水污染源自动监测设备

国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核水污染源自动监测设备国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核2目录水污染源自动检测设备COD铬法、TOC法氨氮气敏电极法、比色法等流量计机械、电磁、声学等国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核水污染源自动监测设备水污染源自动监测设备是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现代传感器技术、自动测量技术，自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专用分析软件和通信网络所组成的一个综合性的在线自动监测系统。对监测数据可进行统计、处理，可打印输出日、周、月、季、年平均数据以及日、周、月、季、年最大值、最小值等各种监测、统计报告及图表（棒状图、曲线图多轨迹图、对比图等），并可传输到中心数据库或上网，收集并可长期存储指定的监测数据及各种运行资料、环境资料备检索。系统具有监测项目超标及子站状态信号显示、报警功能；自动运行、停电保护、来电自动恢复、远程故障诊断，便于例行维修和应急故障处理等功能。水污染自动监测设备通常由采样设备、废水在线监测仪器、数据采集设备、数据传输设备、通信设备和终端接收设备等组成。国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核水污染源自动监测设备水污染源自动监测设备通常由化学需氧量在线自动监测仪、氨氮在线自动监测仪、pH计、电导率仪、流量计及超标留样器等组成。数据采集设备数据传输设备终端接收设备氨氮分析仪TOC分析仪pH计流量计…COD分析仪采样系统排污口图1废水在线监测系统组成示意图国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核5济南污染源项目现场国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核COD铬法COD燃烧氧化法（TOC）国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核COD背景知识COD？化学需氧量(ChemicalOxygenDemand)是指水体中易被强氧化剂氧化的还原性物质所消耗的氧化剂的量，结果折成氧的量，以mg/L计。还原性物质主要是有机物，组成有机化合物的碳、氮、硫、磷等元素往往处于较低的化合价态。有机化合物在生物降解过程中不断消耗水中的溶解氧而造成氧的损失，空气中的氧气无法及时补充水中的氧气，从而破坏水环境和生物群落的生态平衡，并带来不良影响。有机物厌氧缺氧水体污染COD国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核COD测量原理国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核铬法COD在线分析仪与实验室测量值一致性最好国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核COD在线分析仪测量原理水样、重铬酸钾、硫酸银（催化剂使直链脂肪族化合物氧化更充分）和浓硫酸的混合液在消解池中被加热到175°C。在此期间铬离子作为氧化剂从VI价被还原成III价而改变了颜色，颜色的改变度与样品中有机化合物的含量成对应关系，仪器通过比色换算直接将样品的COD显示出来。其它无机物如：亚硝酸盐、硫化物和亚铁离子将使测试结果增大，将其需氧量作为水样COD值的一部分是可以接受的。抗干扰：主要干扰物为氯化物，加入硫酸汞形成络合物去除。干扰：国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核硫酸汞(HgSO4)mercurysulfate重铬酸钾(K2Cr2O7)potassiumdichromate提高重铬酸钾的氧化能力氧化反应过程的催化剂强氧化剂硫酸(H2SO4)sulfuricacid硫酸银(Ag2SO4)silversulfate氯离子干扰的抑制剂或隐蔽剂铬法COD使用的试剂国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核铬法COD在线分析仪与实验室方法的主要区别一、进样量和预处理方法的区别实验室：进样量大、样品搅拌均匀✔在线仪器：进样量小、为防止堵塞管路必须进行预处理✖解决办法实验验证过滤后的样品COD是否有影响采用高速搅拌或超声波粉碎的方式处理水样国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核铬法COD在线分析仪与实验室方法的主要区别二、消解过程的区别实验室：锥形瓶、敞开式消解，温度150度，时间2小时✔在线仪器：密闭消解，温度165-175度，时间自定✖解决办法自动消解时间基础上增加5分钟统一采用30分钟消解国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核铬法COD在线分析仪与实验室方法的主要区别三、检测方法的区别实验室：滴定法，系统误差高✖在线仪器：比色法，系统误差低✔解决办法小于50mg/L的水样，在实验室中应采用低浓度试剂进行分析低浓度试剂浓度为原始浓度的1/10，以减小系统误差国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核铬法COD在线分析仪与实验室方法的主要区别四、抗干扰能力的区别实验室：硫酸汞屏蔽氯离子，上限为1000mg/L✖在线仪器：氯离子屏蔽上限可达3000-5000mg/L✔解决办法氯离子低于1000mg/L，在实验室中应采用低浓度试剂进行分析氯离子高于1000mg/L，在实验室中应稀释至1000以下COD浓度太低无法稀释的，需要采用HJ/T70-2001氯气校正法国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核16主要技术参数测试量程：10…5,000mg/l检测下限：8.1mg/l分辨率：1mg/l精确度：100mg/l:10%读数；100mg/l:±6mg/l测试间隔：可调典型应用：污染源污水排放监测、市政污水处理厂进出水水质监测。国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核铬法COD分析仪的结构消解系统取样系统定量系统校准清洗监测系统安全面板国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核取样系统活塞泵不与样品和试剂直接接触，维护量少，可靠性提高。不挤压泵管，不需经常更换泵管，降低运行成本。成本高蠕动泵成本低。需要挤压泵管，泵管需要经常更换。蠕动泵本身也有一定的寿命国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核19定量系统光学定量精度较高，在关键因素上保证了测试的准确性。