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水质自动监测技术与在线自动监测仪器的发展现状 - 工程设计

标签: 监测系统

从原理上讲,过硫酸盐消解-光度法是在线总氮和总磷仪的主选方法,也是各国的法定方法。基于密闭燃烧氧化-化学发光分析法的在线总氮仪以及基于紫外线照射-钼催化加热消解,FIA-光度法的在线总磷仪主要局限于日本。前者是日本工业规格协会认可的方法之一。

测试水站类型及内容:
本方案适用于微型水质自动监测系统的测试。监测项目为常规五参数(水温、pH、溶解氧、电导率、浊度)、高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮、叶绿素a共10项。
高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮、叶绿素a监测频次为每2小时测定1次;常规五参数在每周一10:15~10:50期间监测频次为每分钟测定1次,其余时间监测频次为每2小时测定1次。
小时测定1次;常规五参数在每周一10:15~10:50期间监测频次为每分钟测定1次,其余时间监测频次为每2小时测定1次。
测试依据: 《pH水质自动分析仪技术要求(HJ/T
96-2003)》、《电导率水质自动分析仪技术要求(HJ/T
97-2003)》、《浊度水质自动分析仪技术要求(HJ/T
98-2003)》、《溶解氧水质自动分析仪技术要求(HJ/T
99-2003)》、《高锰酸盐指数水质自动分析仪技术要求(HJ/T
100-2003)》、《氨氮水质自动分析仪技术要求(HJ/T
101-2003)》、《总氮水质自动分析仪技术要求(HJ/T
102-2003)》、《总磷水质自动分析仪技术要求(HJ/T 103-2003)》等等。
场地及水质:
微型水质自动监测系统测试场地位于御临河黄印和梁滩河童善桥。系统测试水样由重庆市生态环境监测中心统一提供。
时间安排:
本次系统测试时间为2周14天。黄印与童善桥同步开展测试工作。测试具体时间另行通知。
测试要求:
每个参与测试方在场地面积限制范围内,在黄印和童善桥各提供1套完整的微型水质自动监测系统和管理平台参与测试。测试系统必须完整独立并具备要求的功能,微型水站自动监测系统应由采水单元、配水及预处理单元、分析单元(水温、pH、溶解氧、浊度、电导率、高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮)、控制单元和数据传输单元等组成。
系统运行要求:
进入测试的自动监测系统,高锰酸盐指数、氨氮、总磷和总氮每天固定0点进行零点校正液核查,1点进行量程校正液核查,自0点起,0:00、2:00、4:00、6:00、……22:00,每隔2小时采集一次水样分析,每天12个数据;常规五参数在0:00、2:00、4:00、6:00、……22:00,每隔2小时采集一次水样分析;数据按整点格式上传至管理平台。常规五参数在每周一10:15~10:50期间监测频次为每分钟测定1次,数据按整分钟格式上传至管理平台。

常规五参数分析仪经常采用流通式多传感器测量池结构,无零点漂移,无需基线校正,具有一体化生物清洗及压缩空气清洗装置。如:英国ABB公司生产的EIL7976型多参数分析仪、法国Polymetron公司生产的常规五参数分析仪、澳大利亚GREENSPAN公司生产的Aqualab型多参数分析仪(包括常规五参数、氨氮、磷酸盐)。另一种类型(“4+1”型)常规五参数自动分析仪的代表是法国SERES公司生产的MP2000型多参数在线不质分析仪,其特点是仪器结构紧凑。

油类自动分析仪:技术原理一般为荧光光度法。

氨氮在线自动分析仪的技术原理主要有三种:氨气敏电极电位法;分光光度法;傅立叶变换光谱法。在线氨氮仪等需要连续和间断测量方式,在经过在线过滤装置后,水样测定值相对偏差较大。

一个可*性很高的水质自动监测系统,
必须同时具备4个要素,即高质量的系统设备;完备的系统设计;严格的施工管理;负责的运行管理。

从分析性能上讲,目前的高锰酸盐指数在线自动分析仪已能够满足地表水在线自动监测的需要。另外,与彩和化学方法的仪器相比,采用氧化还原滴定法的仪器的分析周期一般更长一些,前者一般为15~60min.

