化學(xué)需氧量在線監(jiān)測儀的研究與應(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，及時監(jiān)測水環(huán)境的COD值，必須要有先進(jìn)的COD在線監(jiān)測儀器進(jìn)行監(jiān)測。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)測儀，主要研究工作如下：
　?。?）分析COD測定時氧化方法和分析方法的研究現(xiàn)狀，以及國內(nèi)外COD在線監(jiān)測儀的發(fā)展現(xiàn)狀，基于此，本文提出設(shè)計一種采用密封消解-分光光度法的COD在線監(jiān)測儀。介紹了與本文

2、設(shè)計的COD在線監(jiān)測儀相關(guān)的基礎(chǔ)知識，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)、光源波長選擇依據(jù)和采用分光光度法測定COD的理論計算依據(jù)。
　?。?）設(shè)計及優(yōu)化主要過程控制單元。在通用預(yù)處理單元過濾較大雜質(zhì)和懸浮物的基礎(chǔ)上，設(shè)計出消除無機(jī)干擾物和浮油的預(yù)處理裝置，使測量結(jié)果更可靠。為了解決原有計量單元計量偏差大的問題，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、光源隨時間和溫度的偏移導(dǎo)致的測量誤差。
　　（3）采用新型嵌入式微控制器STM32和操作系統(tǒng)Linux對其進(jìn)行控制，相對于PLC控制大大降低了成本。對光電檢測電路噪聲進(jìn)行研究，設(shè)計出低噪聲光電檢測電路，并采用軟件方法進(jìn)行濾波降噪處理，還通過一定算法對吸光度值進(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)動蠕動泵工作，用更科學(xué)的控制算法來實現(xiàn)其運行過程的控

4、制，保證儀器可靠、穩(wěn)定地運行。
　?。?）通過正交試驗，對COD測定過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為：消解溫度＞消解時間＞催化劑用量＞溶液酸度＞氧化劑用量。同時，得出本COD在線監(jiān)測儀的最優(yōu)操作條件為：消解溫度170℃，消解時間15min，催化劑用量0.04g，溶液酸度8mol/L，氧化劑用量0.025g。通過對不同催化劑進(jìn)行試驗及分析，選擇Ag2SO4為測定工業(yè)污水COD的最佳催化劑