[发明专利]一种高锰酸盐指数在线监测自动滴定判定方法及其装置

说明书

本发明公开了一种高锰酸盐指数在线监测自动滴定判定方法及其装置，基于自动化的测量流程，配合吸光度和电位两种方式共同判定终点，在滴定判定方法中同时利用溶液吸光度和电位的变化与滴定体积之间的关系，针对整个滴定过程进行分阶段、分情况的设计，在不同的滴定阶段采用不同的滴定速度，以确保滴定的准确度。同时利用吸光度和电位两个条件，取当进行自动滴定时溶液既满足光度法判定终点的条件，同时又满足电极判定终点的条件时，方可判定滴定达到终点；该方案通过特定的滴定算法和判定方式，解决了传统的光度法受水体颜色、浊度等因素的干扰和ORP电极在长时间使用后电位会发生老化、漂移的问题。

技术领域

本发明涉及水体监测技术领域，尤其涉及一种对水体中高锰酸盐指数的滴定判定方法及相关装置。

背景技术

高锰酸盐指数是指在一定条件下，以高锰酸钾(KMnO₄)为氧化剂，处理水样时所消耗的氧化剂的量，其单位为氧的毫克/升(O₂，mg/L)。该指标主要作用为通过表征水体当中还原性物质的含量，从而判定水体的水质总体受污染情况。国家已出台了对于水体当中的高锰酸盐指数测定采用的分析方法，其标准号为GB 11892-89(水质高锰酸盐指数的测定)，其方法原理如下化学方程式：

根据该国标(GB 11892-89)对于高锰酸盐指数的测量方法原理，目前市面上已有多个厂家开发出可实现对水质当中高锰酸盐指数自动在线监测。由于高锰酸盐指数属于条件因子，其结果与消解时间、消解温度、氧化剂浓度、还原剂浓度、水样量、滴定条件等因子相关，因此为保证自动在线监测仪表测量结果能够与GB 11892-89方法相匹配，则必须保证在线监测仪表的各项测量条件与国标(GB 11892-89)一致。对于高锰酸盐指数在线监测仪表而言消解时间、消解温度、氧化剂浓度、还原剂浓度、水样量等因子可较容易实现与国标(GB 11892-89)一致，但对于滴定条件则较难实现自动化。目前国内对于该滴定方法主要有两种方法，方法一：利用光度法测量溶液吸光度的突变判定滴定终点；方法二：利用ORP电极(氧化还原电极，以下简称ORP电极)测量溶液当中氧化还原电位的突变判定滴定终点。由于这两种方法在原理及可靠性方面用于高锰酸盐指数在线监测均存在一定的缺陷，无法长期保证其测量结果的稳定性。

光度法自动判定方法：该方法的原理主要是通过在高锰酸盐指数的测定时分别测定滴定前后溶液的吸光度变化情况来进行判定滴定终点，由于在实际的水样测量过程中，水样的颜色、浊度、颗粒物等会对吸光度的测量带来很大的影响，从而使得当水样有颜色、浊度、颗粒物时，有可能会使得光度法判定滴定终点出现误差，进而使测量结果不够准确，如图1所示。

ORP电极自动判定方法：该方法的原理是利用滴定时高锰酸钾和草酸钠进行反应时属于氧化还原反应，而当滴定至终点时溶液的电位会由氧化态突变为还原态，ORP电极可根据这种突变来实现自动判定滴定终点。但由于高温和强氧化性会导致ORP电极在长期运行的情况下会出现漂移和不稳定的情况，需要定期对ORP电极进行校准，该问题会导致最终判定终点不够准确，从而使得测量结果失真，如图2所示。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供一种可避免光度法和ORP电极法单一判定的缺陷，测量结果准确、长期可靠性高的高锰酸盐指数在线监测自动滴定判定方法及其装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种高锰酸盐指数在线监测自动滴定判定方法，其特征在于：按以下流程进行：加入定量水样、硫酸和高锰酸钾，混匀消解后，再加入定量的草酸钠，混匀反应后，再次加入高锰酸钾，通过光度法和ORP电极法共同来判定滴定终点，并记录所消耗的高锰酸钾体积；

滴定判定过程如下：