[發明專利]一種近紅外光譜測定污水中COD和BOD5指標的方法

有效

• 申請號: 201310076050.3
• 申請日: 2013-03-11
• 公開（公告）號: CN103175805A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 楚廣詣;聶磊;賈瑞寶;孫韶華;孔令華;姜紅;喬常紅;王輝;李濤;胡力華
• 申請（專利權）人: 楚廣詣
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35
• 代理公司: 山東濟南齊魯科技專利事務所有限公司 37108
• 代理人: 宋永麗

1.?一種近紅外光譜測定污水中COD和BOD₅指標的方法，其特征在于：包括下述步驟：

（1）取污水樣品，先用常規方法測定污水樣品的COD和BOD₅的標準值，然后測定污水樣品的近紅外光譜，得到污水樣品的原始近紅外光譜數據；

（2）取純水樣品，在與污水樣品相同的條件下測定純水樣品的近紅外光譜，得到純水樣品的近紅外光譜數據；

（3）對污水樣品的原始近紅外光譜數據進行預處理后，用凱納德-斯通算法將污水樣品劃分為校正集和驗證集，通過計算扣除污水樣品中純水的近紅外光譜，得到污水樣品的剩余近紅外光譜數據；

（4）將校正集污水樣品的剩余近紅外光譜數據分別與用常規方法測定的COD和BOD₅的標準值進行關聯，用偏最小二乘法分別建立污水中COD和BOD₅指標的測定模型；

（5）將驗證集污水樣品的剩余近紅外光譜數據代入步驟（4）建立的測定模型得到COD和BOD₅的測定值，并與用常規方法測定的COD和BOD₅的標準值比較，對測定模型進行驗證、評價；

（6）取未知污水樣品，測定其近紅外光譜，重復步驟（3）后，得到未知污水樣品的剩余近紅外光譜數據，代入測定模型，即可測得未知污水樣品中COD和BOD₅指標。

2.根據權利要求1所述的一種近紅外光譜測定污水中COD和BOD₅指標的方法，其特征在于：步驟（3）中所述的扣除污水樣品中純水的近紅外光譜的計算方法為：

①構建與純水樣品的近紅外光譜數據正交的轉換矩陣Z，構建公式如下：

Z=I–W×(W’×W)^-1×W’，其中，W為純水樣品的近紅外光譜矩陣，I為單位矩陣，W’為W的轉置矩陣；

②根據轉換矩陣Z，計算污水樣品的剩余近紅外光譜數據，計算公式如下：

R=Z×S，其中，R為污水樣品的剩余近紅外光譜矩陣，S為污水樣品的原始近紅外光譜矩陣。

3.根據權利要求1所述的一種近紅外光譜測定污水中COD和BOD₅指標的方法，其特征在于：步驟（3）中所述的預處理為采用平滑濾波器對污水樣品的原始近紅外光譜數據進行濾波。

4.根據權利要求1所述的一種近紅外光譜測定污水中COD和BOD₅指標的方法，其特征在于：所述的測定模型對應的近紅外光譜的光譜范圍包括三個區域，分別為：Ⅰ區域：8800cm^-1～8500cm^-1、Ⅱ區域：7556cm^-1～7162cm^-1、Ⅲ區域：6329cm^-1～5470cm^-1。