① ② ③ ④
具密封塞的加热管:50ml; 锥形瓶:150ml; 25ml酸式滴定管(或分光光度计); 恒温定时加热装置.
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3,COD自动在线监测仪
根据氧化方式的不同:
重铬酸钾氧化方式 非重铬酸钾氧化方式
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(1)重铬酸钾氧化方式
采 样 系 统
氨氮分析仪 TOC 分析仪 pH 计 …
排 污 口
流量计
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废水在线监测设备
对污染源排污状况进行分析测试
COD自动在线监测仪 氨氮自动在线监测仪 TOC自动在线监测仪 总磷自动在线监测仪 总氮自动在线监测仪 pH计 电导率仪 流量计 超标留样器
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(2)库仑法 原理:以重铬酸钾为氧化剂,水样在10.2mol/L硫酸介质中 原理
回流氧化后,过量的重铬酸钾用电解产生的亚铁离子作为库 仑滴定.根据电解产生亚铁离子所消耗的电量,按照法拉第 定律进行计算.
仪器: ①
化学需氧量测定仪; ② 滴定池; ③ 电极(铂片); ④ 电磁搅拌器,搅拌子;
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TOC/COD相关系数的确定
1,水样的采集 2,水样TOC的测定—在线仪法 3,水样COD的测定—国标法 4,转换系数的确定:COD=k×TOC + b
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4,国标法与在线监测仪的主要差异
氧化剂不同 消解方式,温度,时间不同 样品和试剂用量不同 终点判定(检测)方法不同 样品预处理不同
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(5)样品预处理不同
实验室分析方法:将样品采集并固定后带回实验室分析,分 实验室分析方法 析时将样品混匀回流滴定. 水质在线监测仪多:采用潜水泵或自吸泵将水样从污水渠采 水质在线监测仪多 集到仪器旁,再通过蠕动泵将定量水样加入仪器内.多在 水样采集的源头或进仪器前加装有过滤装置.
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燃烧氧化-红外吸收法自动在线TOC监测仪流程图
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主要性能指标
测量范围:0-1000mg/L; 重现性:±2 %F.S; 测量周期:7 min.
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紫外催化氧化- NDIR法 TOC仪
⑤ 回流装置; ⑥ 电炉; ⑦ 定时钟.
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(3)快速密闭催化消解法 原理:在经典重铬酸钾-硫酸消解体系中加入催化剂硫 原理
酸铝钾和钼酸铵.同时密封消解过程是加压下进行的,因 此大大缩短了消解时间.消解后测定COD的方法可以采 用滴定法,也可采用光度法.
仪器:
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二,废水在线监测设备
COD(TOC)自动在线监测仪 氨氮自动在线监测仪 流量计 数据采集传输仪
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(一) COD自动在线监测仪
1, 定义 2,化学需氧量测定的标准方法 3,COD自动在线监测仪 4,标准方法与在线仪器法的不同
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(2)消解方式,温度,时间不同
实验室分析方法:将回流瓶放置于电炉上加热消解,反应温度在
146℃左右,消解时间为2h.
重铬酸钾为氧化剂的在线监测仪器:多采用加热棒加热敞口常
压消解,或用微波加热密闭加压消解,反应温度多在165℃左右 ,加热时间在8min～30min之间.
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TOC自动在线监测仪分类
v v v
燃烧氧化—红外吸收法 紫外催化氧化—红外吸收法 电导法.
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燃烧氧化—NDIR法 TOC仪
测定原理:
样品在进样装置中酸化后(加入盐酸或硝酸),将无 机碳变成二氧化碳,通过氮气(或纯净空气)除去二 氧化碳; 有机物在燃烧管里燃烧氧化后生成二氧化碳,用非分 散红外分析仪测量,算出样品中的TOC浓度.
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1,化学需氧量COD
是指在强酸并加热条件下,用重铬酸钾作为氧化剂处理水 样时所消耗氧化剂的量,用氧的mg/L来表示. 反映了水中受还原性物质污染的程度,其值越小说明由有 机物引起的污染越轻,水中还原性物质包括有机物,亚硝酸盐 ,亚铁盐,硫化物等. 水被有机物污染是很普遍的,因此,化学需氧量也作为有 机物含量的指标之一,但只能反映被氧化的有机物污染,不能 反映多环芳烃,PCB等的污染状况. CODCr是我国实施排放总量控制的指标之一.
测定原理:
水样经过酸化处理后曝气除去无机碳; 水中有机物在紫外光的照射下催化氧化成二氧化碳 ; 用红外检测器测量,计算出TOC的浓度.
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紫外催化氧化-红外吸收法原理图
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主要性能指标
v v v
测量范围:0-1000mg/L; 重现性:±2 %F.S; 测量周期:10min.