2.1水质自动监测系统的构成

包括水泵、管路、供电及安装结构部分。在设计上必须对各种气候、地形、水位变化及水中泥沙等提出相应解决措施,能够自动连续地与整个系统同步工作,向系统提供可*、有效水样。

从维护的难易程度上讲,
由于消解-氧化还原滴定法、消解-光度法所采用的试剂种类较多,泵管系统较复杂,因此在试剂的更换以及泵管的更换维护方面较烦琐,维护周期比采用电化学原理的仪器要短,维护工作量大。

2、水质自动监测技术

总氮在线自动分仪的主要技术原理有两种:过硫酸盐消解-光度法;密闭燃烧氧化-化学发光分析法。

氟化物和氯化物自动分析仪:技术原理一般为离子选择电极法。

硝酸盐和氰化物自动分析仪:技术原理主要有:离子选择电极法;光度法。

从对环境的影响方面讲,重铬酸钾消解-氧化还原滴定法(或光度法、或库仑滴定法)均有铬、汞的二次污染问题,废液需要特别的处理。而UV计法和电化学法则不存在此类问题。

从分析性能上讲,目前的在线TOC仪完全能够满足污染源在线自动监测的需要,并且由于其检测限较低,应用于地表水的自动监测也是可行的。另外,在线TOC仪的分析周期一般较短。

1、前言

由一系列水质自动分析和测量仪器组成,
包括:水温、PH、溶解氧、电导率、浊度、氨氮、化学需氧量、高锰酸盐指数、总有机碳、总氮、总磷、硝酸盐、磷酸盐、氰化物、氟化物、氯化物、酚类、油类、金属离子、水位计、流量/流量/流向计及自动采样器等组成。各主要在线自动分析仪器的发展现状将地第3节详述。

3.1概述

3.4高锰酸盐指数分析仪

从分析性能上讲,在线COD仪的测量范围一般在10~2000mg/l,因此,目前的在线COD仪仅能满足污染源在线自动监测的需要,难以应用于地表水的自动监测。另外,与采用电化学原理的仪器相比,采用消解-氧化还原滴定法、消解-光度法的仪器的分周期一般更长一些,前者一般为2~8min.

固定式子站:为较传统的系统组成方式。其特点是监测项目的选择范围宽。

2.2.4控制单元

UV自动分析仪:技术原理为比色法。具有简单、快捷、价格低的特点。不适于地表水的自动在线监测,国外一般是用于污染源的自动监测,并经常经换算表示成COD、TOC值。应用的前提条件是水质较稳定,在UV吸收信号与COD或TOC值之间有较确定的线性相关关系。

磷酸盐自动分析仪主要的技术原理为光度法。总磷在线自动分析仪的主要技术原理有:过硫酸盐消解-光度法;紫外线照射-钼催化加热消解,FLA-光度法。

常规五参数的测量原理分别为:
水温为温度传感器法(PlatinumRTD)、PH为玻璃或锑电极法、DO为金-银膜电极法、电导率为电极法、浊度为光学法(透射原理或红外散射原理)。

3.3化学需氧量分析仪

从原理上讲,方示更接近国标方法,但方法在欧美等国也是法定方法。将方法用于表征水质TOC,虽然在日本已得到较广泛的应用,但在欧美各国尚未得到行政主管部门的认可。

目前的自动分析仪一般具有如下功能:自动量程转换,遥控、标准输出接口和数字显示,自动清洗(在清洗时具有数据锁定功能)、状态自检和报警功能(如:液体泄漏、管路堵塞、超出量程、仪器内部温度过高、试剂用尺、高/低浓度、断电等),干运转和断电保护,来电自动恢复,COD、氨氮、TOC、总磷、总氮等仪器具有自动标定校正功能。

COD在线自动分析仪的主要技术原理有六种:重铬酸钾消解-光度测量法;重铬酸钾消解-库仑滴定法;重铬酸钾消解-氧化还原滴定法;UV计;氢氧基及臭氧氧化-电化学测量法;臭氧氧化-电化学测量法。

2.2.5子站站房及配套设施

3.2常规五参数分析仪

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