COD在线监测仪器原理及操第二章课件

第二章

在线监测仪器原理与操作

1第二章

在线监测仪器原理与操作推荐网站:中国环境监测/中国环境标准/监测技术规范类:

★地表水和污水监测技术规范★水污染物排放总量监测技术规范★水污染源在线监测系统安装技术规范……项目测定标准方法类:

COD在线监测技术规范;

氨氮水质自动分析仪技术要求

……2推荐网站:中国环境监测emc.本章重点、难点

本章为全部教学的一个重点章。

重点：水质在线监测系统和仪器的原理、操作方法及维护注意事项。

难点：仪器操作方法。

3本章重点、难点本章为全部教学的一个重点章。3教学环节安排课堂教学:讲授各种水质分析仪原理及操作方法实验教学:对其中部分仪器进行演示操作及讲解实践教学:选择典型仪器进行现场观摩实训

课堂主要内容：一、自动监测系统二、监测仪器设备三、水质采样器四、流量计补：分光光度法及应用4教学环节安排课堂教学:讲授各种水质分析仪原理及操作方法一、自动监测系统学习要求（A）（1）了解自动监测系统的功能及分类；（2）掌握自动监测系统的设计思路及对监测结果的影响；（3）掌握自动监测系统的基本分析原理及对监测结果的影响；（4）掌握自动监测系统的操作使用；（5）掌握自动监测系统分析曲线的标定。5一、自动监测系统学习要求（A）51.自动监测系统功能及分类(2)具有的功能：监测项目超标及子站状态信号显示、报警；自动运行、停电保护、来电自动恢复；远程故障诊断（便于例行维修和应急故障处理）（1）解释：以在线自动分析仪器为核心，运用传感器技术、自动控制技术、计算机应用技术及相关的专用分析软件和通信网络组成的一个综合性的在线自动监测系统，可统计、处理监测数据，打印输出日、周、月、季、年平均数据及最大值、最小值等各种监测、统计报告和图表，可输入中心数据库或上网。61.自动监测系统功能及分类(2)具有的功能：（1）解释：以在(3)实施水质自动监测的意义可实现水质的实时连续监测和远程监控，及时掌握主要流域重点监测断面水体的水质状况;预警预报重大或流域性水质污染事故;解决跨行政区域的水污染事故纠纷;监督总量控制制度落实情况、排放达标情况等。7(3)实施水质自动监测的意义可实现水质的实时连续监测和远程监(4)分类（两大类）地表水质自动在线监测系统污染源水质自动监测系统采水单元：向系统提供可靠有效水样。包括水泵、管路、供电及安装结构部分。配水单元：向仪器供水，使水质、水量、水压满足仪器需要。包括水样预处理装置、自动清洗装置及辅助部分。分析单元：由一系列水质自动分析和测量仪器组成。包括水温、pH值、DO…等。控制单元：包括系统控制柜和系统控制软件；数据采集处理与存储及基站各单元的控制和状态的监控；有线和无线通信设备。子站站房及配套设施：包括站房主体和配套设施。8(4)分类（两大类）地表水质自动在线监测系统采水单元：向系自动监测系统组成

从底层逐级向上分为现场机(子站)、传输网络和上位机(总站)三个层次。上位机通过传输网络与现场机交换数据、发起和应答指令。现场机传输网络上位机9自动监测系统组成从底层逐级向上分为现场机(子站)、传输网络2.自动监测系统的设计思路及内容

(1)监测站位选择：应确保所采集样品具有代表性；(2)采样方式选择：进行必要的现场调查，合理选择；(3)监测项目选择：常规项目参照国家规定，特殊项目根据实际需要确定；(4)分析方法选择：以国家标准方法为主，其他方法为辅。应先考虑方法的可靠性和稳定性，其次再考虑方法的先进性和实现成本。分析方法的选择对监测结果影响最大；(5)监测频次确定：选择合理的频次，使样品具有代表性；(6)监测设备选型：应选择质量好、售后服务好、运行成本低、采用标准分析方法的设备，应充分比选；(7)数据传输方式选择：首先考虑能否长期稳定运行→其次考虑安装方便、运行成本低、传输速度快等。102.自动监测系统的设计思路及内容(1)监测站位选择：应确保3.自动监测系统分析原理及对结果的影响(1)方法分析原理对监测结果的影响化学光度法按照设定程序在水样中加入各种试剂，控制反应条件进行一系列化学反应，然后利用朗伯定律测定反应液的吸光度，从而计算水样中污染物浓度。经典方法，稳定可靠，灵敏度高、重现性好，但测量时间长、试剂用量大。化学滴定法

按照设定程序在水样中加入各种试剂，控制反应条件进行一系列化学反应，然后缓慢加入滴定用试剂，用库仑计或比色计判断滴定终点，根据滴定试剂用量计算水样中污染物浓度。经典方法，稳定可靠,使用范围广,重现性和灵敏度较高，也存在测量时间长、试剂用量大的不足。113.自动监测系统分析原理及对结果的影响(1)方法分析原理对3.自动监测系统分析原理及对结果的影响(2)方法分析原理对监测结果的影响电化学法

利用物质之间的电化学效应制作成测量电极，将物质浓度转换为电信号。测量速度快、试剂用量少，但稳定性差、漂移大，应及时校准。燃烧法

将水样高温催化燃烧，将水和污染物质燃烧成气态，冷却后除水，然后通过检测器检测气态物质浓度。测量速度较快、试剂用量少，稳定性好，但高温部件和进样部件要求很高，容易出现故障。123.自动监测系统分析原理及对结果的影响(2)方法分析原理对监4.自动监测系统的操作使用

操作使用前应认真阅读相关使用说明并进行相关培训，应特别注意仪器操作的注意事项和维护保养周期。

系统运营维护工作内容：（1）应制定严格的管理制度；（2）做好维护计划和维护记录；（3）应定期巡检、定期维护，发现问题及时处理，保证系统长期可靠运行。《水污染源在线监测系统安装技术规范》（HJ/T353-2007）《水污染源在线监测系统数据有效性判别技术规范》

（HJ/T356-2007）134.自动监测系统的操作使用操作使用前应认真阅读相关使用说5.自动监测系统分析曲线的标定

监测仪器是自动监测系统的核心，是结果准确的保证，所以使用前应对仪器工作曲线进行标定，使用中需定期校准。标定方法：在量程范围内，用监测仪器测量已知浓度的标准物质，然后将标准物质浓度和电信号作为数据对存储下来，通过测量不同浓度的标准物质，可以得到不同的数据对，这些数据对可以拟合为一条工作曲线。具体操作方法参照监测仪器使用说明书。145.自动监测系统分析曲线的标定监测仪器是自动监测系统的核

二、监测仪器设备主要有：

COD、氨氮、TOC、总氮、总磷、pH值、电导率、溶解氧、UV仪、重金属（总铜、锌、铅、铬）、高锰酸盐指数、六价铬、硫化物、砷、亚硝酸盐氮、水中油、氰化物等15二、监测仪器设备主要有：15标准规范：化学需氧量水质在线监测仪HJT377-2007氨氮水质自动分析仪技术要求HJT101-2003紫外吸收水质自动在线监测仪技术要求HJT191-2005pH水质自动分析仪技术要求HJT96-2003溶解氧水质自动分析仪技术要求HJT99-2003高锰酸盐指数水质自动分析仪技术要求HJT100-2003总磷水质自动分析仪技术要求HJT103-2003浊度水质自动分析仪技术要求HJT98-2003电导率水质自动分析仪技术要求HJT97-2003…16标准规范：化学需氧量水质在线监测仪HJT377-20071

1.COD标准分析方法仪器设备环境保护产品技术要求化学需氧量水质在线自动监测仪（HJ/T377-2007）——该标准规定了COD水质在线自动监测仪的性能要求和性能试验方法。171.COD标准分析方法仪器设备环境保护产品技术要求17

