某公司COD监测系统培训

岛津在线COD监测系统

ＴＯＣ-4100运行质量要求岛津国际贸易（上海）有限公司环境事业部

第一页，共七十八页。

目录一、前言二、概念及原理三、测试流程及构造四、基本参数五、安装前准备六、仪器安装七、仪器调试八、仪器操作九、仪器关机十、日常维护十一、常见故障排除十一、零部件拆装第二页，共七十八页。一、前言第三页，共七十八页。在我们周围存在着各种各样的有机物，涉及范围非常广泛，如食品､水等。

这些有机物往往通过我们的生产以及消费活动,最终被排放到江河､湖泊､海洋中。

有机物引起的问题：

由于营养过剩造成赤潮、蓝藻､缺氧等；

给自来水､工业用水､农业用水带来影响；

由于水中的微生物,使得生物､植物等生态环境失去平衡,给自然环境带来恶劣影响。

需要对公共用水排放有机物加以限制第四页，共七十八页。COD与TOC测试仪比较ＣＯＤ仪不能充分氧化有机物（芳香烃类有机物、环状氮化合物等）测试较费时间（国家法规测试法：２个小时）因为使用药品量大，日常维护繁琐、管理费用高排放有害物质（６价铬和汞）由于使用强酸（硫酸）和强氧化剂（重铬酸钾），易造成部件腐蚀第五页，共七十八页。COD与TOC测试仪比较TOC仪—几乎所有的有机物均可检测,约达１００％—测试迅速、精确度高、灵敏度高—不使用药品,维护管理费用少—无二次污染—非常适用于有机物在线化监测第六页，共七十八页。二、概念及原理第七页，共七十八页。相关概念（1）TOC（总有机碳）：水中存在有与氧或氢等原子结合，构成有机化合物的碳，称其为总有机碳（TotalOrganicCarbon，TOC）。IC（无机碳）：作为二氧化碳、碳酸根离子、碳酸氢根离子等无机化合物的碳，称其为无机碳（InorganicCarbon，TIC/IC）。

ＩＣ主要是以碳酸中的碳的形式而存在的，

碳酸＝Ｈ2ＣＯ3

碳酸离子＝ＣＯ3--

碳酸氢离子＝ＨＣＯ3-第八页，共七十八页。相关概念（2）POC（易挥发性有机碳）：试样中易挥发失去的有机碳，称其为易挥发性有机碳（PargeableOrganicCarbon，POC）

POC一般指低沸点有机物（如苯、甲苯等不溶于水的低沸点有机物）。NPOC（非挥发性有机碳）：不挥发的有机碳称其为非挥发性有机碳（Non-PargeableOrganicCarbon，NPOC）。TC（总碳）：把TOC和IC合起来称为总碳（TotalCarbon，TC），即：TC＝TOC＋IC。第九页，共七十八页。TOC的测定方法（1）水中存在的总碳（TC），减去像二氧化碳、碳酸根离子和碳酸氢根离子等构成无机化合物的无机碳（IC），就是TOC，即TOC=TC-IC。（2）TOC又分为，经通气处理从试样挥发失去的成分（挥发性有机碳，POC）和不挥发的成分（非挥发性有机碳NPOC），即TOC=POC+NPOC。第十页，共七十八页。TOC的测定方法（1）

TOC=TC-IC测定TC测定IC注：在ＴＯＣ－４１００中，如果装配了选配件中的DF单元即可。它们的差来计算TOC。ＴＣ－ＩＣ＝ＴＯＣ

第十一页，共七十八页。TOC的测定方法（2）

TOC≈NPOC一般水样中的挥发性有机碳（POC）和非挥发性有机碳（NPOC）相比，比例非常小，可以忽略，即TOC=NPOC+POC≈NPOC在前处理中除去IC，将剩下的TOC(即NPOC)进行氧化，测定CO2的量,以此来计算

