[发明专利]基于系统稳定性而设计的水样COD浓度测量方法

说明书

本发明的一种基于系统稳定性而设计的水样COD浓度测量方法，包括如下步骤：S1，建立化学需氧量模型q_COD＝F(T,H,q₁,q₂,q₃,q₄,q₅)并输入模型约束量；S2，类比线性系统y＝y(X)＝y(X₁X₂X₃X₄)，X₁、X₂、X₃、X₄为四个自变量，y是该线性系统的输出；S3，在确定控制对象满足一定的约束条件后，利用线性系统的稳定性函数V(X^T)，X^T是X的转置；对应线性系统的V(X^T)采用积分方法得到，测量非线性系统的VF(X^T)采用变量梯度法，通过待定系数得到；S4，修改后用于化学需氧量(q_COD)的测量处理，满足化学需氧量(q_COD)基线漂移、重复性等稳定性方面的要求及量程非线性等方面的要求；S5，最后在非线性系统化学需氧量(q_COD)的实际模型上验证方法的正确性。本发明能够克服测量过程中受到一些非线性因素、环境因素等干扰问题。

技术领域

本发明属于化学需氧量(Chemical Oxygen Demand，COD)测量技术领域，尤其涉及一种基于系统稳定性而设计的水样COD浓度测量方法。

背景技术

化学需氧量(Chemical Oxygen Demand，COD)，是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。COD是一种依赖于检测方法、环境等的一种实验与曲线拟合的综合测试方法，与COD的输出值与检测的量间存在严重的非线性性，严重影响测量结果的准确性。

对于化学法实现的在线测量仪表测量的COD值(q_COD)，影响的因素比较多，测量样品的量(q₁)、消解池温度(T)、环境湿度(H)、添加化学试剂重铬酸钾量(q₂)、添加化学试剂酸量(q₃)、添加化学抗干扰试剂汞盐(q₄)、添加化学催化剂银盐(q₅)。

在测量过程中，需氧的有机物被重铬酸钾(K₂Cr₂O₇)、硫酸(H₂SO₄)氧化，产生水和二氧化碳，6价铬(Cr⁶⁺)被还原为3价铬(Cr³⁺)。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，将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。在硫酸因催化作用下，直链脂肪族化合物可有效地被氧化。

测量出的化学需氧量(q_COD)可以用下面的表达式表示：

q_COD＝F(T,H,q₁,q₂,q₃,q₄,q₅)

这里，F为与在线测量系统特性有关的非线性函数。由于函数F具有非线性的特点，基于线性系统的一些分析方法及得出的结论，可能都不适用了。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了基于系统稳定性而设计的水样COD浓度测量方法，克服测量过程中受到一些非线性因素、环境因素等干扰问题。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于系统稳定性而设计的水样COD浓度测量方法，

包括如下步骤：