1.COD标准分析方法仪器设备水质COD在线监测仪181.COD标准分析方法仪器设备水质COD在线监测仪18

1.COD标准分析方法仪器设备

仪器分类：

根据氧化方式不同，将COD自动在线监测仪器分为两大类，即：

采用重铬酸钾氧化方式：重铬酸盐法光度比色法库仑滴定法

采用非重铬酸钾氧化方式：电化学氧化法相关系数法191.COD标准分析方法仪器设备仪器分类：19

学习要求重铬酸盐法：了解重铬酸盐法的原理，掌握光度比色法仪器原理、性能及操作和维护方法；电化学氧化法：了解基本原理，掌握电化学氧化法COD分析仪工作流路，性能及操作维护方法；相关系数法：了解原理20学习要求重铬酸盐法：20(1)重铬酸钾消解-光度比色法

①程序式：

在微机控制下，将水样与过量重铬酸钾标液和浓硫酸混合，加入硫酸汞络合溶液中的氯离子，加入硫酸银作催化剂。混合液在165℃下回流一定时间(30min)(或催化消解，或采用微波快速消解15min），氧化剂中的六价Cr被还原为三价铬，反应结束后用光度法测量剩余的六价Cr(600nm)或反应生成的三价Cr(440nm)的吸光度，通过工作曲线查找、计算得出COD值。分为两类:程序式流动注射分析式21(1)重铬酸钾消解-光度比色法①程序式：分为两类:

程序式COD分析流程图22程序式COD分析流程图22②流动注射分析式（FIA）(P69）基本原理:试剂连续进入直径为1mm的聚氟材料毛细管中，水样定量注入载流液中，在流动过程中完成混合、加热、反应和测量(光度法)的方法。仪器工作原理：反应试剂（含重铬酸钾的硫酸6:4）由陶瓷恒流泵以恒定流速向前推进，通过注样阀将定量水样切换进流路，在推进过程中水样与载流液相互混合，在180℃恒温加热反应后溶液进入检测系统，测定标准系列和水样在380nm波长时的吸光度，从而计算出水样COD值。23②流动注射分析式（FIA）(P69）基本原理:试剂连续进入直流动注射式COD分析仪原理图：24流动注射式COD分析仪原理图：24②流动注射分析式(FIA)特点：(P70)

相对比较法，只要测定样品时的条件和标定时的条件一致，都可得到准确的测量结果。优点：分析速度快、频率高、进样量少、精密度高，而且载流液可循环利用，降低了方法的二次污染。25②流动注射分析式(FIA)特点：(P70)相对比较法，只

FIA仪器组成

（补充，记录，P70）

一般由六部分组成：(1)控制系统:(2)采样系统:由采样泵、采样管、样品储存等组成；(3)进样系统:由输液泵、定量管、电磁阀、管路、接口等组成，完成对水样和试剂的采集、输送、试剂混合、废液排除及反应室清洗等功能；(4)反应系统:主要有加热单元和反应室,完成水样的消解反应。(5)检测系统:测定标准系列和水样在380nm波长时的A。(6)数据采集系统:26FIA仪器组成（补充，记录，P70）一般由六部分组FIA仪器组成图（补充图）COD自动在线监测仪流程图

采样系统进样系统反应系统检测系统控制系统数据采集系统27FIA仪器组成图（补充图）COD自动在线监测仪流程图采样系(2)重铬酸钾消解-库仑滴定法

原理：在水样中加入已知过量的重铬酸钾标液，在强酸加热环境下将水样中还原性物质氧化后，用硫酸亚铁铵标准溶液返滴定过量的重铬酸钾，通过电位滴定进行滴定判终，根据硫酸亚铁铵标准溶液的消耗量进行计算。28(2)重铬酸钾消解-库仑滴定法原理：在水样中加入已知过FIA仪器组成图（补充图）COD自动在线监测仪流程图

采样系统进样系统反应系统检测系统控制系统数据采集系统29FIA仪器组成图（补充图）COD自动在线监测仪流程图采样系

(3)电化学氧化法(测定COD)

基本原理:利用氢氧基(电解反应产生)作为氧化剂，用工作电极测量氧化时消耗的工作电流，然后计算水样的COD值。30(3)电化学氧化法(测定COD)基本原理:30电化学氧化法COD分析仪图示（P75）

31电化学氧化法COD分析仪图示（P75）31

仪器设备操作（电化学氧化法测定COD）(P76)

操作内容主要包括：仪器参数设定：仪器使用前应进行相关参数设定。仪器校准：使用前需要与标准方法进行实际水样对比，然后对工作曲线进行校准，使用中也要定期与实际水样对比、校准。校准方法：仪器与实验室手工方法同步取样，进行多点对比。仪器维护：按照说明书要求定期进行现场维护，确保仪器长期稳定工作。一般维护内容：（P76）(1)添加试剂，每周1次；检查泵阀，每周1次；保养参考电极，每周1次；校正分析仪，每周1次；(2)清洗测量槽，每月1次；更换泵管和阀门管道，每月1次；(3)清洗取水系统,每季1次；更换取水系统管道，每季1次。故障处理：一般故障，运营人员应及时处理，快速恢复运行；复杂故障，运营人员应及时与生产厂家联系，及时修复仪器。

操作仪器之前应认真阅读仪器使用说明书，最好经厂家培训。32仪器设备操作（电化学氧化法测定COD）(P76)

（4）相关系数法

解释：利用水样其他的物理、化学性质与COD含量之间的相关性，通过检测一些指标（如UV254、TOC等）间接测量水样COD值。应用：水样成分发生较大变化时，相关性发生变化，因此该法多用于实验室研究或某些行业水质监测研究中。仪器：多为紫外-可见分光光度计、TOC仪。33（4）相关系数法解释：利用水样其他的物理、化学性质与C

UV仪（A）（P107）熟悉UV仪基本原理及仪器设备的操作。仪器情况：UV监测仪可分为采水式和浸入型，可连续直接测量水中有机物含量，一般不需要试剂，操作、维护比较简单。基本原理：根据有机物在紫外光范围内对特征波长有选择性吸收的特性进行测量。通过测量254nm波长处水样的吸光度而计算水中有机物含量的多少。（UV254）紫外吸收水质自动在线监测仪技术要求HJT191-200534UV仪（A）（P107）熟悉UV仪基本原理及仪器设备的操UV监测仪的操作使用（P108~111）仪器操作前应认真阅读说明书，最好经过厂家认真培训。操作主要包括:

(1)安装:控制器安装：可安在面板上、墙上或圆筒上；传感器安装：利用支架安装在水中，确保墙壁和传感器间的足够距离。对于所有安装要用90°适配器。(2)传感器设置:(3)仪器校准：

(4)调节测量值：(5)仪器维护：基本维护工作；耗材更换时间。35UV监测仪的操作使用（P108~111）仪器操作前应认真2.氨氮分析仪器设备（A）以NH3和NH4+形式存在的氮氨氮水质自动分析仪技术要求HJT101-2003362.氨氮分析仪器设备（A）以NH3和NH4+形式存在的氮氨氮2、氨氮分析仪器设备（A）

比色法氨氮比色法纳氏试剂比色法：原理水杨酸比色法流动注射比色法在线分析仪：设备操作

滴定法：原理、操作和维护(掌握)

电极法：氨气敏电极法:仪器原理、维护和保养

电导法:仪器原理、维护和保养372、氨氮分析仪器设备（A）比色法氨氮比色法纳氏试剂比2.氨氮分析仪器设备（A）382.氨氮分析仪器设备（A）38（1）比色法

①纳氏试剂比色法

方法原理：在碱性条件下，水样经预处理（蒸馏或过滤等）后水中离子态铵转换为游离氨；然后加入一定量的纳氏试剂，反应生成黄色络合物；分析仪器在420nm处测定反应液吸光度A,查标准曲线，计算水样中氨氮的含量。比色法由于需要加入显色剂等，需要配置蠕动泵及管线，结构相对较复杂。39（1）比色法①纳氏试剂比色法比色法由于需要加入显色剂等②流动注射比色法