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2,化学需氧量测定的标准方法
(1)重铬酸钾法 原理:酸性溶液中,用一定量的重铬酸钾氧化水样中 原理
还原性物质,过量的重铬酸钾以亚铁灵作指示剂,用硫 酸亚铁铵溶液回滴.根据硫酸亚铁铵的用量计算出水样 中还原性物质消耗氧的量.
仪器:
① 回流装置:带250ml锥形瓶全玻璃回流装置; ② 加热装置:变阻电炉; ③ 50ml酸式滴定管.
强酸性加热条件下,水样中的有机物和无 机还原物被重铬酸钾氧化,通过测量消耗重 铬酸钾的量来计算COD
根据检测方法的不同:
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
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重铬酸钾消解-光度法
水样进入反应室 加入过量重铬酸钾标液 浓硫酸酸化 165℃条件下回流30min(或催化消解)
用 光度法 测量 剩余的Cr(Ⅵ)(600nm) 或反应生成的Cr(Ⅲ)(440nm)
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重铬酸钾消解-库仑滴定法
水样进入反应室 加入过量重铬酸钾标液 浓硫酸酸化 165℃条件下回流(或催化消解)
用 库仑滴定法 [Fe(Ⅱ)] 测定剩余的Cr(Ⅵ)
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(1)氧化剂不同
实验室分析方法:采用重铬酸钾为氧化剂; 实验室分析方法 在线监测仪器:采用羟基,燃烧,臭氧等作为氧化剂,UV法 在线监测仪器 不用氧化剂
电极电势是比较氧化性的数量重要标准.羟基自由基具有极强的 电子能力也就是氧化能力,氧化电位2.8v.是自然界中仅次于氟 的氧化剂. 臭氧是氧的同素异性体,臭氧具有极强的氧化能力,在水中的氧 化还原电位 2.07V .它的氧化能力高于氯( 1.36V ),二氧化 氯(1.5V).
湿法氧化-非分散红外吸收法 电导法 气相色谱法
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测定方式一:差减法
TOC=TC-IC TC:有机化合物和无机碳酸盐的C总量. IC:无机碳酸盐的C总量;
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测定方式二:直接法
将水样酸化曝气,将无机碳酸盐分解生成 二氧化碳去除IC; 再注入高温燃烧管中,可直接测定总有机 碳. 但由于在曝气过程中会造成水中的挥发性 有机物的损失而产生测定误差.
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1,氧化剂不同对监测结果的影响
氧化剂不同,其对水体中还原性物质的氧化能力就不同 ,氧化率也就不同,从而直接影响最终的分析值.
就氧化能力而言:燃烧法氧化率最高为100%;羟基,臭氧氧化率次之; 就氧化能力而言: 然后是重铬酸钾为90%～95%, UV法采用紫外光照射的方法,氧化率 为0. 对于容易氧化的有机物而言(如葡萄糖):采用不同的氧化剂其消耗量 对于容易氧化的有机物而言(如葡萄糖): 折合成氧的量是相同的,得到的结果也是相同的. 对于难消解的有机物(如多环芳烃):则氧化率最高,折合成的耗氧量 对于难消解的有机物 也就越高,得到的值也就越高.
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(2)非重铬酸钾氧化方式 ——总有机碳(TOC)
法
TOC: 以碳的含量表示水体中有机物质总量 的综合指标.COD=k×TOC + b
按工作原理的不同:
燃烧氧化-非分散红外吸收法(NDIR)
——只需一次性转化,流程简单,重现性好,灵敏度高, 该种TOC分析仪被广泛采用
重铬酸钾消解-氧化还原滴定法
水样进入反应室 加入过量重铬酸钾标液 浓硫酸酸化 150℃条件下回流30min
以试亚铁灵为指示剂 用硫酸亚铁铵滴定剩余的Cr(Ⅵ)
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重铬酸钾氧化法——仪器组成
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采样单元:采样泵,采样管,样品储存等组成; 计量单元:计量管,计量泵/蠕动泵/注射泵等; 计量单元: 反应单元:主要有加热单元,反应室,完成水样的消 解和反应; 检测单元:对消解的样品进行光度检测或滴定; 单元: 控制单元:单片机/工控机系统,完成对仪器全过程 的控制.
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数据采集装置
对各种监测设备的测量数据进行采集,存储及处理; 具有黑匣子功能,能够对环保设备的运行状况进行自动 监测,对数据进行存储和输出.
数据传输设备
对采集的各种监测数据传输至环保管理部门; 多种传输方式:电话线,GPRS,GSM短消息,局域网,以太网 ,3G,无线电台等.