水污染源自动监测设备

水污染源自动监测设备第一页，共九十一页，2022年，8月28日2目录污染源仪表综述COD铬法、TOC等氨氮气敏电极法、光度法等采样器流量计机械、电磁、声学等第二页，共九十一页，2022年，8月28日3污染源应用综述参数：CODCr、氨氮、流量为主特点：针对排污企业测量废水中的污染物，以有机物为主目的：控制企业污染物排放量、控制流域排污总量、环境执法等第三页，共九十一页，2022年，8月28日4济南污染源项目现场第四页，共九十一页，2022年，8月28日5COD在线分析仪

UV有机物在线分析仪比色法氨氮在线分析仪气敏电极法氨氮分析仪TOC分析仪

便携流量计采样器第五页，共九十一页，2022年，8月28日COD铬法COD燃烧氧化法（TOC）第六页，共九十一页，2022年，8月28日COD背景知识COD？化学需氧量(ChemicalOxygenDemand)是指水体中易被强氧化剂氧化的还原性物质所消耗的氧化剂的量，结果折成氧的量，以mg/L计。还原性物质主要是有机物，组成有机化合物的碳、氮、硫、磷等元素往往处于较低的化合价态。有机化合物在生物降解过程中不断消耗水中的溶解氧而造成氧的损失，空气中的氧气无法及时补充水中的氧气，从而破坏水环境和生物群落的生态平衡，并带来不良影响。有机物厌氧缺氧水体污染COD第七页，共九十一页，2022年，8月28日铬法COD经典原理的全新应用第八页，共九十一页，2022年，8月28日COD测量经典原理

水样、重铬酸钾、硫酸银（催化剂使直链脂肪族化合物氧化更充分）和浓硫酸的混合液在消解池中被加热到175°C。

在此期间铬离子作为氧化剂从VI价被还原成III价而改变了颜色，颜色的改变度与样品中有机化合物的含量成对应关系，仪器通过比色换算直接将样品的COD显示出来。其它无机物如：亚硝酸盐、硫化物和亚铁离子将使测试结果增大，将其需氧量作为水样COD值的一部分是可以接受的。抗干扰：主要干扰物为氯化物，加入硫酸汞形成络合物去除。干扰：第九页，共九十一页，2022年，8月28日硫酸汞(HgSO4

)mercurysulfate

重铬酸钾(K2Cr2O7)potassiumdichromate

提高重铬酸钾的氧化能力氧化反应过程的催化剂强氧化剂硫酸(H2SO4

)sulfuricacid

硫酸银(Ag2SO4

)silversulfate

氯离子干扰的抑制剂或隐蔽剂铬法COD使用的试剂第十页，共九十一页，2022年，8月28日11主要参数测试量程：

10…5,000mg/l检测下限：

8.1mg/l分辨率：<1mg/l精确度：>100mg/l:<10%读数；

<100mg/l:

<±6mg/l测试间隔：可调典型应用：污染源污水排放监测、市政污水处理厂进出水水质监测。第十一页，共九十一页，2022年，8月28日经典原理的应用消解系统取样系统定量系统校准清洗监测系统安全面板第十二页，共九十一页，2022年，8月28日13消解系统采用强氧化剂和高温175°C进行COD消解。根据实际水质可调整反应时间设置以保证100%氧化，确保测试可靠。可靠的设计使消解和测量共用测量池，从而避免了因消解与测量分开进行操作时带来的误差。第十三页，共九十一页，2022年，8月28日活塞泵取样系统创新采用活塞泵

——替代传统的蠕动泵不与样品和试剂直接接触，维护量少，可靠性提高。不挤压泵管，不需经常更换泵管，降低运行成本。第十四页，共九十一页，2022年，8月28日15光学定量系统光学定量水样/试剂，提高定量精度，在关键因素上保证了测试的准确性。第十五页，共九十一页，2022年，8月28日16校准清洗仪器内置三档量程。