工作原理：

仪器蠕动泵输送释放液(稀NaOH溶液)作载流液，注样阀转动注入样品，形成NaOH溶液和水样间隔混合，切换阀转至循环富集态后，当混合带经过气液分离器的分离室时，释放出样品中的氨气，氨气透过气液分离膜后被接收液(BTB酸碱指示液）接收并使溶液颜色发生变化。经过循环氨富集后，接收液被输送到比色计的流通池内，测量其光电压变化值，通过其峰高可求得样品中的氨氮(NH3-N)含量。仪器每天自动做一次标定。过程：加碱液释放氨气>>透过膜被接受发生反应>>富集>>测量40②流动注射比色法工作原理：过程：加碱液释放氨气>>透过膜被主要技术指标（流动注射法）：测量范围：0.005～1000mg/L；最短测量周期：10min；运行费用低，试剂无毒，无二次污染；可设定自动富集和自动恢复功能，以便分析更低或更高浓度的样品。

补充：流动注射法NH3-N在线分析仪是通过自动改变进样阀的动作次数来改变富集量的大小,以精确获得很低或很高浓度的测量值。41主要技术指标（流动注射法）：测量范围：0.005～1000m流动注射比色法仪器操作（P80）仪器参数设定：仪器使用前应参照说明书设定。仪器校准:仪器使用前需对工作曲线进行校准，使用中也需定期校准(根据仪器需要进行一点或多点校准)。校准前将标液从水样进样口导入，按说明书逐点校准。仪器维护：严格按说明书要求定期维护。①定期添加试剂；②定期更换泵管(每3-6月一次)；③定期清洗采样头(一般2-4周一次)；④定期校准工作曲线(一般每3个月或半年校一次，水质变化大时应缩短周期)。故障处理：对于一般故障：运营人员及时修理；对于复杂故障，运营人员应及时与生产厂家联系,及时修复仪器,不能修复的应提供备用机。42流动注射比色法仪器操作（P80）仪器参数设定：仪器使用前应参（2）滴定法氨氮分析仪

测定原理：(基于实验室GB7478-87中规定的方法)

水样中的氨在碱性条件下经加热蒸馏被逐出，释放出的氨被冷凝吸收于硼酸溶液中；用盐酸标准溶液自动滴定，利用滴定中溶液电位的突跃判定终点。根据滴定中所消耗盐酸的体积，计算出水样中氨氮含量。仪器自动显示、存储、打印出结果，并通过网络实现数据远传。

43（2）滴定法氨氮分析仪测定原理：(基于实验室GB7478滴定法氨氮分析仪系统流程图（P82）

44滴定法氨氮分析仪系统流程图（P82）44

滴定法主要技术指标:此类仪器需要加热蒸馏，测定周期较长，约为20min左右；测量范围可根据水样浓度选择：0.1~2000mg/L；与国标方法基本一致，所以准确度相对较高，测量相对误差±5%；重复误差±3%。滴定法适于测定氨氮含量高的水样,在测定氨氮浓度低的水样时误差较大，水中的挥发性胺类会使测定结果偏高。由于使用酸碱试剂，易造成腐蚀，仪器维护工作量较大。45滴定法主要技术指标:此类仪器需要加热蒸馏，测定周期较长，约

滴定法氨氮分析仪器操作（P82）(1)仪器参数设定:工作参数、报警参数和系统参数；(2)仪器校准:(3)仪器维护:①仪器运行状态时请勿打开仪器前后门；②根据水质情况不定期清洗原水限位电极；③仪器长期不用，断开电源；④仪器不必用标样修正曲线，用标样定期考核仪器的检测精度。⑤定期观察仪器运行情况，检查各种试剂的实际存量。⑥不定期清洗仪器外壳，保持清洁。(4)故障处理:见P83表2-3常见故障排除。46滴定法氨氮分析仪器操作（P82）(1)仪器参数设定:工作参

(3)氨气敏电极法氨氮在线监测仪

仪器工作原理：(P83)将水样导入测量池中，加入氢氧化钠使水样中离子态铵转化为游离态氨，游离态氨透过氨气敏电极的憎水膜进入电极内部缓冲液，改变缓冲液的pH值，通过测量pH值变化即可测量水样中的氨浓度。

47(3)氨气敏电极法氨氮在线监测仪仪器工作原理：(P83)

(3)氨气敏电极法氨氮在线监测仪（补充）

具体过程：水样经过滤系统进入仪器，通过蠕动泵将水样和EDTA、NaOH试剂定量加入到测量室中。EDTA用于防止重金属离子在强碱性溶液中水解生成的沉淀阻塞透气膜，NaOH使水样pH值调节至pH=12左右。此时水样中的NH4+转为气态NH3，氨气通过渗透膜进入到电极内，使得电极内部的平衡反应NH4+NH3+H+发生变化，引起电极内部[H+]变化，由pH玻璃内电极测得其变化，并产生与样品中铵离子浓度相关的输出电压，得到相应的氨氮浓度。48(3)氨气敏电极法氨氮在线监测仪（补充）具体过程：48

氨气敏电极图(补充)

pH玻璃电极和Ag-AgCl参比电极作为测量电极(内电极)置于盛有0.1M的氯化铵溶液的塑料套管内，管底用聚四氟乙烯渗透膜将内充液与样品隔开。

氨气敏电极法结构简单，试剂用量少，测量范围宽，准确度较高，抗干扰能力强，但电极价格较贵，稳定性较差，易受污染堵塞，对环境温度要求较高，设备维护工作量较大。气体渗透膜中介溶液参比电极离子指示电极气体渗透膜内充液参比电极离子指示电极49氨气敏电极图(补充)pH玻璃电极和Ag-AgCl参比电主要技术指标：测量范围：0.05mg/L～1000mg/L；重现性：≤3%；响应时间：<4min；相对误差：<±10%仪器组成：由进样系统、控制系统、测试系统、显示系统及附件等组成。50主要技术指标：测量范围：0.05mg/L～1000mg/L氨气敏电极法仪器操作和维护（P84）(1)定期观察检查：一般两周一次，特殊情况可缩短或延长。①检查管路；②检查试剂、校准液、清洗液的液位；③检查气透膜上是否有气泡；④检查电极内充液的液位。(2)定期保养:

①保养周期为四周，根据实际可缩短或延长；②检查所有管线和流通池是否有泄露或损坏，有无沉积物积累。③若有藻类积累，清洗仪器管路；④更换电极内充液，检查气透膜；⑤倒掉旧的试剂、校准液、清洗液并彻底清洗容器，添加新的溶液，检查废水排放情况，确保排放流畅。(3)故障处理:见P85表2-4常见故障排除。51氨气敏电极法仪器操作和维护（P84）(1)定期观察检查：一般(4)电导法氨氮在线监测仪

原理：酸性吸收液吸收氨的量与吸收液电导率成比例，利用此关系来测定氨的浓度。该仪器采用吹脱-电导法，即在碱性条件下，用空气将氨从水样中吹出，气流中的氨被酸性吸收液吸收，引起吸收液的电导变化，电导变化值与吹出的氨量及水样中氨氮的含量成正比，用简单的电导法完成测量。

52(4)电导法氨氮在线监测仪原理：酸性吸收液吸收氨的量与吸收主要技术指标量程：0～2mg/L,0～20mg/L，0～50mg/L；准确度：±10%(浓度<1mg/L时)；±5%(浓度>1mg/L时)。重复性：±5%（浓度≥1mg/L时）；检出限：0.1mg/L；测量周期：30min。

