[实用新型]水质重铬酸盐指数在线自动监测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于水质检测仪器领域，更具体的说，涉及一种计算机控制的检测水质重铬酸盐指数在线自动监测装置。

背景技术

随着我国对环境资源权利的日益增强，环境治理、饮用水安全等都离不开水质监测。化学耗氧量(Chemical Oxygen Demand，COD)是在一定条件，用一定的强氧化剂处理水样所消耗的氧化剂的量，以氧的毫克/升表示，它是指示水体被还原性物质污染的主要指标，还原性物质包括各种有机物、亚硝酸盐、亚铁盐和硫化物等，但水样受有机物污染是极为普遍的，因此化学需氧量可做有机物相对含量的指标之一。化学需氧量的测定，根据所用氧化剂的不同，分为高锰酸钾法和重铬酸钾法。高锰酸钾法操作简便，所需时间短，在一定程度上可以说明水体受有机物污染的状况，常被用于污染程度较轻的水样；重铬酸钾法对有机物氧化比较完全、适用于各种水样。重铬酸盐指数即重铬酸盐值，又称重铬酸盐氧化性(dichromate oxidizability)或重铬酸盐需氧量，记为COD_Cr。用标准步骤，以重铬酸钾为氧化剂测定的水的化学需氧量。

重铬酸钾法，其原理是通过在水样中加入已知量的重铬酸钾溶液，并在强酸介质下以银盐作催化剂，经沸腾回流后，以试亚铁灵为指示剂，用硫酸亚铁铵滴定水样中未被还原的重铬酸钾由消耗的硫酸亚铁铵的量换算成消耗氧的质量浓度。在酸性重铬酸钾条件下，芳烃及吡啶难以被氧化，其氧化率较低。在硫酸银催化作用下，直链脂肪族化合物可有效地被氧化。

随着我国对环境资源权利的日益增强，环境治理、饮用水安全等都离不开水质监测，为提高我国水环境监测能力，实现排污口、水源的水质监测的自动化和现代化，发明性能稳定、测量快捷的COD在线监测仪就十分有必要。中华人民共和国国家标准GB11914-89《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》从标准上规定了重铬酸盐法水质检测的步骤和原理。中国行业技术标准HJ/T377-2006《环境保护产品技术要求化学需氧量(COD_Cr)水质在线自动监测仪》中提出了化学需氧量(COD_Cr)水质在线自动监测仪的一些具体实现。

根据国家标准和行业技术标准，现有技术针对标准中“氧化还原反应”(一般称为“消解”)的条件、“未被还原的重铬酸钾”指示方法(简称终点指示方法)两个技术方面进行研究，开发了几种目前市场上的COD在线监测仪。这些仪器根据终点指示方式不同，有以下类型：仍采用《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》(GB11914-89)中的原理进行指示：用硫酸亚铁铵滴定未被还原的重铬酸钾，用消耗硫酸亚铁铵的量换算成消耗氧的质量浓度，得到试样的COD_Cr值。采用《水质化学需要量的测定快速消解分光光度法》(HJ/T399-2007)进行终点指示：用分光光度法测定未被还原的Cr⁶⁺或氧化生成的Cr³⁺含量，根据反应消耗重铬酸钾的量换算成消耗氧的质量浓度，得到试样的COD_Cr值。恒电流电解产生的Fe²⁺还原剂滴定试样中未被还原的重铬酸钾，用双铂电极电位法指示滴定终点。根据电解Fe²⁺消耗的电量，计算得到反应消耗重铬酸钾的量，换算成消耗氧的质量浓度后，得到试样的COD_Cr值。

这些仪器中，消解和确定方法都和国家标准一样的仪器优点在于数据不用转换，直接可靠，其缺点在于硫酸亚铁溶液不容易保存；而仪器结构复杂；药品用量也较大；时间很长；而且铬是污染物，带来较大的环境污染。而只改变确定方法的仪器是根据一般通过还原后的Cr³⁺是绿色，没有被还原的Cr⁶⁺是黄色的规律，用分光光度的方法来确定未被还原Cr⁶⁺量。其优点在于这种仪器保证了消解条件，数据不需要和标准方法对比；没有硫酸亚铁铵溶液的问题；用药量少。另外一种仪器方案，将消解方法和确定方法改变。例如采用高温高压消解，希望缩短消解时间，用分光光度法确定未被还原重铬酸钾量。该类仪器的优点在于用药量少；速度快；然而缺点也很突出，所获得的数据必须和国家标准对比转换；而且高压高温就有爆炸隐患。