[發明專利]多種水處理特性指示劑的同時監測方法

無效

• 申請號: 93103672.0
• 申請日: 1993-03-04
• 公開（公告）號: CN1046031C
• 公開（公告）日: 1999-10-27
• 發明（設計）人: Ｊ·理查森;Ｇ·Ｇ·恩斯特龍;Ｊ·Ａ·凱利;Ｌ·Ｍ·凱;Ｍ·Ｄ·布力克豪斯;Ｓ·Ｊ·卡勒;Ｋ·Ｊ·施拉格
• 申請（專利權）人: 貝茨迪爾伯恩有限公司;生物環境調節技術有限公司
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 羅才希

本發明涉及一種用于分析水質系統中一些特性指示劑的方法，尤其是一種用于直接地、連續地和同時地分析水質系統中多種特性指示劑的方法，該方法使得有可能對該系統中的產物有效成分進行最佳控制。

工業系統、市政系統或公用事業系統中的水處理化學過程的運行和控制一般需要監測物理的和化學的這樣兩種特性指示劑，這些指示劑對于保護處理系統是十分主要的。被監測的化學的和物理的特性指示劑一般包括PH、特殊的陽離子和陰離子、無機的和有機的鍋垢抑制劑、緩蝕劑、分散劑和合成聚合物等。成功地進行任何處理程序的關鍵在于經濟原因。在該系統中化學藥品的處理保持在最低水平，有時要保持在最高水平。

例如，冷卻水、鍋爐水和污水系統的控制分析一般仍然依靠手選取樣。這些樣品基本上是靠常規的人工技術進行分析，這些技術在時間上、經濟上和人為誤差可能性方面都帶有明顯的缺陷。事實上，對于大多數和工業水處理過程來說，分析就其性質而論反映的是過去的情況而不是動態的。

許多工業過程需要對工藝水系統進行不間斷的監視和特殊的控制。這需要具有連續人工控制調節功能的、快速的、反復的分析，在這些調節裝置中，傳感器直接耦合到可以監測化學物質進料泵的計算機控制器上。最新的技術涉及利用由測定系統需求量(水流)的微處理機驅動的監測裝置。另一種技術涉及測量加到該系統中的惰性成分(加入量與總物料量成正比)。上述兩種方法中的任一個都不能提供對有效處理成分的直接分析，并且這兩種方法都假定在該系統中有效處理成分的濃度是恒定比例，然而常常并不是這種情況。因此，這兩種方法需要另外對有效處理成分進行分析，以保證抑制劑等處于正確的水平。

近來，紫外光、可見光和近紅外光檢測器已經被用來對多組分系統中的重金屬污染物進行定量分析。利用紫外光、可見光、近紅外光的吸收或發射光譜等進行的化學物質分析依賴于在整個紫外光和可見光范圍內的許多特定波長上的相對吸收或發射特性。在光譜的紫外、可見和近紅外(UV-VIS-NIR)區域的吸收和發射是在受紫外-可見光源照射時，在原子的鍵結構和價電子中出現的能級水平變化的結果。

吸收或發射光譜的重要特征就是它們的位置和強度，它們提供了一種可用來確定定性和定量特性的參數。這些數據是在一個波長范圍內許多等距隔開的波長間隔所測的吸收或發射強度的函數。光吸收值由確定被溶液吸收的入射光和該溶液的摩爾濃度之間關系的比爾-朗伯定律來確定。按簡化形式，比爾-朗伯定律可作如下說明：

A＝abc其中A＝被吸收光的總量；

a＝確定該介質的吸收度的吸收系數；

b＝吸收光程的長度；

c＝該溶液的濃度。

吸收也可以借助于將通過一種吸收物質的透射光的密度與當光束中沒有吸收物質時的光密度加以比較來加以說明：

T＝(I/I₀)????和

A＝log(1/T)或

A＝log(I₀/I)＝abc其中

T＝透射系數；

A＝吸收系數；

I＝透射光密度；

I₀＝入射光密度。

根據對于溶液在這很寬的波長范圍內所觀察到的吸收或發射譜圖對這些溶液進行定性和定量分析是可能的。因為所觀測到的吸收或發射是溶液中所有的吸收或發射成分的函數。多組分系統或具有很高程度本底干擾的系統就使分析的問題大大地復雜化了。

最新的一些研究成果使得利用紫外-可見吸收或發射光譜學成為水處理領域中一種切實可行的技術。

光纖透鏡允許分析器與待分析物質之間有相當大的距離。遠距離分析器可以裝有一個光源、檢測器和電子部分。光纖透鏡光纜將光源光傳送到一個光導電極，在其中所述的光透過樣品，然后被采集并通過一配合光纜被送回到檢測器。光導電極可以插入一處理槽或流動液流中，而后在分折完成之后取下來，或為了連續地監測它們可以永久地安裝在同一點。這些是兩種類型的現場分析。此外，樣品管線可以連接到一個含有所述光導電極的流通池上，這是在線分析。

陣列檢測器允許按不連續的間隔同時檢測很寬的波長范圍。這就避免了需要靠在所述光源或在檢測之前改變波長來形成若干間隔。相反，可以使用廣譜光源，并可以充分加以檢測。可以根據會有對分析有價值的吸收或發射特性的波長進行評價。不含對分析有價值的信息的波長和范圍可以忽略不計，即使所述檢測將包括來自整個范圍的信息。