0-500mg/l; 100-1500mg/l; 1000-5000mg/l每档量程有相应的校准数据，当测试值超过某一量程时，自动进行下一量程的校准，保证测试准确。自动清洗系统可按用户选定间隔采用热酸清洗样品流经的所有管路，避免误差。第十六页，共九十一页，2022年，8月28日17监测系统自我监测泄露系统：当系统管路出现泄露现象时，通过湿度感测仪器立即停止工作并报警，以保证人员和环境的安全。仪器持续监测系统的运行状态，使用户随时了解仪器的工作情况避免错误的测试结果。----完善的自我监测系统,保障系统的正常运行以及人员和环境的安全。第十七页，共九十一页，2022年，8月28日18安全面板由于仪器内部有强酸、剧毒液体和高温（175°C）高压部件，精心设计了让用户倍感放心的安全面板。该透明面板只有在Service菜单下且仪器处于初始状态（消解池清空、常压、常温）才能开启。安全面板未安装妥当，则仪器拒绝工作并给予提示。

------尽善的安全防护设计第十八页，共九十一页，2022年，8月28日19其他功能仪器自动存储数据。LCD屏幕上显示图表曲线。通过服务端口连接PC可进行数据备份或进行数据分析。仪器提供0/4-20mA模拟输出，2路继电器(可定义仪器状态)输出。配备标准MODUBUSRS485，可选PROFIBUS，可实现双向通讯和远程控制。第十九页，共九十一页，2022年，8月28日20运行维护第二十页，共九十一页，2022年，8月28日主机构成托盘试剂安全面板进样口电源信号/控制线进口箱体服务接口(RS232)LCD显示器键盘门第二十一页，共九十一页，2022年，8月28日分析单元①活塞泵②计量管③组合阀④下液位计量光度计⑤上液位计量光度计⑥光度计⑦消解单元第二十二页，共九十一页，2022年，8月28日试剂第二十三页，共九十一页，2022年，8月28日24接入试剂重铬酸钾硫酸零点标准液硫酸汞标准液第二十四页，共九十一页，2022年，8月28日25拆除安全面板第二十五页，共九十一页，2022年，8月28日26操作软件仪器最后的测量值显示日期、时间和消解时间显示当前的状态显示当前的时间和日期第二十六页，共九十一页，2022年，8月28日27操作软件仪器的所有功能都由软件控制。通过显示屏右边的4个功能键和4个图形键进行操作。如果用户按住F1-F4键中的任一个键保持3秒钟，显示屏就会从测量状态切换到主菜单界面.第二十七页，共九十一页，2022年，8月28日TOC

Totalorganiccarbon(TOC)，总有机碳，是以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标。由于一切有机物都含碳元素，加之TOC的标准测定方法采用燃烧法，因此可以将有机物全部氧化，它比BOD、COD更能直接表示有机物的总量，因此常常被用来评价水体中有机物污染的程度。第二十八页，共九十一页，2022年，8月28日291、酸化阶段：通过酸化和载气喷射从水样中去除TIC和POC气体TOC测量常用方法2、氧化阶段：把水样中的有机碳全部氧化成二氧化碳(CO2)和其它气体。现在主要的氧化技术有以下几种: 高温催化氧化(HTCO)：680度高温催化氧化 光氧化（紫外光）： 紫外光氧化，仅限于超纯水 热化学氧化：

氧化剂（过硫酸盐）+加热 光氧化+化学氧化： 紫外光氧化+过硫酸盐氧化 电解氧化：

电解氧化，纯水、超纯水3、检测阶段：检测和定量技术主要有两种， 电导率检测，应用于纯水、超纯水为主，制药行业 CO2检测，NDIR（非分散红外）检测器检测第二十九页，共九十一页，2022年，8月28日30紫外氧化法的限制水中TOC浓度过高时，当浓度超过一定得限度，则TOC分析仪无法测出其浓度，甚至无法测出超量程结果，而是读出一个较低的测量结果。第三十页，共九十一页，2022年，8月28日31TOC在线分析仪测量原理： 样品进入多通道进样阀的进样系统，首先被酸氧化，除去TIC；样品又通过蠕动泵进入燃烧室，专利技术的大体积燃烧炉，里面放了铂催化剂具有大的表面积，减少了氧化时间，燃烧出来的CO2和水被水汽分离装置分开，被分离的CO2气体被送进非发散红外检测器，红外检测器对CO2的检测有良好的检测灵敏度和线性度。特点：

