在线监测仪监测城市污水处理出水应用-论文

1 / 8 在线监测仪监测城市污水处理出水应用（吴国平） 摘要：通过对安装在顺德大门污水处理厂出水 COD 在线监测仪的验收监测工作，总结了 UV 法在线 COD 监测仪在实现对城市污水处理出水快速、准确、经济的在线监控时各方面性能的优异表现；结合 UV 法在线 COD 监测仪的工作原理及其示值溯源的实现，指出了该系统存在明显的应用局限性。 关键词： UV 法 COD 在线监控仪 ;城市污水处理厂 ;水质 通过向社会公开招标采购的方式并经竟标评选，顺德大门污水处理厂在线监测系统采用 UV 法 COD 在线监测仪对污水处理厂的处理出水 COD 进行在线 监控。 中标单位按照合同要求，于 2005 年 1 月完成了项目系统的设备安装及调试运行，系统连续运行稳定并作了相关性能测试，顺德区环境保护监测站按照相关规范要求对项目系统进行了验收监测，目前项目系统通过了佛山市顺德区环境保护局的项目竣工验收。 1.UV 法测量 COD 的工作原理 仪器的基本测量原理 1是基于污水中的有机物对紫外线的吸收。工作过程是在流动的样品池中充满要测量的污水，发光光源发出强烈的紫外光通过样品池到达半透反射镜将光束一分为二，一路光直射到光电元件，另一路光照到另2 / 8 一光电元件，工作光束和参比光束的 工作波长不同，污水对其光学能量的吸收也不同。根据郎伯 -比耳定律可知被测污水中 COD 的含量与 R 、 w 的比值有关。同时由于利用双光束测量，被测样品色度、浊度、悬浮物发生变化时同时影响 R 、 w ，但不影响 R 、 w 的比值，特别是水中的氯离子的存在也可同样进行补偿测量，这却是化学 法不能胜任的。 .CODuv 值溯源 CODCr 值的实现 从上面的工作原理，我们可以看出，在线测量的 CODuv值与 CODCr 值是有差别的， CODuv 值只是反映了污水样品中综合污染物对紫外光产生特征吸收的测量值，这个 CODuv 值必须溯源成 CODCr 值，才能评价水样被还原性污染物污染的程度。 因此，要实现对污水处理厂出水排放口的还原性污染物的污染状况在线监控，就必须将综合性污染物对紫外特征吸收所产生的信号转换成反映 CODCr 值信号，真正实现对污水排放口所排污水 COD 受污状况的在线监控。 UV法 COD在线监测仪对目标污水样用国标方法在实验室测定的 CODCr 值作为在线监测仪的标准进行多点校准，仪器存储目标污水样对紫外光产生特征吸收的信号，作为在线测量时的转换系数实现 CODuv 值溯源 CODCr 值。 这个转换过程不仅实现了 CODuv 值溯源 CODCr 值，而且3 / 8 目标污水样经过国标方法测量时，严格去除了污水样中其它因素的干扰，得到的 CODCr 值能够真正反映目标污水样品被还原性污染物污染程度，而不是目标污水样品中综合性污染物污染状况。其他因素的影响，包括污水色度、浊度、悬浮物以及氯离子的干扰，将全部被双波长测量时的转换系数进行了同时补偿并在示值结果中得到扣除。 .应用效果分析 根据相关要求 2，对 UV 法 COD 在线监测仪的六个技术参数进行测试，六个技术参数包括：重现性或精密度、零点漂移、量程漂移、邻苯二甲酸氢钾试验、实际水样方法测试对比试验、平均无故障连续 运行时间，所得的结果进行以下分析。 .1 重现性或精密度测试 用分析纯邻苯二甲酸氢钾配制成 250mg/L 试验液，在在线 COD 监测仪上测试 6 次，记录各次测试值计算其平均值的相对标准偏差。 .2 零点漂移检验 按照 GB/T11914-1989 方法制得的不含还原性物质的蒸馏水作为零点校正液进行仪器零点漂移检验，在线 COD 监测仪连续测定，每 5 分钟读一个数值，得到 12 个连续检验数值，利用该段时间的初期零值作为仪器的零点漂移值。 .3 量程漂移测试 4 / 8 使用分析纯邻苯二甲酸氢钾配制成 1000mg/L 的量程检验液，在零点漂 移测试前后各试验 3 次，检验在线 COD 监测仪满量程时的漂移值。 .4 邻苯二甲酸氢钾试验 采用分析纯邻苯二甲酸氢钾配制成 100mg/L 和 250mg/L两种浓度试验液，用在线 COD 监测仪各测定 3 次。 .5 与国标方法比对实验 在污水处理出水排放口每半个小时采一个大样，连续采集 5 个大样，每个大样分成相同的两份，一份样品由在线 COD监测仪测定，另一份水样送往实验室用国标方法分析。 .6 无故障连续运行时间 在线 COD 监测仪连续运行 20 天无故障记录。 .7 应用效果分析 从上述六个技术指标的测试结果看， UV 法在 线 COD 监测仪监测数据的精密度指标相对标准偏差为 0.81%，而根据水和废水监测分析方法第四版水质监测实验室质量控制指标3中国标重铬酸钾法在 250mg/L 左右的浓度范围精密度只要求小于 10%，虽然方法差异决定了 UV 法测量精密度大大高于重铬酸钾法，但足可以说明 UV 法在线 COD 监测仪的应用能够满足高要求的测量精度。 UV法在线 COD监测仪在零点和量程漂移上的表现也是比较出色。零点漂移绝对值 1.58mg/L，这对于国标重铬酸钾法5 / 8 检出限为 5mg/L 的指标优异了 2 倍多，同样在 1000mg/L 浓度测量的量程漂移 ，也只有 1.99%，这也明显优于国标重铬酸钾法在同样浓度范围测量准确度 5% 的室内相对误差要求。 对 UV 法在线 COD 监测仪与国标重铬酸钾法在方法比对上的数据进行分析会发现，对同一个样品检测两次的相对误差， UV 法在线 COD 监测仪都要比国标重铬酸钾法优异一些。由于 UV 法在线 COD 监测仪测量示值本身就是用国标重铬酸钾法测量的结果进行校准而来，所以其分析结果相对误差很小，最大相对误差才 5.5%。 从 UV 法在线 COD 监测仪工作原理上看， UV 法还具有明显适于应用在线监控的特点。首先 UV 法的紫外吸收过程在数秒中便可完 成，数据处理器具有快速的数据处理速度，加上样品池的冲洗时间， 1 分钟左右便可完成一个测量过程，这是其它 COD 测量方法不可比拟的优点；其次 UV 法双波长测量对水样具有的干扰可以进行补偿测量并在结果中进行扣除，基本上不需要对水样进行预处理；监测过程不用标准物质校准，定期运用国标重铬酸钾法测量的待测样品调校转换系数，实现低费用在线运行。这些鲜明的特点正是在线监控实现的前提条件。 .8UV 法在线 COD 监测仪应用的局限性分析 虽然 UV 法在线 COD 监测仪可以实现快速、准确、经济6 / 8 的在线监控，它的测量工作原理也决定了它致命 弱点，使它在应用上受到了很大的限制。 一个地区人口、饮食生活习惯具有相对的稳定性，一般的变化不会导致城市生活污水主要污染物基体的改变。而且城市生活污水还具有大水量，水质稳定的鲜明特点。经过生化污水处理工艺处理后水质基体更加稳定，这种稳定的水质条件正是 UV 法在线 COD 监测仪的工作要求，从而使它在城市污水处理厂出水 COD 监控的应用，在各项技术指标上的表现都非常优异。 因为 UV 法在线 COD 监测仪示值溯源 CODCr 值的实现是通过待测水样作为标准物质来实现的，也就是说，通过这种待测水样校准的 UV 法在线 COD 监测仪 只能适宜监控这种待测水样，或者是与这种待测水样基体变化不大的水样，否则的话，通过待测水样调校的转换系数会有差别，水样基体变化越大，其转换系数差别也越大。这是因为不同的水样基体对紫外吸收具有不同的吸收系数，何况 COD 代表的是多种还原性污染物体现的综合污染指标，不同的水样类型就有不同的还原性污染物类别。 工业废水的鲜明特点是，废水排放集中，不仅表现在废水浓度随生产工艺变化而产生较大差异，就是废水中污染物的主要污染物质也会随生产工艺、作业时间的变化而产生较大的变化。通常的工业废水水量相对较少，一旦废水中出现7 / 8 高浓 度集中排放时，工业废水的抗浓度冲击能力差，从而容易引起排放水水质变化。这时 UV 法在线 COD 监测仪的调校系数已经失效，在线监测仪的示值数据已经不能代表排放水COD 的污染状况，从而也会失去在线监控的效用。 .结论 UV 法在线 COD 监测仪在实现对城市污水处理出水快速、准确、经济的在线监控时表现了良好的性能，测试精密度、零点漂移、量程漂移性能指标甚至可以和实验室内 COD 分析媲美。由于在线监测仪本身示值的定值由国标方法得来，所以在线监测仪和国标方法测试 COD 的比对结果也呈现出很好的一致性和稳定性，在线得到的数据能 够表征污水处理厂出水 COD 污染物的污染状况。 同时分析指出了 UV 法在线 COD 监测仪应用的局限性弱点，由于其示值溯源应用待测水样作为标准，使其监控对象也