化学需氧量在线智能监测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种化学需氧量在线智能监测系统，包括监测控制装置及与之通过导线相连的电动注射器、光学定量装置、多通转接器和反应池，电动注射器和光学定量装置之间、光学定量装置和反应池之间均连接有换气管，多通转接器上连接有待测溶液输入管、标准溶液输入管、空白溶液输入管、去离子水输入管和废液排出管，多通转接器还通过管路和光学定量装置、反应池连通，反应池中设有通过导线和监测控制装置相连的工作电极、辅助电极和参比电极。本实用新型专利技术清洗、监测操作简单，全部自动化，测量精确，无污染，测量结果直接显示在显示屏上，不用人工进行任何的换算，智能化程度高。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术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Δ Ic-C,自动获取待测水样的COD值的化学需氧量在线智能监测系统。
技术介绍
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02(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(GBl 1914-89， 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池，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C0D，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(X)2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 I^bO2电极氧化法，Cu电极氧化法。1 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 1 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。
技术实现思路
本技术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、线性范围宽的化学需氧量在线智能监测系统，其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。本技术另一目的是提供一种化学需氧量在线智能监测系统，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。本技术又一目的是提供一种化学需氧量在线智能监测系统，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。本技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的本技术包括电动注射器、光学定量装置、多通转接器、反应池和监测控制装置，所述的电动注射器和光学定量装置之间、光学定量装置和反应池之间均连接有换气管，所述的多通转接器上连接有待测溶液输入管、标准溶液输入管、空白溶液输入管、去离子水输入管和废液排出管， 多通转接器还分别通过管路和所述的光学定量装置、所述的反应池连通，所述的反应池中设有工作电极、辅助电极和参比电极，工作电极、辅助电极和参比电极通过导线和所述的监测控制装置相连，监测控制装置还分别和所述的电动注射器、光学定量装置、多通转接器电连接。监测控制装置是一台软硬件结合的智能化设备，其控制着电动注射器、光学定量装置和多通转接器的工作状态。在监测控制装置的控制下，电动注射器通过换气管抽取光学定量装置内的气体，相应管路里的溶液通过多通转接器进入光学定量装置，由光学定量装置对溶液进行定量，当溶液到达定量值，光学定量装置将信号发送给监测控制装置，监测控制装置再发信号给电动注射器，由电动注射器通过换气管再把气体压入光学定量装置内， 溶液再由光学定量装置通过多通转接器进入反应池，这时，监测控制装置在工作电极上施加电压，将溶液中的有机物氧化成二氧化碳和水，产生的电流信号返回给监测控制装置，经监测控制装置的处理显示出COD值，测完后，溶液再从反应池经多通转接器从废液管排出。 整个操作过程全部自动化，工作人员只需点击监测控制装置显示屏上的“标定”、“测量”等字样即可，测量完毕COD的值会直接显示在显示屏上，不用人工进行任何的换算，实现溶液 COD的自动在线检测，智能化程度高。从电极到溶液，以及整个测量过程，没有任何有毒有害物质添加及生成，环境友好，不存在污染和二次污染问题。作为优选，所述的电动注射器一端设有电机、另一端连接有所述的换气管，电动注射器内设有活塞，活塞上连接有一内设空腔的柱体，柱体的另一端的端面设有一个螺纹孔， 螺纹孔和一螺杆相连，螺杆再和所述的电机的转轴相连，所述的电机和所述的监测控制装置电连接。监测控制装置控制电机的转动，电机通过螺杆将圆周运动转化为直线运动，带动活塞的上、下移动，从而改变光学定量装置内的气压，实现溶液的抽取和排出。作为优选，所述的电动注射器的内壁上设有一条卡槽，所述的柱体连接螺杆的一端的侧面设有一个卡位件，卡位件的头部卡在所述的卡槽内，所述的柱体上设有一个挡光片，所述的电动注射器的侧壁设有一个和所述的挡光片匹配的光电开关，所述的光电开关和所述的监测控制装置电连接。活塞上下移动时，卡位件沿着卡槽移动，起到定位及支撑作用，使得活塞的移动更加稳定。当活塞下移时，一旦挡光片挡住光电开关的光源，光电开关即发送信号给监测控制装置，监测控制装置则发出信号给电机，使活塞停止下移或往上移动，对活塞的下移行程起到限位作用。因为一般活塞所在的腔体由精密玻璃管制成，从而可避免活塞的超限移动引起的玻璃管的损坏。作为优选，所述的光电定量装置包括一容器及设于容器上的三通电磁阀，容器通过管路和所述的多通转接器相连，三通电磁阀分别通过换气管和电动注射器、反应池相连， 容器侧壁上相对地设有发射器和接收器，所述的发射器、接收器及三通电磁阀分别和所述的监测控制装置电连接。这个容器一般为玻璃管，由于玻璃管中液体和玻璃是浸润的，在表面张力的作用下表面积要趋于最小就会向下凹，所以形成了凹本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种化学需氧量在线智能监测系统，其特征在于包括电动注射器（１）、光学定量装置（２）、多通转接器（３）、反应池（４）和监测控制装置（５），所述的电动注射器（１）和光学定量装置（２）之间、光学定量装置（２）和反应池（４）之间均连接有换气管（６），所述的多通转接器（３）上连接有待测溶液输入管（７）、标准溶液输入管（８）、空白溶液输入管（９）、去离子水输入管（１０）和废液排出管（１１），多通转接器（３）还分别通过管路和所述的光学定量装置（２）、所述的反应池（４）连通，所述的反应池（４）中设有工作电极（１２）、辅助电极（１３）和参比电极（１４），工作电极（１２）、辅助电极（１３）和参比电极（１４）通过导线和所述的监测控制装置（５）相连，监测控制装置（５）还分别和所述的电动注射器（１）、光学定量装置（２）、多通转接器（３）电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王维平，王维熙，缪国超，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，杭州超距科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：86