化學(xué)需氧量在線監(jiān)測(cè)儀的研究與應(yīng)用.pdf

1、化學(xué)需氧量(COD)表示水中還原性污染物的含量，是衡量水質(zhì)被還原性物質(zhì)污染程度的重要指標(biāo)。為了改善水環(huán)境質(zhì)量，及時(shí)監(jiān)測(cè)水環(huán)境的COD值，必須要有先進(jìn)的COD在線監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。本文旨在研制出一種低成本、高準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性的COD在線監(jiān)測(cè)儀，主要研究工作如下：
　?。?）分析COD測(cè)定時(shí)氧化方法和分析方法的研究現(xiàn)狀，以及國(guó)內(nèi)外COD在線監(jiān)測(cè)儀的發(fā)展現(xiàn)狀，基于此，本文提出設(shè)計(jì)一種采用密封消解-分光光度法的COD在線監(jiān)測(cè)儀。介紹了與本文

2、設(shè)計(jì)的COD在線監(jiān)測(cè)儀相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，包括催化劑的催化機(jī)理、儀器影響因素、分光光度法的理論基礎(chǔ)、光源波長(zhǎng)選擇依據(jù)和采用分光光度法測(cè)定COD的理論計(jì)算依據(jù)。
　　（2）設(shè)計(jì)及優(yōu)化主要過(guò)程控制單元。在通用預(yù)處理單元過(guò)濾較大雜質(zhì)和懸浮物的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出消除無(wú)機(jī)干擾物和浮油的預(yù)處理裝置，使測(cè)量結(jié)果更可靠。為了解決原有計(jì)量單元計(jì)量偏差大的問(wèn)題，采用光電液位傳感器與新的控制算法相結(jié)合的方法，使計(jì)量更加準(zhǔn)確。比色單元采用雙光束分光光度法，消除了

3、光源隨時(shí)間和溫度的偏移導(dǎo)致的測(cè)量誤差。
　　（3）采用新型嵌入式微控制器STM32和操作系統(tǒng)Linux對(duì)其進(jìn)行控制，相對(duì)于PLC控制大大降低了成本。對(duì)光電檢測(cè)電路噪聲進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)出低噪聲光電檢測(cè)電路，并采用軟件方法進(jìn)行濾波降噪處理，還通過(guò)一定算法對(duì)吸光度值進(jìn)行修正，從而使得到的COD值更加準(zhǔn)確?；诿}寬調(diào)制技術(shù)的模糊PID溫度控制方法實(shí)現(xiàn)溫度的精確控制。采用快速精確的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)蠕動(dòng)泵工作，用更科學(xué)的控制算法來(lái)實(shí)現(xiàn)其運(yùn)行過(guò)程的控

4、制，保證儀器可靠、穩(wěn)定地運(yùn)行。
　?。?）通過(guò)正交試驗(yàn)，對(duì)COD測(cè)定過(guò)程中的主要影響因素進(jìn)行分析，結(jié)合直觀分析法和方差分析法，得出影響因素的排序?yàn)椋合鉁囟龋鞠鈺r(shí)間＞催化劑用量＞溶液酸度＞氧化劑用量。同時(shí)，得出本COD在線監(jiān)測(cè)儀的最優(yōu)操作條件為：消解溫度170℃，消解時(shí)間15min，催化劑用量0.04g，溶液酸度8mol/L，氧化劑用量0.025g。通過(guò)對(duì)不同催化劑進(jìn)行試驗(yàn)及分析，選擇Ag2SO4為測(cè)定工業(yè)污水COD的最佳催化劑