53主要技术指标量程：0～2mg/L,0～20mg/L，0～氨气敏电极法故障分析及排除54氨气敏电极法故障分析及排除543.TOC分析仪器设备（A）

TOC：总有机碳(TOC),是以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标。

应用：由于TOC测定采用燃烧法，因此能将有机物全部氧化，它比BOD5或COD更能直接表示有机物总量，也常被用来评价水体中有机物污染的程度。

测定方法：干法：非分散红外吸收法

湿法：掌握原理、设备操作553.TOC分析仪器设备（A）TOC：总有机碳(TOC),是

TOC自动在线监测仪分类

燃烧氧化—红外吸收法(干法)紫外催化氧化—红外吸收法（湿法）

要求：掌握原理、设备操作56TOC自动在线监测仪分类56(1)燃烧氧化-非分散红外线吸收法(干法)

原理：样品通过注射器泵注射到燃烧管中，在催化条件下高温燃烧水样中的有机物，生成的二氧化碳用非分散红外分析仪测量，换算为水样中TOC浓度。水中一般存在CO32-、HCO3-等形态的无机碳(IC)和有机化合物形态的总有机碳(TOC)。测定方式分为两种：先测出样品中总碳(TC)和无机碳(IC),再TOC=TC-IC。先酸化样品并通过曝气除去样品中的IC，再测量TC,此时TOC=TC。57(1)燃烧氧化-非分散红外线吸收法(干法)原理：样品通过注干法TOC分析仪工作流程图（P88）

58干法TOC分析仪工作流程图（P88）58干法ＴＯＣ分析仪操作

操作前应认真阅读说明书，掌握仪器操作方法和注意事项。操作内容包括：(1)仪器参数设定；(2)仪器校准；(3)仪器维护；(4)故障处理。59干法ＴＯＣ分析仪操作操作前应认真阅读说明书，掌握仪器操作方湿法:紫外催化氧化-非分散红外吸收法

测定原理：

在仪器控制下水样被导入反应池，经酸化处理后曝气除去无机碳，水中有机物在紫外光照射下催化氧化成二氧化碳，用非分散红外检测器测量，计算出总有机碳的浓度。湿法TOC无高温部件,相对于干法TOC,故障率低，但灵敏度较低。60湿法:紫外催化氧化-非分散红外吸收法测定原理：湿法TO紫外催化氧化-非分散红外吸收法原理图

61紫外催化氧化-非分散红外吸收法原理图61

湿法ＴＯＣ仪器操作:

操作前应认真阅读说明书，掌握仪器操作方法和注意事项，对拆卸、更换部件的操作则需经厂家认真培训才能操作。(1)仪器参数设定:仪器使用之前先进行参数设定。主要有分析周期（或分析频次）、测量范围、报警限值、系统时间等参数，设定方法参照说明书。(2)仪器校准：仪器使用前需对工作曲线进行校准，使用中也需定期校准。校准时将标液从水样进样口导入，逐点校准。(3)仪器维护：严格按说明书要求定期维护，确保仪器正常工作。①定期添加试剂，约30天一次，根据单次用量、分析频次确定。②定期清洗采水系统，约每周1次。③定期进行校准。(4)故障处理:对于一般故障,运营人员及时修理；对于复杂故障,运营人员应及时与生产厂家联系，及时修复仪器，不能修复的,应提供备用机,保证系统连续运行。62湿法ＴＯＣ仪器操作:操作前应认真阅读说明书，掌握4.总氮分析仪器设备（A）了解碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测总氮仪器的原理；掌握设备操作、故障处理。634.总氮分析仪器设备（A）63碱性过硫酸钾消解-紫外分光光度法

基本原理：

在水样中加过硫酸钾并高温消解，然后在220nm紫外光处测量吸光度，根据吸光度值计算总氮浓度。64碱性过硫酸钾消解-紫外分光光度法基本原理：64总氮分析仪操作（P92）仪器操作前应认真阅读说明书，最好经过厂家认真培训。操作主要包括:(1)仪器的开、关机:将各试剂放置在仪器内的试剂托架上，并将各管路插至瓶底，然后确认供电电压是否为~110V，否则需加装稳压电源，确认后即可上电，此时仪器开始初始化动作，检验各机械及传感器是否正常。(2)在线测定、离线测定、曲线校准；(3)维护保养；(4)故障处理：见表P92表2-7.65总氮分析仪操作（P92）仪器操作前应认真阅读说明书，最好

5.总磷分析仪器设备（A）了解钼酸铵分光光度法原理、总磷分析仪器原理掌握设备操作、故障处理等。总磷水质自动分析仪技术要求HJT103-2003665.总磷分析仪器设备（A）了解钼酸铵分光光度法原理、总磷

钼酸铵分光光度法测总磷：将水样用过硫酸钾氧化分解后，用钼锑抗分光光度法测定。原理：中性条件下，水样加入过硫酸盐，在密闭高温条件下(120~130℃)消解30min，水样中不同形态和价态的磷全部氧化为正磷盐；在酸性介质中正磷酸盐与钼酸铵反应，在锑盐存在下生成磷钼杂多黄后，立即被抗坏血酸反应生成磷钼杂多蓝，在波长700nm下进行吸光度测定。在一定范围内，吸光度与正磷酸的浓度有严格的正比关系，从而测定总磷。67钼酸铵分光光度法测总磷：将水样用过硫酸钾氧化分解后，用钼总磷分析仪原理：

通过嵌入式工业计算机系统的控制，自动完成水样采集。水样进入反应室，在高温下经强氧化剂氧化分解，将水样中各形态磷转化为正磷酸盐。在酸性条件下，正磷酸盐与钼酸铵、酒石酸锑氧钾反应生成磷钼杂多酸，被还原剂抗坏血酸还原生成蓝色络合物。在测定范围内，该络合物色度与总磷含量成正比。反应后的混合液进入比色室，运用光电比色法检测到与色度相关的电信号，经放大传输给计算机，经数据处理显示总磷浓度值并进行数据存储、处理和传输。采样——磷转化——显色反应——比色测定68总磷分析仪原理：通过嵌入式工业计算机系统的控制，总磷分析仪原理流程图69总磷分析仪原理流程图69

总磷分析仪的操作（P95）仪器操作前应认真阅读说明书，最好经过厂家认真培训。操作主要包括:(1)安装:安装场地、电源、管路要求；(2)使用前准备：①完成仪器安装，放置好仪器所需各种试剂，仪器上电稳定半小时；②设置好各种参数：运行参数、系统时间、报警参数、设置加药量、设置定时表；③做好工作曲线。(3)仪器定期维护：（见P95）70总磷分析仪的操作（P95）仪器操作前应认真阅读说明书，6.pH测量仪器设备（A）了解玻璃电极法pH测量仪结构原理；掌握仪器设备的安装、仪器功能及操作、校准操作、日常维护、使用注意事项。pH水质自动分析仪技术要求（HJ/T-2003）716.pH测量仪器设备（A）了解玻璃电极法pH测量仪结构原理6.pH测量仪器设备（A）726.pH测量仪器设备（A）726.pH测量仪器设备（A）原理：玻璃电极和参比电极插入待测液中，根据能斯特方程，两电极之间存在的电位差表示为：公式中:系数2.3RT/F为能斯特电位，与水样温度T有关，pH探头内装有温度敏感元件，仪器自动补偿温度对pH测量值的影响。水样pH值变化一个单位，电位差变化一定值。通过测量E，指示水样pH值。736.pH测量仪器设备（A）原理：玻璃电极和参比电极插入待测液pH测量仪结构原理图74pH测量仪结构原理图74pH测量仪工作原理图75pH测量仪工作原理图75pH测量仪安装图76pH测量仪安装图76

pH测量仪器操作（P98）

仪器操作前应认真阅读说明书，最好经过厂家认真培训。操作主要包括:(1)安装:一次表适用于测量池、渠道等敞开水面，使用时用金属板、弯形卡、支杆等将一次表牢固地固定在池或渠的侧墙上；并保证探头埋入水中。二次表要求安装于室内或避风雨、日晒的仪表箱内。(2)校准：应定期对仪器进行校准，校准采用三点校准方式。校准前提前准备三种pH标准缓冲溶液,按界面提示逐点校准。(3)日常维护：定期清洗玻璃电极(1月1次)；定期校准仪器(3月1次)；每5年应检查参比电极内的KCl溶液，不足时应补充。(4)使用注意事项：见P100.77pH测量仪器操作（P98）仪器操作前应认真阅读说明7.电导率测量仪器设备（A）