即：在ＴＯＣ－４１００中使用的方法为了与由TC和IC之差求TOC的测定方法区分，将这种方式测定的TOC称为NPOC。注：在石油冶炼等行业的原水中有可能含有ＰＯＣ。第十二页，共七十八页。除去ＩＣ的方法将试样的PH调整到2-3时，碳酸根离子（CO3--）和碳酸氢根离子(HCO3-)就会变成Ｈ２

O+ＣＯ２

试样再经通气吹扫处理后，很容易就可以除去IC第十三页，共七十八页。

TOC-4100测定原理去除IC后的样品通过八通阀、注射器注射到填充有催化剂的燃烧管中，并以680℃的温度燃烧氧化，生成二氧化碳和水，供给的高纯氮气作为载气导入电子冷凝器，分离出水份，二氧化碳则被送入NDIR（Non-DispersiveInfraredRadiation）检测器中，进行检测。氧化过程中生成的二氧化碳的量正比于样品当中的有机碳的含量，因此，通过测试二氧化碳的量，并根据校正标准液得到的曲线，很容易就分析出样品中有机碳的含量。第十四页，共七十八页。

TOC-4100测试原理流程试样↓←添加盐酸

用通气吹扫法除去IC↓

将TOC用燃烧催化法氧化（ＴＯＣ→ＣＯ2）↓

用ＮＤＩＲ来测定CO2（根据峰值形状面积来测定）↓

根据标准曲线来计算TOC浓度第十五页，共七十八页。三、流程及构造第十六页，共七十八页。TOC-4100流路图

图3.1测定的流路图第十七页，共七十八页。TOC-4100结构介绍（1）

仪器的样品预处理单元关闭左侧的采样阀将样品采入均化器采样时通过５０目的滤网去除较大的固体杂质利用高速旋转的搅拌器，粉碎样品中悬浮颗粒，并将样品均化采样后用清洗水清洗滤网及样品处理部分，等待下次采样排水阀样品入口滤网洗水进样螺旋桨均化器杀菌剂第十八页，共七十八页。TOC-4100结构介绍（2）

样品采样单元(8P阀）1#：离线测量样2#：在线测量样3#：校正液4#：酸添加5#：清洗水、稀释水6#：排气7#:进样管（注入燃烧管）8#：排液第十九页，共七十八页。TOC-4100结构介绍（3）

反应炉燃烧炉：提供燃烧氧化所需达到的温度（680℃）燃烧管：由石英玻璃制成，作为燃烧分解有机物的反应容器铂金催化剂：由氧化铝小球表面包裹铂金组成，帮助有机物分解和燃烧生成二氧化碳第二十页，共七十八页。TOC-4100结构介绍（4）

渗氧硅管TOC燃烧需要氧气，载气本身不含有氧，因此燃烧需要的氧从渗氧管渗入。随氧气渗入渗氧管的还有微量的CO2。第二十一页，共七十八页。TOC-4100结构介绍（5）

加湿器加湿器的作用是加强CO2吸收器吸收CO2的效果。第二十二页，共七十八页。TOC-4100结构介绍（6）

载气精制用CO2吸收剂碱石灰，主要成分是氢氧化钙和氢氧化钠等物质。作用是去除载气和渗氧管当中与氧气一起进入的CO2等气体，保证NDIR的基线平稳。第二十三页，共七十八页。TOC-4100结构介绍（7）

B型卤素洗涤器作用是去除氟、氯、溴、碘等卤素。在试样中含有以上元素时，经过燃烧后，可能会以各种形式（如氯化氢，氯酸，氯气等）从燃烧管排出；由于上述成分都易溶于水成为酸，很容易与B型卤素洗涤器当中的铁和铬反应，生成化合物，这种化合物有很强的还原力，再与氯和溴等反应，达到去除卤素的目的。第二十四页，共七十八页。TOC-4100结构介绍（8）