连续分析，不间断的测量模式保证监测无盲点第三十一页，共九十一页，2022年，8月28日TOC在线分析仪大面积燃烧炉，延长维护周期、防止管路堵塞简单的样品分配系统被动式冷却系统，避免了复杂的热管理实用、专利的高温反应系统工业应用设计，适用恶劣环境先进的诊断功能用于分析仪保护符合ISO8245,EN1484,EPA415.1或标准方法5310B.第三十二页，共九十一页，2022年，8月28日33仪器分析流程图1.进样管6.反应器2.泵头（取样、稀释、加酸）7.取样管3.多管噴頭8.GLS气液分离器4.泵头（冷却水、废液）9.红外检测器5.重取样装置

第三十三页，共九十一页，2022年，8月28日34大体积燃烧炉方便维护和维修延长保养周期(3个月以上)第三十四页，共九十一页，2022年，8月28日35水样与试剂接口第三十五页，共九十一页，2022年，8月28日36技术指标测量范围：0-25至20000mg/L检测下限：<0.1mg/L准确度：±5%符合ISO8245,EN1484,EPA415.1或标准方法5310B.

第三十六页，共九十一页，2022年，8月28日37连续分析反应时间:8min(连续分析)可有效监测各时间点TOC的变化，不会有盲点第三十七页，共九十一页，2022年，8月28日38试剂：量程标准液：邻苯二甲酸氢钾（KHP）, 2.12g/l=1000ppmTOC零点标准液：去离子水，小于50μg/LTOC酸溶液：0.2MHCl（酸化后水样pH小于3）清洗液:5%NaOCl/家用漂白粉或10%HCl或5%丙酮TOC分析仪试剂第三十八页，共九十一页，2022年，8月28日39维护保养维护内容频率备注试剂1-2个月触媒3个月-1年根据使用情况而定泵管3个月初级校准3个月每次更换泵管手动校准1个月红外检测器校准1年

第三十九页，共九十一页，2022年，8月28日COD原理对比第四十页，共九十一页，2022年，8月28日41重铬酸钾法高温燃烧氧化法电化学法国标方法是不是不是计量认证有有没有原理使用重重铬酸钾做氧化济,在一定条件下氧化水样当中的有机物，通过光度计比色测量出COD的值将处理完后的定量水样燃烧，使用红外测定其生成的CO2浓度算出TOC值，进而再通过相关性转换成COD值水样与电解液定量进入测量池时，有机物在PBO2工作电极表面所产生的氢氧基(OH)所氧化，根据氧化过程所消耗电流值换算出COD值测量周期20分钟8—10分钟8—15分钟准确性＞100mg/L：≤读数的±10%准确度非常高＜100mg/L：≤±6mg/L约满量程的±10%＞满量程的±10%服务周期1月2—3周1周仪器维护自动校正、自动清洗、自我状态诊断、自我监测泄漏、试剂量少、预处理系统免维护。更换试剂，更换管路，需载气更换电极适用水质可应用于各种水质，适应能力强，无特别要求。采用国标方法，适合国家政策要求领域可应用于各种水质，但转化为COD值时，最好要求水质成份稳定。需水质成份稳定，酸度碱度接近中性，悬浮物质少，浊度小，盐度要小。第四十一页，共九十一页，2022年，8月28日氨氮比色法氨氮分析仪气敏电极法氨氮分析仪第四十二页，共九十一页，2022年，8月28日比色法氨氮在线分析仪测量原理：比色方法；仪器投资少；运行成本低；体积小，操作简单；无需维修的LED光度计；系统具备自动清洗功能；图形或数字形式显示NH3-N

浓度第四十三页，共九十一页，2022年，8月28日44逐出瓶：NH4++

OH-→NH3↑+H2O在逐出瓶中，经过预处理的样品首先和逐出溶液混合，从而，将样品中的铵根离子转换成呈碱性的NH3

。比色池：NH3+H+→NH4+在隔膜泵的作用下，氨气NH3被传送到比色池中，与比色池中的指示剂反应，以改变指示剂的颜色。在测量范围内，其颜色改变程度和样品中的铵根离子浓度成正比，因此，通过测量颜色变化的程度，我们就可以计算出样品中铵根离子的浓度。原理第四十四页，共九十一页，2022年，8月28日45在逐出容器瓶中，样品与逐出溶液混合，样品中的氨氮被转化成氨气；

