[发明专利]一种COD全自动在线监测系统及其监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水质监测装置，尤其涉及一种利用气压差自动进样、自动绘制标准曲线△I_c-C、自动获取待测水样的COD值的COD全自动在线监测系统及其监测方法。

背景技术

化学需氧量(COD)是指在强酸和加热条件下，用强氧化剂处理水样时消耗氧化剂的量，以O₂(mg/L)表示，它反映了水中受还原性物质（主要是有机物）污染的程度，是评价水体污染程度的综合性指标，同时也是水质监测的重要参数之一。为了有效遏制水体环境的日益恶化，我国在“九五”、“十五”、“十一五”规划中都制定了COD污染总量排放的控制目标。

现行COD监测的方法有如下几种：（1）国家规定的标准法（GB11914-89，EPA410.4），该法先以重铬酸钾溶液高温消解回流氧化有机水样，再以化学滴定定量间接计算出COD值。此法分析时间过长，消解和滴定总耗时达2h，反应过程消耗大量的硫酸，毒性较大的硫酸汞和氧化剂重铬酸钾以及昂贵的硫酸银，成本高且二次污染严重。（2）臭氧氧化法测COD，臭氧在水体中能通过环加成、亲电、亲核直接氧化并部分通过分解产生的羟基间接氧化有机物。由于臭氧本身对有机物的氧化具有选择性，所以该法在难降解的有机废水的监测中受到了限制。（3）可见或紫外分光光度法，该法通过测量有机物在特定波长下的紫外吸光度检测有机物的总量。对特定废水需先确定最适合的紫外吸收波长，局限性很大，操作相当麻烦。（4）光电催化氧化法，紫外光照射半导体TiO₂膜电极产生电子和空穴，光生空穴有很高的氧化还原电位，能氧化大多数有机污染物，电荷的传递通过光电流的形式表现出来，通过检测电流或电量得到相应的COD值。该法光生电子和空穴容易复合，光催化效率低，只在紫外光区有响应，对太阳光利用率低，在实际应用中有一定的局限性。（5）电化学氧化法，利用直接电解或电催化氧化，使难生化降解的有机物转化为可生化降解的有机物，最终矿化成CO₂和H₂O₂，通过考察氧化过程中电化学参数的变化量与COD的相关性进行快速在线检测。近些年来出现了PbO₂电极氧化法，Cu电极氧化法。PbO₂电极不耐氯离子腐蚀，寿命短；铅离子可能溶出造成二次污染；连续高偏压下工作电极必须再生，高电位再生更加缩短电极寿命。

申请号为200510023445.2、名称为“化学需氧量电化学分析仪”的专利申请文件公开了一种由流动注射进样系统、分析检测装置和数据处理系统组成的COD电化学分析仪，采用三电极电化学系统，工作电极为纳米氧化物修饰电极。该仪器检测装置密封不严容易漏液，存在氧化物中的金属溶出造成二次污染的风险，灵敏度低。

申请号为200810010232.X、名称为“一种基于流动注射进样的水中化学需氧量测量装置和方法”的专利申请文件，简化了测量步骤，缩短了测量时间，解决了PbO₂电极不耐氯离子腐蚀，寿命短的问题，但需要与电化学工作站等仪器联用，不能自动稀释、清洗，无法在线检测。

发明内容

本发明主要解决原有化学需氧量测量装置在检测过程中存在二次污染，灵敏度低，不能自动稀释、清洗，无法自动在线检测的技术问题；提供一种响应时间短、信号稳定、样品溶液用量小、检测限低、灵敏度高、线性范围宽的COD全自动在线监测系统及其监测方法，该方法在检测过程中不使用任何有毒有害物质，检测后也不产生二次污染，环境友好，而且稀释、清洗、监测操作全部自动化，只需点击相应按键，测量完毕COD值会直接显示在显示屏上，不用人工进行任何换算。

本发明另一目的是提供一种COD全自动在线监测系统及其监测方法，其利用BDD作为工作电极，电极使用寿命长，响应时间短，灵敏感度高，检测限低，检测范围大，适用于各种污水和水体的COD检测。

本发明又一目的是提供一种COD全自动在线监测系统及其监测方法，其通过光学定量装置对每次进入反应池的溶液进行精确定量，避免由溶液体积不一带来的测量误差，确保COD监测更加精确。