电子除湿器进入电子除湿器之前的载气中会有一定的水分，水分浓度变化时，基线也会随之变化。电子冷凝器将载气冷却至1±0.4℃，以减少载气中的水分含量，稳定水分含量也就是使基线稳定，NDIR不再受水分干扰，能够精确测试。第二十五页，共七十八页。TOC-4100结构介绍（9）

卤素吸收器作用是去除多余的卤素。由于B型卤素过滤管可能不能完全去除卤素（主要为氯），由于氯的氧化能力很强，进入检测池后马上会与池内部的镀金发生反应，造成腐蚀，所以增加了一级以主要成分为铜的卤素过滤管，进一步保护检测池不受腐蚀。第二十六页，共七十八页。TOC-4100结构介绍（10）

非分散型红外线分析仪(NDIR)从光源处射出的红外线（未分光）通过检测池到达检测器。检测器的前后有两个池子（前池和后池），两个池子分别连接有气体管路。在气体管路中装有高感度的可以检测出流速的传感器。因在检测器的池子中注入了CO2，从光源处发出的红外线中的4.2μm的光在前池被吸收。由于前池内的气体的温度的上升（压力变大），前池和后池之间产生了压差，于是从前池有气体流到后池。第二十七页，共七十八页。ＮＤＩＲ的測定原理

单原子分子如N2、O2、H2等并不会吸收红外线，多原子分子如CO2、CH4等则依其键结合情形及组成原子种类不同而吸收不同波长的红外线。因此在总有机碳分析仪气体中仅CO2吸收红外线，其吸收波长为4.2um。第二十八页，共七十八页。TOC-4100结构介绍（11）

吹扫气用CO2吸收剂作用是吸收测试结束的CO2气体。将使用过的载气（从检测池出来的）使其通过CO2吸收剂后再利用，从NDIR的光源、检测池、检测器三个部分间的间隙流出，使空气当中的CO2不会影响到NDIR的正常运行。第二十九页，共七十八页。四、基本参数第三十页，共七十八页。基本参数（1）测定项目:TC和NPOC（除去IC的TOC测定法）测定原理：燃烧催化剂氧化/CO2检测（NDIR）测定范围：0～1000ppm（根据稀释功能，稀释率为2～20倍，最大0～20000ppm）重现性：TOC测量，±2％f.s以内零点稳定性：±2％f.s以内/周量程稳定性：±2％f.s以内/日（温度变化5℃以内时）线性：±2％f.s以内试样注入方式：注射泵，滑动式注入IC去除方式：在注射器内加酸-通气处理第三十一页，共七十八页。基本参数（2）模拟输出：0-1VDC，由4-20mADC和0-16mADC选择（绝缘2路输出）测定周期：最短5分钟（NPOC）※1接点输入信号：校正开始，停止，在线测定开始，报警复位，测定开始接点输出信号：[报警信号]报警1，报警2，停机错误，浓度异常警报（上限，下限，上上限和下下限，其中任选2种）[事件信号]准备，在线动作中，单流路测量中，单流路测定结束，离线动作中，试样测定中，校正中，催化剂再生中，休止中，数据触发输出，流路识别CH1～3，断电源等（接点容量：1A，DC30V非感性负载）

※1：指在标准条件下反复测量的时间第三十二页，共七十八页。五、安装前准备

第三十三页，共七十八页。环境、电源要求环境温度：0-40℃电源要求：AC220±10%，10A，50-60HZ载气要求：氮气，容量约47升，瓶内充气压13MPa左右，纯度99.99%以上，不含粉尘、油雾、水滴等减压阀：与氮气钢瓶相配的氮气减压阀一个，减压后的出口压力为0.25～0.30MPa自来水供水要求：流量约6L/min，压力300-500Kpa采水流量要求：1-3L/min第三十四页，共七十八页。外部管路的连接第三十五页，共七十八页。

