儀器運行CODcr鉻法，同時也進行UV吸光度法，并自動建立CODcr法與UV吸光度法兩者的相關(guān)性，得出相關(guān)性系數(shù)，也即兩種測量方法的COD相關(guān)性的標(biāo)定，上述模式運行一次或多次后，停止CODcr鉻法，只運行UV吸光度法，并將COD標(biāo)定值傳遞給UV吸光度法，作為回算COD值的系數(shù)使用。

所述的建立標(biāo)定的過程可以是單次水樣線性標(biāo)定，也可以是將同一水樣由儀器自動稀釋或者由儀器自動多次采集不同水樣建立CODcr和UV吸光度曲線的方法來實現(xiàn)，該曲線可以是線性的也可以是非線性的。

在接下來的連續(xù)監(jiān)測中，一直使用UV吸光度法，所測COD值由吸光度和相關(guān)性系數(shù)共同運算所得。

直到UV吸光度法測量值出現(xiàn)較為明顯的波動或者超出了設(shè)定值時，即認(rèn)為需要重新標(biāo)定COD的相關(guān)性，儀器重新啟用CODcr鉻法進行測量，對UV吸光度重新自動標(biāo)定，以便適應(yīng)新的水質(zhì)變化。