学习内容：

了解电极法原理(单位:us/cm)掌握仪器设备操作

电导率水质自动分析仪技术要求HJT97-2003787.电导率测量仪器设备（A）学习内容：电导率水质自动电导率仪操作（P101~102）

仪器操作前应认真阅读说明书，最好经过厂家认真培训。操作主要包括:(1)安装:安装场地(清洁、干燥、无振动或振动小、无腐蚀性液体，-20~60℃

)，可安装于墙上、面板或管道上。(2)操作:仪器界面由一个两行的液晶显示屏和一个包括一系列按键的键盘组成。MEASURE测量界面；MENU菜单界面、Edit/Selection(编辑/选择)界面。MEAS测量、CAL校准、CONFIG配置、MAINT维护、DIAG诊断、EXIT退出…(3)校准：清零，输入一个参考值或样品值校准。(4)测试/维护：仪器设有TEST/MAINT菜单界面。79电导率仪操作（P101~102）仪器操作前应认真阅读8.溶解氧测量仪器设备（A）了解膜电极法的原理掌握仪器设备的操作、仪器的安装及要求、校准测定仪、维护保养。

溶解氧水质自动分析仪技术要求HJT99-2003808.溶解氧测量仪器设备（A）了解膜电极法的原理溶解氧水8.溶解氧测量仪器设备（A）818.溶解氧测量仪器设备（A）81溶解氧测量仪器的操作（P103）

仪器操作前应认真阅读说明书，最好经过厂家认真培训。操作主要包括:(1)安装及要求:安装场地:清洁、干燥、无振动或振动小、无腐蚀性液体，-30~60℃

;将测定仪安装在面板上、墙上或管道上，将传感器与测定仪按要求连接好。(2)校准测定仪:按CAL键，显示根菜单；使用向下键，选择“D.O.Cal.InAir”子菜单；以下按说明书操作。(3)配置测定仪：测定仪有许多需要的功能(信号输出、告警等)(4)维护保养：为保持测定仪精度，需定期清洗传感器，定期进行系统校准。

82溶解氧测量仪器的操作（P103）仪器操作前应认真阅读溶解氧测定仪校准流程图（P104）83溶解氧测定仪校准流程图（P104）839.浊度测量仪器设备（A）

透射式浊度测量仪表面散射法浊度测量仪分光光度法（实验室测定）浊度水质自动分析仪技术要求（HJT98-2003）849.浊度测量仪器设备（A）透射式浊度测量仪浊度水质自动分(1)透射式浊度测量仪原理：仪器通过发射单色光，光束穿过水样遇到水中微小颗粒产生散射光而衰减，通过测量透射光强计算光强衰减率从而测量水样浊度。此方法适于高浊度的场合。85(1)透射式浊度测量仪原理：仪器通过发射单色光，光束穿过水(2)表面散射法浊度测量仪

原理：仪器通过发射的高强度的单色光(890nm波长)，光束穿过水样遇到水中微小颗粒产生散射光，通过测量垂直于光束方向的散射光强度计算水样的浊度。此方法灵敏度较高，适合浓度较低的场合。86(2)表面散射法浊度测量仪原理：仪器通过发射的高强度的单色表面散射法

浊度测量仪测量原理图87表面散射法

浊度测量仪测量原理图87浊度分析仪的操作使用（P106）

仪器操作前应认真阅读说明书，最好经过厂家认真培训。操作主要包括:(1)仪器安装:按照说明顺序安装控制器、连接电源和输出线、安装浊度计主体、连接管路；(2)操作:利用面板上的键盘进行传感器设置、系统参数设置、显示设置、输出设置、查看信息、测试维护等操作。(3)校准:浊度计在装运之前已由厂家校正，使用之前必须复校。在任一次重大维护或修理后和正常运行中至少三个月也进行复校。校正前用去离子水清洗，并经常清洗浊度计本体和校正圆筒。(4)维护:每次校正前清洗传感器，按日程表校正传感器；定期维护包括校正和清洗光电管窗口、气泡捕集器及浊度计本体。88浊度分析仪的操作使用（P106）仪器操作前应认真阅10.总铜、总锌、总镉、总铅分析仪(A)了解2,9-二甲基-1,10-菲啰啉分光光度法原理；掌握电极法测定总镉的原理；掌握电极法测定总铅的原理；掌握总铜、总锌、总镉、总铅分析仪主要部件构成及作用，仪器设备的操作、安装、调试，仪器标定，设置菜单和仪器的维护。8910.总铜、总锌、总镉、总铅分析仪(A)了解2,9-二甲基-电极法测定总镉、总铅的原理电极法测定总铅的原理：同上。电极法测定总镉的原理：

镉离子浓度与镉离子选择性电极检测电位相关，用能斯特方程描述为：E=E0+SlgX式中E:检测的电极电位；

E0:参比电极电位（常量）；

S:电极斜率；X:溶液中镉离子浓度.90电极法测定总镉、总铅的原理电极法测定总铅的原理：同上。电极法

仪器操作使用:（P113~116）

仪器操作前应认真阅读说明书，最好经过厂家认真培训。操作主要包括:(1)安装:必须安装在预先已布置信号线、电力供应线及供水管路的防潮、防尘的室内；(2)调试:检查——仪器机箱是否接地良好；开机后是否处于正常待机状态；通水试验，检查管路密封性；试剂是否配置齐全；仪器内是否存储有标线。(3)仪器标定:分为标定工作曲线、远程标定、空白校准。(4)设置菜单:设置工作模式、时间。(5)仪器维护:清洗；维护保养；（P115）(6)故障分析与排除:仪器具有故障自检报警功能，可帮助用户定位故障。故障类型、分析及排除方法见P116表2-10.91仪器操作使用:（P113~116）仪器操作前应认真阅读说11.高锰酸盐指数在线分析仪（A）了解高锰酸盐指数在线分析仪工作原理；掌握高锰酸盐指数在线分析仪的操作。高锰酸盐指数水质自动分析仪技术要求HJT100-20039211.高锰酸盐指数在线分析仪（A）了解高锰酸盐指数在线分析仪高锰酸盐指数在线分析仪工作原理(两种)第二种：在水样与高锰酸钾反应后直接利用分光光度法测定吸光度，利用水样与标样的吸光度比较计算得出水样的高锰酸盐指数值。第一种：程序式高锰酸盐指数分析仪:在一定体积水样中加入一定量高锰酸钾溶液和硫酸溶液。在95℃条件下加热回流反应数分钟后，剩余的高锰酸钾用过量的草酸钠溶液还原，再用高锰酸钾溶液回滴过量的草酸钠，以540nm波长光进行光度滴定，回滴的高锰酸钾溶液体积与水样中还原性有机物浓度成正比，计算。93高锰酸盐指数在线分析仪工作原理(两种)第二种：在水样与高锰酸程序式高锰酸盐指数在线分析仪流程图94程序式高锰酸盐指数在线分析仪流程图94流动注射法高锰酸盐指数分析仪的操作

和开机前准备仪器操作:仪器参数设定、仪器校准、仪器维护和故障处理。开机前准备:

(1)检查仪器下仓的载流液瓶内载流液是否能正常使用，有无过期变质现象，陶瓷注射泵的吸液管应插在瓶底。(2)葡萄糖标准液应是一星期内配制的，存量够用。(3)上仓的冷却水箱内冷却水应够量，冷却管应全部浸在水里。(4)水样取样毛细管应正确插在固液分离器斜端插口内。

检查完上述内容，插接电源后，仪器即开启。95流动注射法高锰酸盐指数分析仪的操作

和开机前准备仪器操作:仪12.六价铬、硫化物、砷、亚硝酸盐氮、水中油、氰化物等在线分析仪（B）了解在线分析仪工作原理；掌握在线分析仪的操作9612.六价铬、硫化物、砷、亚硝酸盐氮、水中油、氰化物等在线分

六价铬在线分析仪工作原理图(P120)显色反应—光度法测定97六价铬在线分析仪工作原理图(P120)显色反应—光度法测定六价铬在线分析仪的操作使用(P120)

仪器操作前应认真阅读说明书，最好经过厂家认真培训。包括:(1)仪器参数设定:主要有分析周期、测量范围、报警限值、系统时间等参数。(2)仪器校准:仪器使用前需要对工作曲线校准，使用中也需定期校准。校准前先配制不同浓度的标液，根据仪器需要进行一点或多点校准，校准时将标液从水样进样口导入，仪器自动进行标定。(3)仪器维护:应按说明书要求定期维护。包括:定期添加试剂(依单次用量、分析频次、试剂容器容量)；定期更换采样泵管以防老化而损坏仪器(约3-6个月1次)；定期清洗采样头防止堵塞；定期校准工作曲线，以保证测量结果准确(每3月或半年1次)；

(4)故障处理：对于一般故障，运营人员应及时处理；对于复杂故障，运营人员及时与生产厂家联系，及时修复仪器。98六价铬在线分析仪的操作使用(P120)仪器操作前应认真阅

砷在线分析仪工作流程图(P122)99砷在线分析仪工作流程图(P122)99

氰化物在线分析仪工作流程图(P126)100氰化物在线分析仪工作流程图(P126)100

亚硝酸盐在线分析仪原理(P123)

光度法：水中的亚硝酸根离子与磺胺生成重氮盐再与N-(1-萘基)-乙二胺二盐酸盐偶联生成红色染料，在波长540nm处测定吸光度A，由A值查询标准工作曲线，计算亚硝酸盐氮的浓度。101亚硝酸盐在线分析仪原理(P123)光度法：10水质在线监测仪器维护及质控总结：1.在线监测系统维护：（1）仪器定期校准。一般每月校准一次，根据水质状况可调整，一般不超过仪器说明书规定期限。仪器如果长时间停机后重新启动、更换电极、泵管或更换不同批号的试剂，则必须进行仪器校准实验。（2）仪器多点线性检验。在仪器线性范围内均匀选择4-6个浓度的标准溶液进行测试，并计算其斜率b和相关系数r，一般每半年进行一次。如发现该两值发生显著变化，应对仪器性能进行检查。（3）在线监测系统定期清洗。系统本身一般具备在线清洗功能，但如果水质较差，在采水和配水管路、电极、泵管等处会出现沉积物，导致传感器失灵，测定结果产生偏差。定期清洗维护可减少偏差，保证监测数据可靠性，同时可延长仪器使用寿命。102水质在线监测仪器维护及质控总结：1.在线监测系水质在线监测仪器维护及质控总结：2.在线监测质量控制：(1)试液质量控制。试液质量受多种因素影响，比如：试液浓度、稳定性、储存期、容器密闭性、环境状况等，因此在线监测仪器试液需要定期检查，如发现有沉淀、变色等现象，应及时更换、重配。对于稳定性较差或浓度较低的试液应分次少量配制，特殊试液还应采取特殊储存方法（如棕色瓶，避光），温度较高季节应相应缩短试液更换周期。(2)标液或质控样控制。选择仪器线性范围内上下限90%以及中间附近浓度值的质控样来进行检查，如果检查结果相对误差超过20%，必须对仪器重新校准。(3)空白试验检验控制。通过空白试验值控制可以相对消除蒸馏水和试剂中的杂质及分析过程中环境带来的沾污。通常一批试剂进行一次空白试验即可。103水质在线监测仪器维护及质控总结：2.在线监测质三、水质采样器（A）

了解水质采样器工作原理；掌握仪器设备的操作。104三、水质采样器（A）了解水质采样器工作原理；104

等比例水质采样器105等比例水质采样器105

水质采样器分类

流量等比例采样

按照采样功能，可分为定时采样

按照样品是否分瓶存储，可分为分瓶采样器混合采样器106水质采样器分类水质采样器工作原理：

在仪器控制下，水样经过计量蠕动泵按设定程序将水样采入仪器，通过仪器分配系统将水样送入指定的采样瓶中，通过恒温系统将水样温度恒定在5℃，完成水样的自动采集、自动分配和恒温保存过程。107水质采样器工作原理：在仪器控制下，水样经过计量蠕

水质采样器的操作(P127)仪器操作比较简单，操作如下:(1)仪器安装:按说明书。(2)参数设置:主要分为校准参数、主参数、辅参数和定时表4类。通过参数设置和修改，可实现不同工作模式，达到不同控制目的。(P129)(3)日常维护：①定期检查并清洗采样头，防止堵死；②定期检查分配悬臂是否在零位，否则会导致水样不能准确导入指定的采样瓶；③定期更换采样泵管，以防老化影响使用（原则上至少半年更换一次）108水质采样器的操作(P127)仪器操作比较简单，操作如下四、流量计（A）超声波明渠流量计109四、流量计（A）超声波明渠流量计109四、流量计（A）掌握超声波明渠流量计原理和仪器操作使用。超声波明渠流量计原理：采用超声波通过空气以非接触的方式测量明渠内堰槽前指定位置的水位高度，再根据标准规定的液位-流量换算公式计算水的流量。适用情况：适用于水利、水电、环保及其他各种明渠条件下的流量测量，尤其适用于有黏污、腐蚀性强污水的流量测量。110四、流量计（A）掌握超声波明渠流量计原理和仪器操作使用。超声波流量计测量原理

111超声波流量计测量原理111

流量计操作使用(P130)

仪器操作前应认真阅读说明书，最好经过厂家认真培训。操作主要包括:(1)安装:安装场地、电源、管路要求；(2)设置:按实际情况设置堰槽类型、堰槽规格、报警参数、系统时间、模拟输出等，然后校准液位。(3)查询:利用仪器上的四个按键，对瞬时流量、累积流量、运行时间、瞬时液位等进行查看、查询；

(4)液位校准：用测量尺量取探头测量点的实际液位，然后在液位校准界面输入实际液位即可。(5)维护保养：定期检查探头下方是否有杂物并清理掉；定期校准液位，每季度或半年校准一次。112流量计操作使用(P130)仪器操作前应认真阅读说明书，

本章习题(1)

1.简述自动监测系统的分类及功能。2.简述自动监测系统的设计内容及对监测结果的影响。3.简述自动监测系统的基本分析方法原理和对监测结果的影响。4.简述自动监测系统运营维护工作的内容。5.简述自动监测系统分析曲线的标定方法。6.简述重铬酸钾消解-光度比色法流动注射分析式仪器的工作原理、仪器组成及方法特点。7.简述电化学氧化法COD分析仪操作内容。

113本章习题(1)1.简述自动监测系统的分类及功能。1

本章习题(2)

8.简述库仑滴定法COD仪器工作原理和仪器操作内容。9.简述氨气敏电极法仪器的工作原理及仪器操作和维护内容。10.简述电导法原理及仪器维护内容。11.解释TOC，简述干法仪器设备的操作及故障处理。12.简述湿法TOC仪器的原理及仪器操作。13.简述碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测总氮的基本原理及仪器设备的操作和故障处理方法。14.简述钼酸铵分光光度法测总磷的原理及仪器设备操作内容和定期维护工作内容。114本章习题(2)8.简述库仑滴定法COD仪器工作原理本章习题(3)15.简述玻璃电极法pH测量仪的原理及仪器安装方法、校准操作、日常维护和使用注意事项16.简述电导率测量仪的安装环境要求及操作内容。17.简述溶解氧测量仪的安装环境要求、校准方法及维护保养内容。18.简述浊度测量仪的安装和操作维护内容。19.简述电极法测定总镉、总铅的原理。20.简述总铜、总锌、总镉、总铅分析仪的操作要点。21.简述流动注射法高锰酸盐指数分析仪的操作和开机前准备工作。115本章习题(3)15.简述玻璃电极法pH测量仪的原理及仪器安装本章习题(4)22.简述高锰酸盐指数、六价铬、硫化物、砷、亚硝酸盐氮、水中油、氰化物在线分析仪的操作。23.简述水质采样器工作原理及仪器操作。24.简述超声波明渠流量计测量原理和仪器操作使用内容。116本章习题(4)22.简述高锰酸盐指数、六价铬、硫化物、砷、亚欢迎交流

为保护人类生存的环境，

让我们共同努力！

117欢迎交流

为保护人类生存的环境，

117

第二章

在线监测仪器原理与操作

118第二章

在线监测仪器原理与操作推荐网站:中国环境监测/中国环境标准/监测技术规范类:

★地表水和污水监测技术规范★水污染物排放总量监测技术规范★水污染源在线监测系统安装技术规范……项目测定标准方法类:

COD在线监测技术规范;

氨氮水质自动分析仪技术要求

……119推荐网站:中国环境监测emc.本章重点、难点

本章为全部教学的一个重点章。

重点：水质在线监测系统和仪器的原理、操作方法及维护注意事项。

难点：仪器操作方法。

120本章重点、难点本章为全部教学的一个重点章。3教学环节安排课堂教学:讲授各种水质分析仪原理及操作方法实验教学:对其中部分仪器进行演示操作及讲解实践教学:选择典型仪器进行现场观摩实训

课堂主要内容：一、自动监测系统二、监测仪器设备三、水质采样器四、流量计补：分光光度法及应用121教学环节安排课堂教学:讲授各种水质分析仪原理及操作方法一、自动监测系统学习要求（A）（1）了解自动监测系统的功能及分类；（2）掌握自动监测系统的设计思路及对监测结果的影响；（3）掌握自动监测系统的基本分析原理及对监测结果的影响；（4）掌握自动监测系统的操作使用；（5）掌握自动监测系统分析曲线的标定。122一、自动监测系统学习要求（A）51.自动监测系统功能及分类(2)具有的功能：监测项目超标及子站状态信号显示、报警；自动运行、停电保护、来电自动恢复；远程故障诊断（便于例行维修和应急故障处理）（1）解释：以在线自动分析仪器为核心，运用传感器技术、自动控制技术、计算机应用技术及相关的专用分析软件和通信网络组成的一个综合性的在线自动监测系统，可统计、处理监测数据，打印输出日、周、月、季、年平均数据及最大值、最小值等各种监测、统计报告和图表，可输入中心数据库或上网。1231.自动监测系统功能及分类(2)具有的功能：（1）解释：以在(3)实施水质自动监测的意义可实现水质的实时连续监测和远程监控，及时掌握主要流域重点监测断面水体的水质状况;预警预报重大或流域性水质污染事故;解决跨行政区域的水污染事故纠纷;监督总量控制制度落实情况、排放达标情况等。124(3)实施水质自动监测的意义可实现水质的实时连续监测和远程监(4)分类（两大类）地表水质自动在线监测系统污染源水质自动监测系统采水单元：向系统提供可靠有效水样。包括水泵、管路、供电及安装结构部分。配水单元：向仪器供水，使水质、水量、水压满足仪器需要。包括水样预处理装置、自动清洗装置及辅助部分。分析单元：由一系列水质自动分析和测量仪器组成。包括水温、pH值、DO…等。控制单元：包括系统控制柜和系统控制软件；数据采集处理与存储及基站各单元的控制和状态的监控；有线和无线通信设备。子站站房及配套设施：包括站房主体和配套设施。125(4)分类（两大类）地表水质自动在线监测系统采水单元：向系自动监测系统组成

从底层逐级向上分为现场机(子站)、传输网络和上位机(总站)三个层次。上位机通过传输网络与现场机交换数据、发起和应答指令。现场机传输网络上位机126自动监测系统组成从底层逐级向上分为现场机(子站)、传输网络2.自动监测系统的设计思路及内容

(1)监测站位选择：应确保所采集样品具有代表性；(2)采样方式选择：进行必要的现场调查，合理选择；(3)监测项目选择：常规项目参照国家规定，特殊项目根据实际需要确定；(4)分析方法选择：以国家标准方法为主，其他方法为辅。应先考虑方法的可靠性和稳定性，其次再考虑方法的先进性和实现成本。分析方法的选择对监测结果影响最大；(5)监测频次确定：选择合理的频次，使样品具有代表性；(6)监测设备选型：应选择质量好、售后服务好、运行成本低、采用标准分析方法的设备，应充分比选；(7)数据传输方式选择：首先考虑能否长期稳定运行→其次考虑安装方便、运行成本低、传输速度快等。1272.自动监测系统的设计思路及内容(1)监测站位选择：应确保3.自动监测系统分析原理及对结果的影响(1)方法分析原理对监测结果的影响化学光度法按照设定程序在水样中加入各种试剂，控制反应条件进行一系列化学反应，然后利用朗伯定律测定反应液的吸光度，从而计算水样中污染物浓度。经典方法，稳定可靠，灵敏度高、重现性好，但测量时间长、试剂用量大。化学滴定法

按照设定程序在水样中加入各种试剂，控制反应条件进行一系列化学反应，然后缓慢加入滴定用试剂，用库仑计或比色计判断滴定终点，根据滴定试剂用量计算水样中污染物浓度。经典方法，稳定可靠,使用范围广,重现性和灵敏度较高，也存在测量时间长、试剂用量大的不足。1283.自动监测系统分析原理及对结果的影响(1)方法分析原理对3.自动监测系统分析原理及对结果的影响(2)方法分析原理对监测结果的影响电化学法

利用物质之间的电化学效应制作成测量电极，将物质浓度转换为电信号。测量速度快、试剂用量少，但稳定性差、漂移大，应及时校准。燃烧法

将水样高温催化燃烧，将水和污染物质燃烧成气态，冷却后除水，然后通过检测器检测气态物质浓度。测量速度较快、试剂用量少，稳定性好，但高温部件和进样部件要求很高，容易出现故障。1293.自动监测系统分析原理及对结果的影响(2)方法分析原理对监4.自动监测系统的操作使用

操作使用前应认真阅读相关使用说明并进行相关培训，应特别注意仪器操作的注意事项和维护保养周期。

系统运营维护工作内容：（1）应制定严格的管理制度；（2）做好维护计划和维护记录；（3）应定期巡检、定期维护，发现问题及时处理，保证系统长期可靠运行。《水污染源在线监测系统安装技术规范》（HJ/T353-2007）《水污染源在线监测系统数据有效性判别技术规范》

（HJ/T356-2007）1304.自动监测系统的操作使用操作使用前应认真阅读相关使用说5.自动监测系统分析曲线的标定

监测仪器是自动监测系统的核心，是结果准确的保证，所以使用前应对仪器工作曲线进行标定，使用中需定期校准。标定方法：在量程范围内，用监测仪器测量已知浓度的标准物质，然后将标准物质浓度和电信号作为数据对存储下来，通过测量不同浓度的标准物质，可以得到不同的数据对，这些数据对可以拟合为一条工作曲线。具体操作方法参照监测仪器使用说明书。1315.自动监测系统分析曲线的标定监测仪器是自动监测系统的核

二、监测仪器设备主要有：

COD、氨氮、TOC、总氮、总磷、pH值、电导率、溶解氧、UV仪、重金属（总铜、锌、铅、铬）、高锰酸盐指数、六价铬、硫化物、砷、亚硝酸盐氮、水中油、氰化物等132二、监测仪器设备主要有：15标准规范：化学需氧量水质在线监测仪HJT377-2007氨氮水质自动分析仪技术要求HJT101-2003紫外吸收水质自动在线监测仪技术要求HJT191-2005pH水质自动分析仪技术要求HJT96-2003溶解氧水质自动分析仪技术要求HJT99-2003高锰酸盐指数水质自动分析仪技术要求HJT100-2003总磷水质自动分析仪技术要求HJT103-2003浊度水质自动分析仪技术要求HJT98-2003电导率水质自动分析仪技术要求HJT97-2003…133标准规范：化学需氧量水质在线监测仪HJT377-20071

1.COD标准分析方法仪器设备环境保护产品技术要求化学需氧量水质在线自动监测仪（HJ/T377-2007）——该标准规定了COD水质在线自动监测仪的性能要求和性能试验方法。1341.COD标准分析方法仪器设备环境保护产品技术要求17

1.COD标准分析方法仪器设备水质COD在线监测仪1351.COD标准分析方法仪器设备水质COD在线监测仪18

1.COD标准分析方法仪器设备

仪器分类：

根据氧化方式不同，将COD自动在线监测仪器分为两大类，即：

采用重铬酸钾氧化方式：重铬酸盐法光度比色法库仑滴定法

采用非重铬酸钾氧化方式：电化学氧化法相关系数法1361.COD标准分析方法仪器设备仪器分类：19

学习要求重铬酸盐法：了解重铬酸盐法的原理，掌握光度比色法仪器原理、性能及操作和维护方法；电化学氧化法：了解基本原理，掌握电化学氧化法COD分析仪工作流路，性能及操作维护方法；相关系数法：了解原理137学习要求重铬酸盐法：20(1)重铬酸钾消解-光度比色法

①程序式：

在微机控制下，将水样与过量重铬酸钾标液和浓硫酸混合，加入硫酸汞络合溶液中的氯离子，加入硫酸银作催化剂。混合液在165℃下回流一定时间(30min)(或催化消解，或采用微波快速消解15min），氧化剂中的六价Cr被还原为三价铬，反应结束后用光度法测量剩余的六价Cr(600nm)或反应生成的三价Cr(440nm)的吸光度，通过工作曲线查找、计算得出COD值。分为两类:程序式流动注射分析式138(1)重铬酸钾消解-光度比色法①程序式：分为两类:

程序式COD分析流程图139程序式COD分析流程图22②流动注射分析式（FIA）(P69）基本原理:试剂连续进入直径为1mm的聚氟材料毛细管中，水样定量注入载流液中，在流动过程中完成混合、加热、反应和测量(光度法)的方法。仪器工作原理：反应试剂（含重铬酸钾的硫酸6:4）由陶瓷恒流泵以恒定流速向前推进，通过注样阀将定量水样切换进流路，在推进过程中水样与载流液相互混合，在180℃恒温加热反应后溶液进入检测系统，测定标准系列和水样在380nm波长时的吸光度，从而计算出水样COD值。140②流动注射分析式（FIA）(P69）基本原理:试剂连续进入直流动注射式COD分析仪原理图：141流动注射式COD分析仪原理图：24②流动注射分析式(FIA)特点：(P70)

相对比较法，只要测定样品时的条件和标定时的条件一致，都可得到准确的测量结果。优点：分析速度快、频率高、进样量少、精密度高，而且载流液可循环利用，降低了方法的二次污染。142②流动注射分析式(FIA)特点：(P70)相对比较法，只

FIA仪器组成

（补充，记录，P70）

一般由六部分组成：(1)控制系统:(2)采样系统:由采样泵、采样管、样品储存等组成；(3)进样系统:由输液泵、定量管、电磁阀、管路、接口等组成，完成对水样和试剂的采集、输送、试剂混合、废液排除及反应室清洗等功能；(4)反应系统:主要有加热单元和反应室,完成水样的消解反应。(5)检测系统:测定标准系列和水样在380nm波长时的A。(6)数据采集系统:143FIA仪器组成（补充，记录，P70）一般由六部分组FIA仪器组成图（补充图）COD自动在线监测仪流程图

采样系统进样系统反应系统检测系统控制系统数据采集系统144FIA仪器组成图（补充图）COD自动在线监测仪流程图采样系(2)重铬酸钾消解-库仑滴定法

原理：在水样中加入已知过量的重铬酸钾标液，在强酸加热环境下将水样中还原性物质氧化后，用硫酸亚铁铵标准溶液返滴定过量的重铬酸钾，通过电位滴定进行滴定判终，根据硫酸亚铁铵标准溶液的消耗量进行计算。145(2)重铬酸钾消解-库仑滴定法原理：在水样中加入已知过FIA仪器组成图（补充图）COD自动在线监测仪流程图

采样系统进样系统反应系统检测系统控制系统数据采集系统146FIA仪器组成图（补充图）COD自动在线监测仪流程图采样系

(3)电化学氧化法(测定COD)

基本原理:利用氢氧基(电解反应产生)作为氧化剂，用工作电极测量氧化时消耗的工作电流，然后计算水样的COD值。147(3)电化学氧化法(测定COD)基本原理:30电化学氧化法COD分析仪图示（P75）

148电化学氧化法COD分析仪图示（P75）31

仪器设备操作（电化学氧化法测定COD）(P76)

操作内容主要包括：仪器参数设定：仪器使用前应进行相关参数设定。仪器校准：使用前需要与标准方法进行实际水样对比，然后对工作曲线进行校准，使用中也要定期与实际水样对比、校准。校准方法：仪器与实验室手工方法同步取样，进行多点对比。仪器维护：按照说明书要求定期进行现场维护，确保仪器长期稳定工作。一般维护内容：（P76）(1)添加试剂，每周1次；检查泵阀，每周1次；保养参考电极，每周1次；校正分析仪，每周1次；(2)清洗测量槽，每月1次；更换泵管和阀门管道，每月1次；(3)清洗取水系统,每季1次；更换取水系统管道，每季1次。故障处理：一般故障，运营人员应及时处理，快速恢复运行；复杂故障，运营人员应及时与生产厂家联系，及时修复仪器。

操作仪器之前应认真阅读仪器使用说明书，最好经厂家培训。149仪器设备操作（电化学氧化法测定COD）(P76)

（4）相关系数法

解释：利用水样其他的物理、化学性质与COD含量之间的相关性，通过检测一些指标（如UV254、TOC等）间接测量水样COD值。应用：水样成分发生较大变化时，相关性发生变化，因此该法多用于实验室研究或某些行业水质监测研究中。仪器：多为紫外-可见分光光度计、TOC仪。150（4）相关系数法解释：利用水样其他的物理、化学性质与C

UV仪（A）（P107）熟悉UV仪基本原理及仪器设备的操作。仪器情况：UV监测仪可分为采水式和浸入型，可连续直接测量水中有机物含量，一般不需要试剂，操作、维护比较简单。基本原理：根据有机物在紫外光范围内对特征波长有选择性吸收的特性进行测量。通过测量254nm波长处水样的吸光度而计算水中有机物含量的多少。（UV254）紫外吸收水质自动在线监测仪技术要求HJT191-200515