试剂的准备

标准液的配制：

a.准确称取邻苯二甲酸氢钾2.125克(将此试剂置于105℃烘箱烘1小时过后)，溶解于1000毫升蒸馏水中，得到1000ppm的标准液；

b.（如果需要配制100ppm的标准液）用移液管移取1000ppm的标准液50毫升稀释至500毫升，所得100ppm的标准液；

c.将所配的溶液放置于STD1桶中。盐酸的配制：

用分析纯盐酸200毫升稀释至2升(即稀释10倍)；

将所配盐酸放置于ACID桶中。纯水：

取蒸馏水（或纯净水）放置于10升的WATER桶中。第三十六页，共七十八页。六、仪器安装第三十七页，共七十八页。（一）部品的安装（二）试剂的添加第三十八页，共七十八页。部品的安装

燃烧管的安装

2片铂金网必须放平，以防止催化剂掉落。5mm石英棉要保持均匀。催化剂放置均匀。第三十九页，共七十八页。部品的安装

燃烧管与滑块底座的连接将燃烧管的顶端垂直插入滑块的底座，让其内部的O圈和燃烧管完全密封，以防止漏气。滑块不能有上下方向的活动，否则会降低滑块与式样注入部垫圈的密封性。第四十页，共七十八页。部品的安装

洗涤器的连接在将洗涤器与燃烧管连接之前，先将洗涤器与连接B型卤素洗涤器的管路连接，避免洗涤器的断裂。拧盖型螺母时，不要使用工具。第四十一页，共七十八页。部品的安装

注射器的安装用蒸馏水将注射器活塞润滑。卸下8P内注射器的连接冒，安装注射器（只能用手拧，不能使用工具），不要过分强制紧固，否则会使8P内树脂部变形，导致漏液。连接吹扫气配管时，注意螺母纹路，不要强拧，否则会造成漏气、漏液。第四十二页，共七十八页。部品的安装

CO2吸收剂的安装载气精制用CO2吸收剂的安装光学系统清扫用CO2吸收剂的安装注意：安装CO2吸收剂时，1、先检查瓶子有无漏气；2、不要将进气口“L”和出气口“S”接错。第四十三页，共七十八页。试剂的添加

加湿器中纯水的加入

尽量注入TC成分少的水。纯水加到上刻度，保证里边的玻璃管不在水中。加完纯水后，须将盖子拧紧，以防止漏气。第四十四页，共七十八页。试剂的添加

B型卤素洗涤器中纯水的加入拧开B型卤素洗涤器的盖子，往里边加入纯水至出气口的下方。注意不要超过出气口！在通气时，必须看得到里边有气泡急促冒出。加完纯水后，要将盖子拧紧，以防漏气，造成基线NG。第四十五页，共七十八页。试剂的添加

电子除湿器用排液容器纯水的加入

向冷凝水筒注入纯水到冷凝水筒测面的冷凝水排放的高度。保证冷凝水管在中途不要折曲，以免妨碍冷凝水排出（左图错误）。第四十六页，共七十八页。试剂的添加

稀释用水的放置

水管不要弯折、漏气管路尽量往下使用蒸馏水第四十七页，共七十八页。试剂的添加

盐酸桶的放置注意酸管路的位置：将除IC用酸输液管通过桶帽上中央的孔插入桶的底部。不要将长余的管子全部插入桶中。第四十八页，共七十八页。实际操作第四十九页，共七十八页。七、仪器调试第五十页，共七十八页。开机总电源的确认

用万用表测量供电，确认符合要求后，再上电。氮气瓶出口压力的调整

载气瓶出口压力调整在0.25-0.3MPa。打开仪器右侧白色总开关，仪器开始初始化。仪器初始化完成后，进入“菜单”—”监视器“，打开仪器右侧黑色电炉开关，观察电炉升温情况。第五十一页，共七十八页。气体调整TOC-4100压力表调整在200KPa载气流量调整在150mL/min喷射气流量调整在50mL/min以上第五十二页，共七十八页。设备调试仪器时间的更改注射器零点校正去除酸流路气泡试样注入量的零校正催化剂的再生试样注入状态的检查第五十三页，共七十八页。

