[发明专利]紫外光谱法污水总有机碳（TOC）在线检测仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水中的总有机碳的检测仪，尤其是一种能够在较大光谱范围内用紫外线照射并分析进行的在线监测污水中的TOC检测仪。 

背景技术

目前为止，水中的有机污染物有增无减，有机污染是水体污染的主要问题，我们的生活离不开水，因此我们越来越重视对于水以及污水的监测问题。总有机碳TOC(Total organic carbon)是在水中的有机物质的含碳量的总和，有机物中的主要元素由碳的量来表示，TOC能够完全反映有机物对水体的污染水平。 

现在美国主要以TOC指标来检测水体中的有机物含量(联邦工业标准D-2579)，日本也把TOC指标列入日本工业标准(JIS，K0102)，我国也将它作为水质检测的指标之一，列入国标。“污水排放标准中GB 8978-1996”和“生活饮用水卫生标准GB 5749-2006”。 

国外水质TOC在线分析仪一般价钱非常昂贵，在国内普及也有一定的困难；另一方面，从自主知识产权角度出发，在未来的几年里，我国应逐步制定自己的TOC标准分析方法及相应的技术规范和协议。我们的研究将会给今后的评价方法和技术协议提供坚实的理论基础和实验基础，以及提供低成本的在线检测仪器和仪器设计理论。 

目前TOC的测定方法主要采用燃烧氧化法和湿式氧化法，即先把水中的有机物氧化为CO2，再测量CO2气体总量。燃烧氧化方法分为900-950℃催化燃烧氧化法和680℃催化氧化法；湿式氧化法可分为过硫酸盐催化氧化法和紫外催化氧化法；CO2的测定采用非色散红外法和电导法。 

在测量仪器的研制方面，国内外已研制生产有包括实现连续在线监测的各种类型的TOC分析仪。按工作原理不同，可分为燃烧氧化-NDIR法；加热-过硫酸盐氧化-NDIR法；UV光催化-过硫酸盐氧化-NDIR法、离子选择电极(ISE)法、电导法、气相色谱法等。其中，燃烧氧化-NDIR法只需一次性转化，流程简单，为国内外广泛采用。 

国内常见的TOC测定仪，如TOC-10B、TOC-500、TOC-5000、TOC-V系列、TOC-4100是日本岛津不同时期的产品；1270-M、1555B、6800、6810是美国IONICS公司不同时期的产品。比较国外几种TOC分析仪的性能特点可知，日本早期的TOC测定仪水平低于美国，经过不断努力和创新，其水平与美国的同类产品相当，各有特点。例如，岛津制作所的TOC-VCPH有稀释功能，美国Star Inst ruments Inc的100型TOC测定仪有臭氧法、超纯紫外法、紫外+过硫酸盐法、900℃+铂催化高温氧化法四种氧化方法可选择。Thermo Electron Corporation(NYSE：TMO)在荷兰的代夫特工厂于2003年10月推出的台式高性能TOC分析仪HiPer TOC也具有4种不同的氧化技术：高温氧化，UV-过硫酸盐，超纯UV，UV-臭氧。HiPer TOC的一体化55位三维自动进样器提高了分析效率，两个NDIR在一次分析里得到高、低不同浓度的TOC结果。国外最新研制的TOC测定仪仍有低档机，如岛津制作所的TOC-VE、美国IONICS公司的1555B。1555B只用一个模拟温控器控制900℃的TC氧化炉温度，IC反应炉只靠TC氧化炉的900℃炉温传热，结构更简单，它们都采用微量注射器手动进样。 

而上述产品均为进口产品，虽然其检测方法成熟，检测精度高，但是存在结构复杂、价格高等问题，在国产化方面存在专利壁垒，并且，从测量原理角度看均不适合做成在线检测仪器。在我国环境保护方面，存在的一些实际问题是：部分污染企业不能自觉遵守环境保护法规，在排放污水时，采用夜间偷排，人为稀释、没人检查时排放，贿赂检查人员等办法来排放污水，逃避责任。所以在我国人工取样式TOC分析仪在使用时存在一些局限性，实际需要一批结构简单、成本较低、适用于在线检测的TOC分析仪来实时监控其污水排放情况。就像电表和水表一样的来用。这个需求量 非常巨大，为此研制新的检测方法和检测仪器是非常必要的。