[实用新型]高温燃烧氧化法在线COD/TOC/TN自动监测仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水质多参数在线监测仪器，特别应用于采用高温燃烧氧化法同步检测污水化学耗氧量(COD)、总有机碳(TOC)、总氮(TN)三参数的环境水质自动监测领域。

背景技术

近年来，随着城市的扩大和大规模工业的发展，环境污染问题倍受人们的关注，而有机污染物的排放是造成河流、湖泊污染的主要原因。在水质监测分析中，评价水体有机物污染程度的重要指标包括化学耗氧量(COD)、总有机碳(TOC)和总氮(TN)等。因此，实现对各种水源或污染排放源中COD、TOC和TN含量进行实时、连续在线监控，对节能减排、保护生态环境等方面有着重要的意义。

在现有技术中，在线测量水体中COD的方法很多，常用的测定方法有重铬酸钾消解法、UV计法、电化学测量法和高温燃烧氧化—非色散红外法(TOC法)等。重铬酸钾消解法是指使用重铬酸钾做氧化剂，在一定条件下氧化水样中的有机物，通过光度计或电极测算出消耗氧化剂的量，进一步换算出COD值，为传统的国标方法。UV计法用于表征水质COD，即水样中特定的溶解态有机物对特定波长(254nm)的紫外光有较强吸收，在测量吸光度后再通过相关性可转换成COD值。电化学法是根据电极与水样接触后引起氧化还原反应，其电流的变化与有机物的浓度相关，间接测量出COD值。高温燃烧氧化—非色散红外法是将处理后的定量水样燃烧，完全氧化其中的有机成份，再使用非色散红外检测器测定其生成的CO₂浓度，直接得出TOC值，再通过相关性同时转换成COD值。

上述在线COD自动监测方法中，重铬酸钾消解法由于水样中部分有机物很难被氧化剂氧化，有的甚至根本不能氧化。因此，该类在线COD仪难以应用于高氯污水、强碱污水、浓度大幅变动污水及地表水的自动监测，仅能满足部分污染源在线自动监测的需要。另外，该类仪器的分析周期一般较长，需要60分钟左右，难以实现真正意义上的在线监测。所采用的试剂种类较多，泵管系统较复杂，因此在试剂的更换以及泵管的更换维护方面较烦琐。还存在铬、汞等重金属的二次污染、废液需要特别的处理问题。UV计法由于众多污水中含有乙醇、糖类、有机酸等不具有紫外吸光性的有机物，只能适用于无悬浮颗粒、成份稳定、无色透明的水体，使UV计法的应用范围受到很大限制。电化学法仪器结构简单，运行可靠，需要将其分析结果与国标方法进行比对试验并进行适当的校正后，间接测量出COD值。但由于不同的水质其校正系数也有所不同，因此，校正后的仪器只能固定测量同一种水质。高温燃烧氧化—非色散红外法利用高温燃烧氧化，有机物氧化率几乎达到100％，因此更能精确地表达水样中有机物含量。该类在线COD仪的检测下限较低，性能可靠，几乎能满足所有污水源在线自动监测的要求。另外，其分析周期很短只需5分钟。除增加了无机碳去除单元外，该类仪器的管路系统比电化学法在线COD仪更简单一些，可靠性因此也大大提高，另外其使用的试剂也较少，运行成本低，又无二次污染。

当前世界上最先进的TN测量方法为高温燃烧氧化—化学发光法。该方法是将样品高温燃烧后发生氧化反应，其中样品中的氮化物定量地转化为·NO，·NO与臭氧发生反应转化为激发态的NO₂*，当激发态的NO₂*跃迁到基态时发射出光子，通过半导体化学发光检测器检测化学发光的强度来测定样品中的总氮含量。目前国产运用该方法开发的仪器基本应用于实验室内对液态、气态或固态样品中总氮的分析，少数外国在线监测仪器虽然运用了高温燃烧氧化—化学发光法测TN，但能同时测量COD、TOC、TN三参数的水质在线自动监测仪目前尚未见报道。随着人们对环境意识的提高，对环境污染物的控制越来越严格，对检测技术的要求也越来越高。目前，各种水污染综合指标的测定方法正向着自动化、多参数化和仪器分析方向发展。研究如何提高分析水样的代表性和真实性，研制一种适应性强、运行可靠、维护简单、性价比高、无二次污染、能同时测量多参数的水质在线自动监测仪已成为当务之急。

发明内容

为了满足各种成分复杂、浓度波动变化复杂的污水进行实时在线监测的需求，本实用新型提供一种具有免维护、带水位检测的水质监测远程取样装置、能快速准确同步检测COD、TOC、TN三参数的水质在线监测仪。