仪器准备状态在『菜单』里的『监视器』画面显示（左图）当全部指标都OK后，橙色的READY灯亮后，仪器可以进行各项测试第五十四页，共七十八页。实际操作第五十五页，共七十八页。八、仪器操作第五十六页，共七十八页。（1）一般条件登记第五十七页，共七十八页。（2）校正曲线第五十八页，共七十八页。（3）在线测量（本地模式）在初始界面下（左图），按F4进入下图第五十九页，共七十八页。

测量条件登记（1-5页）第六十页，共七十八页。退到初始画面初始界面下按F1，进左图按start，开始测量第六十一页，共七十八页。（4）离线测量在初始界面中按F1第六十二页，共七十八页。（5）远程测量模式在左图画面下，按“4”“0”“0”“2”，会进入远程和本地切换画面。将IDCONTROL设置为1时为远程控制，设置为0时为本地操作。第六十三页，共七十八页。实际操作第六十四页，共七十八页。九、仪器关机第六十五页，共七十八页。关机将电炉的黑色开关，打到OFF的位置。等到“监视器”中的电炉温度降到室温，再将氮气阀关住。将白色的总电源开关，打到OFF的位置。注：如果长时间停机，须做“阀干燥”。第六十六页，共七十八页。十、日常维护

第六十七页，共七十八页。表9-1TOC-4100日常维护表TOC-4100仪器检查内容

要求

1检查加湿器液位情况液位在两刻度线之间2检查B型卤素洗涤器液位情况液面不能低于气体出口(注意不能过高)3检查冷凝水封容器液位情况保持在溢流管口的近处约10mm以内4检查仪器外部蒸馏水桶液位情况保证能吸到蒸馏水5检查氮气瓶总压力不足时需更换氮气瓶6检查氮气瓶减压阀出口压力保持在0.25MPa--0.3MPa之间7检查机内压力表指示一般保持在200KPa8检查载气流量计指示一般保持在150mL/min左右9检查喷射气流量计指示一般保持在50mL/min以上10检查监视器中电炉温度保持在680℃左右11检查监视器中除湿器温度保持在1±0.4℃左右12检查检测器基线位置基线位置、漂移、噪音是否都OK13检查自来水是否能正常出水14检查进样状态是否能正常进样第六十八页，共七十八页。

表9-2TOC-4100定期维护表TOC-4100仪器检查内容

要求

1仪器标准液校正每星期校正2注射器塞头每月检查(内部有无污染,是否漏液)3O型圈每月检查(是否漏气)4HCL的更换每3个月更换一次5催化剂每半年检查(是否发白破碎)6燃烧管每半年检查(是否碎裂)7B型卤素洗涤器中的铁铬合金网每半年检查(是否生锈)8卤素洗涤器每年检查(主要看管内污染程度)9CO2吸收器每年检查(主要看基线位置是否正常)108通阀定位片定期检查定位片上的缺口处是否有灰尘11冷凝器定期检查散热片中间是否积尘第六十九页，共七十八页。十一、常见故障排除第七十页，共七十八页。预处理单元故障采样阀故障及处理原因：无电源、电磁阀生锈卡紧处理：检查供电，拆开电磁阀润滑排液阀故障及处理原因：无电源、电磁阀生锈卡紧处理：检查供电，拆开电磁阀润滑搅拌马达 不运转及处理原因：无电源、马达故障处理：检查供电接头，更换马达第七十一页，共七十八页。8通阀故障阀报警原因：锭子与转子粘着，马达运转不畅，连轴器轴心偏移处理：仃机、搬动拧松，检查马达电源是否正常，更换马达，调整连轴器位置原因：传感器信号处理问题处理：清扫传感器检测位置、8P定位片，更换传感器，重新插拔C