生成的氨气由隔膜泵转移到测量比色池中；

氨气在测量比色池中与缓冲溶液混合，改变pH指示剂的颜色；

比色法测量缓冲溶液颜色的改变，从而得到样品中氨氮的浓度。工作原理第四十五页，共九十一页，2022年，8月28日46技术指标注意：比色法测量氨氮最低检测限为0.2mg/L。第四十六页，共九十一页，2022年，8月28日47简便，准确，先进的比色测定技术体积小，操作简单；在无人操作的情况下连续运转多达30天或以上自动校正，自动清洗，自动管道灌注的功能创新的气相、液相转换技术；使测量不受污水颜色的干扰数据存储功能以图形或数字形式显示NH4-N浓度可以检测两路样品加MODBUS通讯卡，可以实现远程反控维护简单，运行费用低技术特点第四十七页，共九十一页，2022年，8月28日48应用领域与FILTRAX®

样品预处理装置连用，用在污水处理厂的曝气池和最终沉淀池；与超滤装置(ultrafiltration)或类似装置连用，用在污水处理厂的主沉淀池或者入口处。用在工业水处理过程中的氨氮监测和分析。第四十八页，共九十一页，2022年，8月28日49仪器维护

日常维护可以保证分析仪的正常工作。第四十九页，共九十一页，2022年，8月28日气敏电极法

氨氮在线分析仪测量原理：气敏电极法测量范围宽：一般0.05to1000mg/L新型号仪器测量下限可达0.02mg/L快速响应t90小于5分钟测量周期5－120分钟可选自动清洗2点自动校正运行费用低：一瓶试剂至少可用3个月全面自诊断功能外壳坚固，可直接安装在水池边上第五十页，共九十一页，2022年，8月28日51氨氮：电极法采用氨气敏复合电极，在碱性条件下，水中氨气通过电极膜后对电极内液体pH值的变化进行测量，以标准电流信号输出。挥发性胺产生正干扰；汞和银因同氨络合力强而有干扰；高浓度溶解离子影响测定。色度和浊度对测定没有影响，水样不必进行蒸馏。标准溶液和水样的温度应相同，含有溶解物质的总浓度也要大致相同。第五十一页，共九十一页，2022年，8月28日52技术指标（超低量程）量程(NH4-N)0.02to5.00mg/L最低检测限0.02mg/L精度≤1mg/L:3%±0.02mg/L >1mg/L:5%±0.02mg/L重复性:3%±0.02mg/L响应时间(T90):0.02to0.2mg/L:，进行3次测量，最短时间:15min0.2to5.00mg/L:，进行1次测量，最短时间:5min第五十二页，共九十一页，2022年，8月28日53仪器维护第五十三页，共九十一页，2022年，8月28日54试剂更换第五十四页，共九十一页，2022年，8月28日55采样器第五十五页，共九十一页，2022年，8月28日56概述采样器分类：根据使用场合和使用类型的不同，可分为三种：便携式采样器、冷藏式采样器和全天候式采样器。便携式采样器：主要特点是方便携带，采样准确和方便，适用于经常需要野外采样的应用场合。冷藏式采样器：主要用在现场固定使用，内置制冷机，可以在超时和腐蚀的环境下正常工作。全天候式采样器：可以用在几乎任何室内及室外场合，无需外罩，可以抵抗恶劣的天气条件和腐蚀气体的影响。第五十六页，共九十一页，2022年，8月28日57采样器的应用领域直接排放口——市政和工业领域：符合美国NPDES法规对于排放到美国水体中的排放要求，EPA强制要求对主要污染物进行24小时复合采样，并且对于BOD和COD参数，需要将水样保存在4℃。工业废水监测——市政预处理：监测非直接排放口或排放到市政管网收集系统中的排放者。暴雨和环境采样——进行暴雨研究是为了确定、消除或减少来自工业和市政暴雨排放的污染物含量。法规要求采样分析，通过对每次暴雨排放的流量、流速进行评估和分类，可以监测TMDL项目的质量。实验室：从直接排放口和非直接排放口中收集样品。此外，很多城市也会自己采样，进行自有实验室分析。污染源监控：监测直接排放口是否符合排放法规（污染源）。第五十七页，共九十一页，2022年，8月28日58采样原理操作原理