成本高蠕动泵定量准确度有限成本低国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核20消解系统采用强氧化剂和高温175°C进行COD消解。根据实际水质可调整反应时间设置以保证100%氧化，确保测试可靠。可靠的设计使消解和测量共用测量池，从而避免了因消解与测量分开进行操作时带来的误差。密闭消解国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核21校准清洗COD在线分析仪通常有分段量程，如0-500mg/l;100-1500mg/l;1000-5000mg/l每档量程有相应的校准数据，当测试值超过某一量程时，自动进行下一量程的校准，保证测试准确。自动清洗系统可按用户选定间隔采用热酸清洗样品流经的所有管路，避免误差。国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核22监测系统自我监测泄露系统：当系统管路出现泄露现象时，通过湿度感测仪器立即停止工作并报警，以保证人员和环境的安全。仪器持续监测系统的运行状态，使用户随时了解仪器的工作情况避免错误的测试结果。----完善的自我监测系统,可以保障系统的正常运行以及人员和环境的安全。国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核23安全面板由于仪器内部有强酸、剧毒液体和高温（175°C）高压部件，精心设计了让用户倍感放心的安全面板。该透明面板只有在Service菜单下且仪器处于初始状态（消解池清空、常压、常温）才能开启。安全面板未安装妥当，则仪器拒绝工作并给予提示。------尽善的安全防护设计国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核24其他功能仪器自动存储数据。LCD屏幕上显示图表曲线。通过服务端口连接PC可进行数据备份或进行数据分析。仪器提供0/4-20mA模拟输出，2路继电器(可定义仪器状态)输出。配备标准MODUBUSRS485，可选PROFIBUS，可实现双向通讯和远程控制。国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核25运行维护国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核主机构成1.托盘2.试剂3.安全面板4.进样口5.电源6.信号/控制线进口7.箱体8.服务接口(RS232)9.LCD显示器10.键盘11.门国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核分析单元①活塞泵②计量管③组合阀④下液位计量光度计⑤上液位计量光度计⑥光度计⑦消解单元国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核28接入试剂重铬酸钾硫酸零点标准液硫酸汞标准液国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核29拆除安全面板国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核30操作软件仪器最后的测量值显示日期、时间和消解时间显示当前的状态显示当前的时间和日期国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核TOCTotalorganiccarbon(TOC)，总有机碳，是以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标。由于一切有机物都含碳元素，加之TOC的标准测定方法采用燃烧法，因此可以将有机物全部氧化，它比BOD、COD更能直接表示有机物的总量，因此常常被用来评价水体中有机物污染的程度。国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核321、酸化阶段：通过酸化和载气喷射从水样中去除TIC和POC气体TOC在线测量常用方法2、氧化阶段：把水样中的有机碳全部氧化成二氧化碳(CO2)和其它气体。现在主要的氧化技术有以下几种:高温催化氧化(HTCO)：680度高温催化氧化光氧化（紫外光）：紫外光氧化，仅限于超纯水热化学氧化：氧化剂（过硫酸盐）+加热光氧化+化学氧化：紫外光氧化+过硫酸盐氧化电解氧化：电解氧化，纯水、超纯水3、检测阶段：检测和定量技术主要有两种，电导率检测，应用于纯水、超纯水为主，制药行业CO2检测，NDIR（非分散红外）检测器检测国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核33TOC在线分析仪测量原理：样品进入多通道进样阀的进样系统，首先被酸氧化，除去TIC；样品又通过蠕动泵进入燃烧室，专利技术的大体积燃烧炉，里面放了铂催化剂具有大的表面积，减少了氧化时间，燃烧出来的CO2和水被水汽分离装置分开，被分离的CO2气体被送进非发散红外检测器，红外检测器对CO2的检测有良好的检测灵敏度和线性度。国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核34仪器分析流程图1.进样管6.反应器2.泵头（取样、稀释、加酸）7.取样管3.多管噴頭8.GLS气液分离器4.泵头（冷却水、废液）9.红外检测器5.重取样装置国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核35燃烧炉核心部件水样中的有机碳在燃烧炉中充分燃烧需要定期清洗维护国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核36技术指标测量范围：0-25至20000mg/L检测下限：0.1mg/L准确度：±5%符合ISO8245,EN1484,EPA415.1或标准方法5310B.国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核TOC-COD相关系数的确定1.水样的采集宜采取20个以上的试样进行TOC值和COD值的测定。需将相同水样分成两份分别进行TOC和COD的测试，须充分搅拌均匀后再分开。一份水样用自动监测仪进行离线测定，一份在实验室进行COD测定。2.水样TOC值的测定首先，在测定水样的TOC值前，要保证自动监测仪测量准确性，必须对仪器进行校正，校正测量次数3次以上。水样中如果含有SS时，须将水样进行均化处理（用高速搅拌式或超声波式粉碎）。越是SS小而均匀的试样，测量取得的精度越高。对同一试样，须多次反复测量，一般测定5-6次后取平均值。3.水样COD值的测定4.数据处理将所测得的TOC和COD数据进行相关关系及转换系数计算。5.TOC-COD回归曲线的确定将在线TOC数据和实验室COD比对数据进行相关性分析，绘制回归曲线。将TOC仪器得到的数值代入回归曲线，换算成COD值。回归曲线为：CODcr=a+b*TOC。”国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核38试剂：量程标准液：邻苯二甲酸氢钾（KHP）,2.12g/l=1000ppmTOC零点标准液：去离子水，小于50μg/LTOC酸溶液：0.2MHCl（酸化后水样pH小于3）清洗液:5%NaOC