采样器采用液位检测器测量采样管口是否有液体以及其传输速度。 通过这个信息可以计算泵需要运行多长时间才能获得一定体积的样品。当采样源的垂直高度发生变化时，传输速度可能会发生变化，控制器就可以检测这种变化。 为了满足USAEPA的采样要求，样品的搜集速度必须不能低于2英尺/秒，温度必须保持在4℃。第五十八页，共九十一页，2022年，8月28日59使用过程标准采样步骤预清洗 在每个采样周期开始的阶段，蠕动泵会反向操作，清空入口管路。0－3次润洗 在采集样品以前，采样器最多可以编程进行三次润洗。采集样品 当润洗周期结束时，泵会改变方向并通过管路将样品抽上来。重复采样后续清洗 样品采集完以后，泵会回到采样口管路位置。

第五十九页，共九十一页，2022年，8月28日60采样过程一旦采样失败，会重新尝试采样

当样品体积太小，不能收集样品时，采样器可以重复尝试采集样品。采样器通过编程设置，最多可以重复三次尝试。如果经过一定次数的尝试以后，仍然无法获取样品，采样器将会记录这次无效采样。第六十页，共九十一页，2022年，8月28日61采样器维护泵管更换传统采样器，每月更换新型采样器，每年更换干燥剂更换视使用环境而定采样瓶保养第六十一页，共九十一页，2022年，8月28日62流量计第六十二页，共九十一页，2022年，8月28日63利用水工结构物测量明渠流量通过水力约束可以导出流量流量与一种简单的测量参数间存在数学关系堰：V型堰、矩形堰、梯形堰水槽管嘴文丘里管管道渠道第六十三页，共九十一页，2022年，8月28日64V型堰第六十四页，共九十一页，2022年，8月28日65堰侧视图第六十五页，共九十一页，2022年，8月28日66梯形堰第六十六页，共九十一页，2022年，8月28日67矩形堰第六十七页，共九十一页，2022年，8月28日68矩形堰第六十八页，共九十一页，2022年，8月28日69水槽Parshall巴歇尔水槽Palmer-BowlusLeopold-LagcoH-Flume精度理想条件下+/-2-5%，加上测深设备的精度第六十九页，共九十一页，2022年，8月28日70巴氏水槽第七十页，共九十一页，2022年，8月28日71PalmerBowlus水槽第七十一页，共九十一页，2022年，8月28日72Leopold-Lagco水槽第七十二页，共九十一页，2022年，8月28日73面积流速法流量=平均流速×截面面积流速：机械式流速仪、超声波流速仪、电磁流速仪截面面积：通过水位间接测量：压力水位计、气泡水位计、雷达水位计、超声波水位计计算：经验公式、数值模拟第七十三页，共九十一页，2022年，8月28日74传统流速仪第七十四页，共九十一页，2022年，8月28日75超声波测量技术融合了超声波测流、超声波和压力测水位、数值模拟等当代先进技术于一体的流量测量方案第七十五页，共九十一页，2022年，8月28日流速测量：多普勒原理ChristianDoppler(1803-1853)奥地利数学家低音和高音第七十六页，共九十一页，2022年，8月28日多普勒效应第七十七页，共九十一页，2022年，8月28日声波在传输过程中遇到障碍物，其反射波的频率会发生偏移，偏移的程度与障碍物的移动速度有关。多普勒频移第七十八页，共九十一页，2022年，8月28日79便携式超声波流量计完美检验过的探头安装方向用于测量正前方的流速集成压力单元可直接测深、浅水中也可使用小巧轻便的手持终端，并带有键盘接口和图形显示界面，可显示实时数据通过按部就班的向导很方便进行野外使用集成数据控制功能以便实现精确测量4MB内存简单的数据回顾软件，用于数据回顾和处理自动根据国际标准计算流量（ENISO748，USGS标准）不同的数据导出接口可充电电池组，连续使用超过20小时第七十九页，共九十一页，2022年，8月28日80第八十页，共九十一页，2022年，8月28日81尺寸直径: