淺談水質在線監(jiān)測的運營管理與維護-畢業(yè)設計論文

第24頁共25頁黃河水利職業(yè)技術學院畢業(yè)論文（設計）報告題目：淺談水質在線監(jiān)測的運營管理與維護選題可以，但是題目太大，且有邏輯上錯誤?？梢允恰肮I(yè)污水水質在線監(jiān)測系統及其運行維護”或者“生活污水處理廠水質在線監(jiān)測系統及其運行維護”……缺少典型工程案例及分析，最好能結合頂崗情況引入。直接復制、粘貼內容不少，建議仔細閱讀、潤色，修改明顯錯誤。學生：指導教師：專業(yè)：環(huán)境監(jiān)測與治理2012年目錄緒論 4第一章氨氮在線監(jiān)測儀運營管理 61.1氨氮的概述： 61.2氨氮在線監(jiān)測儀工作原理和工藝流程 61.2.1氨氮在線監(jiān)測儀工作原理 61.2.2氨氮在線監(jiān)測儀工作流程 71.2.3氨氮在線監(jiān)測儀系統流程 71.3日常維護 71.3.1更換試劑及儀器校零 71.3.2儀器清洗 81.4NH3－N在線監(jiān)測儀的檢查與常見故障處理 81.4.1在線監(jiān)測儀的檢查 81.4.2故障分析和處理 91.5結論與建議 10第二章COD在線監(jiān)測儀運營管理問題與對策 112.1化學需氧量 112.2COD在線監(jiān)測的基本原理 112.3污水COD在線監(jiān)測儀的特點 112.4在線自動監(jiān)測分析方法 122.5存在問題 122.5.1當前COD在線監(jiān)測技術 122.5.2COD在線監(jiān)測儀的功能無法正常發(fā)揮 122.5.3廢液的二次污染問題 132.5.4排污單位運行的積極性不高 132.6原因分析 132.6.1在線監(jiān)測方法與標準分析方法不匹配 132.6.2實現比對的一致性較為困難 132.7對策與措施 14第三章TOC在線監(jiān)測儀的運營與維護 163.1TOC的概念 163.2TOC—4100型自動在線監(jiān)測儀測定污水中總有機碳的基本工作原理 163.3TOC一4100型測試儀可采用以下兩種TOC測定方式： 163.3.1差減法 163.3.2加和法 173.4TOC-4100型測試儀的性能特點 173.4.1結構緊湊，維護簡單。 173.4.2自動化程度高，可靠性和可重復性強。 183.4.3人機交互功能強。 183.4.4測定范圍廣。 183.4.5具備多種測定模式。 183.4.6使用壽命長。 183.5運營維護與管理 193.5.1含酸、堿或鹽類的試樣的處理 193.5.2關于鹵素洗滌器的維護保養(yǎng) 203.6TOC一4100型測試儀在水質監(jiān)測中的應用 203.7結論 21致謝 22參考文獻 23淺談水質在線監(jiān)測的運營管理與維護摘要目前，全國重點污染源已實現在線監(jiān)測，大部分廢水監(jiān)測也在逐步走向在線監(jiān)測，因為它可以自動、連續(xù)地監(jiān)測，做到及時掌握水質變化情況，為污染物總量控制、節(jié)能減排以及水環(huán)境管理提供技術支持，同時節(jié)省勞力、物力，監(jiān)測方便、簡單、有效，氨氮、COD、TOC等的測定是廢水在線監(jiān)測中的基本檢測因子。但是，在線監(jiān)測中也存在一些問題，本文從在線監(jiān)測儀的檢測原理、儀器性能、技術指標、管理維護等因素分析了廢水在線運行中存在的問題,就今后在線監(jiān)測系統運行與管理提出對策與建議。關鍵詞：在線監(jiān)測、氨氮、COD、TOC、運營管理與維護緒論近年來，水質自動監(jiān)測技術在許多國家地表水監(jiān)測中得到了廣泛的應用，我國的水質自動監(jiān)測站的建設也取得了較大的進展。根據《2008年全國環(huán)境統計公報》，全國地表水質監(jiān)測斷面數9635個，近岸海域監(jiān)測點位1203個，開展飲用水源地水質監(jiān)測的城市數1021個。根據2007-2009年《中國環(huán)境狀況公報》統計顯示，全國主要河流、湖泊、重點水利工程地表水國控監(jiān)控斷面，2007年為569個，2008年為571個，2009年為633個。水利部門近年來也開始重視水質監(jiān)測工作，逐步建立起覆蓋全國的水質監(jiān)測網絡體系。水利系統的水質監(jiān)測工作主要與水文站相結合，對定點流域的水量、水文、水質情況同時進行監(jiān)控。根據中國工控網的預計，2010年，地表水質監(jiān)測儀器的市場規(guī)模為5.72億元。2010年地表水質在線監(jiān)測系統的細分市場容量如下：表一2010年地表水質在線監(jiān)測系統的細分市場容量目標市場在線監(jiān)測參數市場容量（億元）環(huán)保部門高錳酸鉀指數、氨氮、五參數、總磷、總氮、TOC1.8水利部門COD，氨氮，TOC、五參數0.6自來水廠（水源監(jiān)測）五參數、氨氮、COD、和葉綠素（便攜式）2.5市政管網監(jiān)測在線濁度、余氯和壓力0.2其它生產過程濁度、余氯、pH、水位0.5其它行業(yè)水溫、水位、鹽度、波浪等0.12合計5.72整體而言，地表水質的在線監(jiān)測市場仍處于初步啟動的階段，受環(huán)保部監(jiān)測站數量增加和水利部門進一步推動水質監(jiān)測工作的影響，該市場將快速增長，預計該細分市場會是環(huán)境水質在線監(jiān)測市場增長的亮點。預計2010-2013年間，地表水質在線監(jiān)測儀器市場的年均增長率約為22.90%，2010-2013年地表水質在線監(jiān)儀器細分市場容量預計增長如下：表二2010-2013年地表水質在線監(jiān)儀器細分市場容量預計增長年份2010201120122013市場容量57,20069,81487,000106,185單位：萬元綜合污染源及地表水在線監(jiān)測市場的數據來看，2010年廢水污染源在線監(jiān)測系統細分行業(yè)的市場規(guī)模為10.68億元，地表水質在線監(jiān)測系統細分行業(yè)的市場規(guī)模為5.72億元，環(huán)境水質在線監(jiān)測系統行業(yè)的總體市場規(guī)模達16.40億元。預計到2013年，廢水污染源在線監(jiān)測系統細分行業(yè)的市場規(guī)模為22.34億元，地表水質在線監(jiān)測系統細分行業(yè)的市場規(guī)模為10.62億元，環(huán)境水質在線監(jiān)測系統行業(yè)的總體市場規(guī)模達32.96億元。2010年至2013年，環(huán)境水質在線監(jiān)測行業(yè)平均增長率為26.19%?！笆濉逼陂g，隨著環(huán)保執(zhí)法力度的繼續(xù)增大和配套環(huán)境水質在線監(jiān)測法律法規(guī)的相繼出臺，環(huán)境水質在線監(jiān)測系統的需求將趨于旺盛，中國環(huán)境水質在線監(jiān)測市場將實現快速發(fā)展，市場潛力巨大。第一章氨氮在線監(jiān)測儀運營管理1.1氨氮的概述：氨氮是指水中以游離氨（NH3）和銨離子（NH4）形式存在的氮。動物性有機物的含氮量一般較植物性有機物為高。同時，人畜糞便中含氮有機物很不穩(wěn)定，容易分解成氨。因此，水中氨氮含量增高時指以氨或銨離子形式存在的化合氨。自然地表水體和地下水體中主要以硝酸鹽氮(NO3)為主，以游離氨（NH3）和銨離子（NH4）形式存在的氮。受污染水體的氨氮叫水合氨，也稱非離子氨。非離子氨是引起水生生物毒害的主要因子，而氨離子相對基本無毒。國家標準Ⅲ類地面水，非離子氨的濃度≤0.02毫克/升。氨氮是水體中的營養(yǎng)素，可導致水富營養(yǎng)化現象產生，是水體中的主要耗氧污染物，對魚類及某些水生生物有毒害。氨氮主要來源于人和動物的排泄物，生活污水中平均含氮量每人每年可達2.5～4.5公斤。雨水徑流以及農用化肥的流失也是氮的重要來源。另外，氨氮還來自化工、冶金、石油化工、油漆顏料、煤氣、煉焦、鞣革、化肥等工業(yè)廢水中。1.2氨氮在線監(jiān)測儀工作原理和工藝流程1.2.1氨氮在線監(jiān)測儀工作原理TB－A－2003.1型氨氮在線監(jiān)測儀采用蒸餾滴定法。其原理是，水樣經采樣泵進入設備緩沖池后，由精密蠕動泵將緩沖池中水樣抽取到恒溫加熱器，再由精密蠕動泵抽取定量的NaOH堿溶液和蒸餾水輸送到恒溫器中，然后與水樣一起加熱到135℃，蒸餾出水樣中的氨氣，氨氣經過冷卻后，通過定量硼酸溶液吸收，以甲基紅－亞甲藍為指示劑，用H2SO4標準溶液滴定蒸餾出的氨，然后由定波長分光光度計監(jiān)測滴定終點，經工控機轉換，得出水樣中NH3－N的含量。反應式:NH4++OH－=NH3↑+H2ONH3+H+=NH42NH4++SO42－=(NH4)2SO41.2.2氨氮在線監(jiān)測儀工作流程圖1氨氮在線監(jiān)測儀工藝流程圖1.2.3氨氮在線監(jiān)測儀系統流程圖2氨氮在線監(jiān)測儀系統流程圖1.3日常維護1.3.1更換試劑及儀器校零每兩周定期對儀器所用的蒸餾劑、吸收液、滴定劑和蒸餾水等試劑進行添加、更換。由于更換試劑時零點不同，每當更換一批新配的試劑后要進行空白調零，點擊系統調零模式即可實現，用于消除因試劑變換而引起的測量誤差。儀器測試樣品時，將扣除該空白值，以確保儀器數據的準確性。根據監(jiān)測頻率和各種試劑的消耗量，計算出各種試劑的周耗量見表3。表3每周各種試劑的消耗量消耗品監(jiān)測頻率消耗量蒸餾劑1次/4小時210mL/7d吸收液1次/4小時210mL/7d蒸餾水1次/4小時750mL/7d滴定劑1次/4小時根據氨氮含量滴定1.3.2儀器清洗每周定期對儀器機箱外殼及試劑瓶位置進行清洗:用潔凈布擦拭儀器機箱外表及藥品瓶位置表面，以除去灰塵及污物，使之保持儀器表面清潔、干燥。緩沖池的體積為80mL，因每次采樣的量有限，不能完全取完緩沖池里的水樣，剩余的水樣不能馬上排出，可致使緩沖池內結垢，影響采取水樣的代表性，故需定期對緩沖池進行清洗。清洗緩沖池時先將池內的水從溢流管放出，把緩沖池取下，用尼龍刷刷洗緩沖池的池內壁后再用自來水沖洗，除去沉積的淤泥、污垢等雜質，清洗結束后再將緩沖池安裝復位，最后檢查試漏。1.4NH3－N在線監(jiān)測儀的檢查與常見故障處理為了確保在線監(jiān)測儀的正常運行，盡快發(fā)現儀器的故障及隱患，維護單位要定期對儀器進行系統和常規(guī)檢查。發(fā)現儀器異常時應及時的排查出故障并進行修復。確保在線監(jiān)測數據具有準確性和代表性。維護人員采用表單的形式對在線監(jiān)測儀進行常規(guī)檢查、系統檢查及故障處理。1.4.1在線監(jiān)測儀的檢查常規(guī)檢查表4常規(guī)檢查表常規(guī)檢查內容正?，F象檢查頻率試劑是否充足試劑充足每天/次管路是否有泄漏無滴漏、無腐蝕現象每天/次室內溫度、濕度是否達標溫度、濕度在規(guī)定范圍每天/次打印紙是否需要更換打印正常，足夠接替下次檢查用每天/次數據是否有漏測規(guī)定監(jiān)測時間數據具備每天/次系統檢查表5系統檢查表系統檢查內容正?，F象檢查頻率采樣設備是否存在隱患采樣泵運行正常。取樣口清潔、無堵塞每月/次蠕動泵是否存在隱患運轉正常，無停滯現象每月/次流量計，超聲波感應器是否有污濁、堵塞清潔不帶水珠，無雜物阻擋每月/次消解杯器品是否正常消解杯無裂痕、固定松緊適度;加熱溫度正常每月/次其它器件有無損壞正常每月/次1.4.2故障分析和處理開機后無顯示這種情況一般是電源未接通。首先應檢查電源連接是否正常，再檢查儀器的電源保險管是否完好即可。電磁閥故障1)當打開電磁閥時，電磁閥不運行，則是電磁閥損壞，排除方法為更換電磁閥。2)當打開電磁閥時，電磁閥運行，相對應的試劑沒有被抽起，則是管路堵塞，排除方法為疏通管路。光度計不能調零、測試1)檢查光度計與工控機連接的RS232線是否有短路、斷路，接頭是否插接好。2)檢查屏幕是否損壞，若已損壞。則更換屏幕。3)調零時觀察光度計的指示燈，若光源故障或通訊指示燈亮則光度計已損壞，需要更換光度計。監(jiān)測軟件不能打開出現此種情況是整個監(jiān)測軟件出現紊亂，需聯系出售方售后服務部進行處理。儀器分析數據比實際值偏大1)滴定劑濃度改變或已經過期。更換一瓶現配且經過標定的滴定劑。2)蠕動泵管進入空氣或者滴定劑試劑瓶到比色皿的連接管有漏液。進入單點控制，使蠕動泵連續(xù)工作幾百秒，至試劑出口流量恒定;更換漏液管或者把漏液管進行重新插接。3)若以上兩種情況都已排除，數據還是偏大，則可通過修正比例系數來校正。儀器分析數據比實際值偏小1)滴定劑濃度改變或已經過期。更換一瓶現配且經過標定的滴定劑。2)污水水樣未進加熱器皿。進入單點控制程序檢查水樣是否能進入加熱器，若不能則對C1到C5之間的連接管進行排空。3)氣壓計的壓力不能達到0.2L/min，致使氨氣不能完全進入比色池，而導致偏小。調節(jié)氣壓計使通過氣壓計的氣流達到0.2L/min，則可調節(jié)氣泵2的氣流大小。4)冷卻器不工作，導致氨氣不能被液化，從而不能很好的被吸收劑吸收。檢查冷卻器保險管，若已壞，則更換;若未壞，則更換冷卻器。5)加熱器皿到比色皿的連接管路漏氣或止回閥損壞。更換漏氣管路或止回閥。1.5結論與建議隨著儀器系統運行時間的增加及儀器的老化，儀器故障率也會不斷上升，儀器維護保養(yǎng)的工作量也就越來越大，對維護人員的技術要求也越來越高。維護人員要熟悉儀器的性能、運行原理、電路知識，掌握儀器維護技能，才能夠快速、準確判斷出儀器的故障所在，并能在最短時間內修復正常，保證系統的穩(wěn)定運行。目前安裝在總排口的NH3－N在線儀已經運行7年，運用上述維護方法對NH3－N在線監(jiān)測儀進行了有效的維護，保證了在線監(jiān)測儀的正常、平穩(wěn)運行。第二章COD在線監(jiān)測儀運營管理問題與對策2.1化學需氧量化學需氧量（COD）是指在強酸并加熱條件下，用重鉻酸鉀作為氧化劑處理水樣時所消耗的氧化劑的量，以氧的mg/L來表示。COD反映了水中受還原性物質污染的程度，是我國作為污染物總量控制的重要指標之一。COD是水體有機污染狀況的一項重要指標，能夠反應出水體的污染程度，是對水體中的生物群的生存構成一定程度的威脅的一種量化指標，也是評價某一地域水體污染的重要指標之一，是環(huán)境監(jiān)測中的必測項目。在河流和工業(yè)廢水研究中對污染物防控和水環(huán)境監(jiān)測管理方面發(fā)揮著重要作用。由于COD固有屬性和監(jiān)測方法的復雜，如何充分發(fā)揮COD在線監(jiān)測儀的功能，正常開展廢水中COD的監(jiān)測，一直是廢水自動監(jiān)測的重點和難點?，F就廢水中COD在線監(jiān)測儀運行管理中存在的問題進行探討2.2COD在線監(jiān)測的基本原理在強酸環(huán)境中,以銀鹽做催化劑,定量的重鉻酸鉀氧化水樣中的還原性物質,在一定的消解溫度下,加熱消解一定時間,六價鉻被水中還原性物質還原為三價鉻,在一定波長下,用光度法測定三價鉻的吸光度,通過吸光度與水樣的COD值的線性關系進行定量分析測定。2.3污水COD在線監(jiān)測儀的特點使用污水在線監(jiān)測儀進行連續(xù)在線監(jiān)測運行時，在線監(jiān)測儀大多會呈現出如下顯著特性:采樣方式選取的多樣化;可依據不同水質實際，適時調節(jié)反應時間以保證監(jiān)測對象的高效氧化;污水被測定對象較以往更具廣泛性，實現了自動化運行;分析用時少，周期短，確保實時在線監(jiān)測。采用在線監(jiān)測儀分析周期一般為15min～2h，更短的有的僅需要2～6min;儀器設置有時間定制功能，可以根據不同的時間點貨時間段設定不同的檢測頻次;擁有斷電保護功能。斷電后具有來電自動恢復功能和自動校準等;可以遠程通信，確保數據輸入、圖表打印、標準信號輸出接口等跨地域操作;使用效率更高，其中試劑可反復使用，甚者有的儀器已經實現無化學試劑監(jiān)測功能;運行和維護費用低，真正實現了質優(yōu)價廉。2.4在線自動監(jiān)測分析方法COD在線自動監(jiān)測技術其主要特點就是核心技術為自控，節(jié)省人力，偶然誤差測定也大為降低，數據反饋及時快速，應用前景廣闊。當前COD在線測大多使用的方法是:高錳酸鉀氧化法、臭氧氧化法、重鉻酸鉀氧化法以及電化學氧化法等。在這幾種使用方法中，重鉻酸鉀氧化法和高錳酸鉀氧化法是基于以往較為常用的COD測定原理，并與其它實際運用中的測定方法相結合后而得出的，而且高錳酸鉀氧化法只能用于測定地表中的水或者是日常飲用水，包括一些污染程度較輕的生活污水。在水質較為穩(wěn)定的水體狀態(tài)下使用可見紫外分光光度法可以監(jiān)測出較為真實的反映污水中有機物的含量。目前，根據臭氧氧化法和電化學氧化法監(jiān)測污水中的COD數值，在實際運用中不少廠家已經生產出了一系列不同型號的在線監(jiān)測儀器。但這些儀器大多存在:價格較高、測量用時較長、儀器結構復雜不易操作、使用范圍受限等。2.5存在問題2.5.1當前COD在線監(jiān)測技術目前，COD在線監(jiān)測方法主要有重鉻酸鉀法、燃燒氧化－非分散紅外法（TOC法）、電化學法和紫外吸收法（UV法）等，它們各有特點。由于廢水成分復雜、變化波動大，儀器適應性普遍較差。2.5.2COD在線監(jiān)測儀的功能無法正常發(fā)揮一是在線監(jiān)測與實驗室分析存在較大差異，比對合格率較低，缺乏有效性，而未通過有效性審核的自動監(jiān)測數據不能作為總量核定、環(huán)境管理和監(jiān)督執(zhí)法的依據。二是儀器故障率高、維修維護工作量大、難度高，連續(xù)運行比較困難。2.5.3廢液的二次污染問題目前，COD在線監(jiān)測儀較多采用重鉻酸鉀法，需要消耗較多的化學試劑，如濃硫酸、硫酸銀、硫酸汞、重鉻酸鉀等，產生的廢液含強酸、汞、鉻等，腐蝕性強，排污單位一般不具備處置處理條件，往往將其稀釋后排放，可能造成嚴重的二次污染。2.5.4排污單位運行的積極性不高目前，在線監(jiān)測儀大都由排污單位自己負責日常管理和維護，由于違法成本低，一些單位經常弄虛作假，甚至破壞儀器。2.6原因分析2.6.1在線監(jiān)測方法與標準分析方法不匹配GB11914-1989《水質化學需氧量的測定重鉻酸鹽法》是國家規(guī)定的標準分析方法。COD是條件性指標，可由加入氧化劑的種類及濃度、反應溶液的酸度、反應溫度和時間以及催化劑的有無而獲得不同的結果。只有嚴格按照規(guī)定條件測出的COD才具法律效力，而COD在線監(jiān)測儀的工作狀況和規(guī)定條件均與標準方法存在很大的不同，故不能視為標準方法，其所測數據的有效性決定于與標準方法所測數據比對時的相關性，可比時有效，不可比時無效。在線監(jiān)測方法與國標方法不匹配，是造成自動監(jiān)測數據有效性差的重要原因。重鉻酸鉀法可分為化學滴定法、庫侖滴定法、光度法，其中化學滴定法最接近國標方法，庫侖滴定法、光度法則為推薦方法。TOC、UV、電化學法在線監(jiān)測儀則必須與重鉻酸鉀法做對照實驗，做出相關系數，將測量值轉換成COD值。不同的水體因具體情況不同，其轉換系數也不同。如果水體成分復雜，與COD的相關性往往較差，加上受懸浮物影響,導致相關系數波動較大而無法換算。2.6.2實現比對的一致性較為困難COD在線監(jiān)測儀主要由兩部分組成，即水樣采集輸送裝置和水樣定量測定裝置，因此整個系統的誤差也主要來源于這兩部分。比對監(jiān)測時，必須保證采樣輸送部分和定量測定部分的一致性。但是在實際監(jiān)測中這些條件是無法真正實現的，影響因素主要有：（1）懸浮物。COD在線監(jiān)測儀采水系統為了防止雜物和粗顆粒懸浮物損壞采樣泵，都設有過濾設施，而HJ/T91-2002《地表水和污水監(jiān)測技術規(guī)范》要求污水必須是懸浮物的原始水樣。樣品不一致，在線監(jiān)測值偏低。（2）取樣管路。有的單位儀器安裝點到排水口較遠，取樣管路相應較長；有的排水口位置較高，采樣管路呈U形，管路易積水；還有的室外管路用硬管材，直角彎頭較多，有的還填埋保護。由于COD在線監(jiān)測儀工作流程屬于間斷工作，時間一長，管路積附污染嚴重，清洗困難，直接影響了比對。（3）采樣方法。采用比例采樣自動在線監(jiān)測是排污總量監(jiān)測的最佳選擇。從節(jié)約投資和實際可行性方面考慮大多采用等時采樣法，這對于排水量大且較恒定的排水口基本能滿足監(jiān)測要求。但有相當一部分企業(yè)排放狀況不穩(wěn)定，甚至無規(guī)則間斷排放，經常因采樣使監(jiān)測數據出現異常。在線監(jiān)測儀采樣位置一般固定不變，不能隨水面的漲落而上下移動，不符合污水采樣技術規(guī)范。（4）反應溫度和時間。反應溫度和時間是決定測定結果準確性的重要因素，由于水質中所含還原性物質成分不同，氧化反應難易程度存在較大的差異，不同行業(yè)污水的反應溫度和時間不盡相同，須經過比對試驗確定。（5）氯離子干擾。在COD測定過程中，氯離子可以被氧化，使測定值偏高，添加硫酸汞和硝酸銀可去除氯離子的干擾。但是不同的沉淀方式，測定結果不同，COD在線監(jiān)測儀與實驗室分析采取的沉淀方式可能不同。（6）樣品預處理方式。COD在線監(jiān)測儀不需要預處理，而實驗室樣品采集后要求加固定劑（硫酸）使pH值≤2保存，分析在保存期（2d）內完成。2.7對策與措施2.7.1完善在線監(jiān)測運行管理相關的法律法規(guī)，加強環(huán)境執(zhí)法力度；加強在線監(jiān)測方法的相關研究，建立在線監(jiān)測方法體系；加大在線監(jiān)測儀器產業(yè)的投入和研發(fā)，提高儀器的技術和質量，實現法制化、科學化、現代化。2.7.2引入運營市場化機制，充分調動社會力量參與環(huán)境監(jiān)督管理，積極培育專業(yè)運營公司，解決排污單位環(huán)保專業(yè)人才缺乏、在線監(jiān)測不能有效運轉等問題，實現運行的規(guī)范化、專業(yè)化、社會化。2.7.3必須根據水樣的成分，根據監(jiān)測速度的要求、運行費用的概算、資金支撐能力、儀器服務的便攜等條件，再確定儀器種類的選擇。2.7.4在線監(jiān)測儀屬精密儀器，對安裝運行條件有具體詳盡的要求，包括一定的溫度、濕度以及避免振動、強磁場干擾、腐蝕性氣體侵蝕、防爆區(qū)防護等。選址應以在線監(jiān)測儀的采樣能力為準，盡可能修建在采樣點旁邊，減少上下水管路的鋪設，提高水樣的適時代表性。2.7.5安裝比例采樣器，采樣位置應設置成可隨水面的漲落而上下移動的形式,同時設置人工采樣口。取樣時，應取足夠量水樣，充分攪拌均勻，將手工采樣器皿、在線監(jiān)測儀采樣探頭置于水面下同一高度同時采取樣品。2.7.6不同行業(yè)廢水實現準確測定的消解時間和溫度不盡相同，不能一概而論。設定統一的消解時間和溫度，要針對不同水質中還原性物質的易降解難易程度，進行現場試驗確定合適消解時間和溫度，本著既要保證測定結果的準確和較高的監(jiān)測效率，又要兼顧由于運行時間過長和溫度過高而導致能源的浪費、運行費用增多及儀器使用壽命縮短。2.7.7對于不同污染源廢水,根據日常掌握的監(jiān)測數據確定正常值發(fā)生范圍，選定曲線的上下限值，保證COD在線監(jiān)測儀測定結果客觀、真實、準確，并根據水質變化做動態(tài)調整。2.7.8運行單位應加強操作人員的培訓和考核，做到持證上崗。儀器的校準、比對都必須采取質量保證和質量控制措施，建議采用有證標準樣品。若考慮到運行成本可自配標樣，應用有證標準樣品對自配標樣進行驗證，驗證結果應在標準值不確定度范圍內。每季應進行現場校準，內容包括重復性試驗、零點漂移和量程漂移試驗。TOC、UV、電化學法在線監(jiān)測儀每月應進行與COD轉換系數的驗證。當廢水組分或工況發(fā)生較大變化時,應及時進行與COD轉換系數的確認。在確定換算關系式時，數據的多少可能導致統計結果上的差異，一般收集數據的數量在n=20對以上。3.9環(huán)境保護部門應加強對運行單位管理的在線監(jiān)測儀的監(jiān)督核查,包括現場比對試驗、質控樣試驗、對運行數據和日常運行記錄審核檢查、廢液的處理情況等。對于廢液，若排污單位不具備處理條件，則應視為危險廢物，按照有關規(guī)定收集后送有資質的處理單位進行處理，嚴禁稀釋后直接排放。第三章TOC在線監(jiān)測儀的運營與維護3.1TOC的概念TOC--總有機碳(TotalOrganicCarbon,TOC)是水中有機物所含碳的總量,水體的有機污染是水質污染的主要問題。確定污染物質和污染程度的基本問題是進行有機污染物的全面分析，這是十分復雜的難題。傳統的水質監(jiān)測方法多是人工在某些斷面定時定點取樣，然后將樣品帶回實驗室分析，難以保證所測數據的準確性和時效性。為了精確、全面地掌握水質污染現狀，盡早發(fā)現水質的異常變化，及時追蹤污染源，要求對區(qū)域內的水環(huán)境質量進行全面連續(xù)監(jiān)測。因此，在水質監(jiān)測中采用污染源水質自動在線監(jiān)測儀器是非常必要的。TOC作為有機污染物質的綜合監(jiān)測指標，這種方法簡便快速，又能自動連續(xù)測定，是直接測量水中有機污染物較好的方法。因此已被西方發(fā)達國家廣泛采用。常用的TOC在線監(jiān)測儀是日本島津TOC-4100在線監(jiān)測儀。3.2TOC—4100型自動在線監(jiān)測儀測定污水中總有機碳的基本工作原理在燃燒管中填充氧化催化劑，并加熱到680℃，載氣流量由調壓閥和流量控制閥控制為150mL/min。用進樣器向燃燒管內注入試樣時，試樣中的TC燃燒或分解成為二氧化碳。來自燃燒管的含有燃燒生成物的載氣，用除濕器（電子冷卻器）冷卻、除潮，通過鹵素洗滌器，到達非分散型紅外線式氣體分析部（NDIR）的試樣池，檢測二氧化碳。NDIR的檢測信號（模擬信號）變成峰的形狀，用數據處理部測量此峰的面積。由于峰面積與試樣中的TC濃度成比例，用外標法先求出TC標準液的TC濃度與峰面積的關系（校準曲線），就可測出試樣中的TC濃度。3.3TOC一4100型測試儀可采用以下兩種TOC測定方式：3.3.1差減法TC(TotalCarbon，總碳)燃燒管中填充有催化劑，并加熱到680~C，載氣(高純空氣)流量控制為150mL／min，由進樣器將樣品輸入到TC燃燒管內，樣品中的TC燃燒或分解成為二氧化碳。載氣帶著來自TC燃燒管的燃燒生成物，經冷卻、除濕后，通過鹵素吸收器，到達非分散紅外氣體檢測器(NDIR)的樣品池中，檢測出二氧化碳。NDIR的檢測信號(模擬信號)為波峰形式，此峰面積由數據處理單元進行計算。峰面積與樣品的TC濃度成正比。利用TC標準液預先得出TC濃度和峰面積的關系式(工作曲線)，就可以計算出樣品中的TC濃度。由于IC在水中主要以HCO3-形式存在，將樣品酸化后，使試樣中IC轉化為二氧化碳。用載氣進行通氣吹出處理，并以NDIR檢測，即可測定式樣中的IC濃度。TC是由TOC(總有機碳)和IC(無機碳)組成的。利用TC與IC濃度之差，就可得到TOC濃度。3.3.2加和法在試樣加入少量的鹽酸，使試樣酸化，然后進行通氣吹出處理，試樣中的IC變?yōu)镃O：并從試樣中除去。測定已除去IC的試樣的TC，可測定TOC的濃度。此方法與TOC測定法規(guī)(JIS或ASTM)所記述的采用酸化通氣吹出處理法(除去IC)測定TOC的方法相同。如果試樣中存在揮發(fā)性有機物，則在上述通氣處理中有可能從試樣中損失，因此，此方法測定的TOC稱為NPOC(不揮發(fā)性有機碳)。對通氣吹出處理后所揮發(fā)掉的有機物進行TOC測定，稱為POC(粒狀有機碳)測定。通氣處理后的揮發(fā)性氣體通過CO：吸收器，試樣中由IC所產生的CO：被除去。揮發(fā)氣體中剩余的有機物(POC)經POC燃燒管燃燒成CO：，再用NDIR檢測，進行數據處理，即可得出POC濃度。NPOC濃度加上POC濃度則為TOC濃度。3.4TOC-4100型測試儀的性能特點與其他在線監(jiān)測儀相比，TOC一4100測試儀的體積更小，功能更完善，對環(huán)境的適應性更強。3.4.1結構緊湊，維護簡單。TOC一4100測試儀是一體化儀器，操作簡單、試劑用量少、快速靈敏、方便準確，并具有記憶存儲功能。3.4.2自動化程度高，可靠性和可重復性強。TOC一4100測試儀能自動判斷爐溫和基線是否處于適當狀態(tài)，并以信號燈和蜂嗚器通知操作者可以測定。根據所用標準曲線，自動給出最佳測定條件，包括量程、進樣量、清洗次數、標準偏差和變異系數的允許值等。當樣品的測定值超過量程時，可以自動地改變測試量程，進行再測試。在僅改變量程而不能相適應的情況下，則進一步改變進樣量。利用測試量程比和進量比可以對測試結果進行校正。對同一樣品進行兩次以上平行分析，從而得到重復測試的樣品平均值、標準偏差、變異系數。并可自動消除異常值，且追加測試，這保證了樣品分析的準確性。對于稀釋樣品，自動進行稀釋倍數的修正。3.4.3人機交互功能強。樣品測定的全過程、測定結果、平均值、標準偏差和變異系數等均可在液晶(LCD)上顯示。如果儀器出現故障，立即靜止在該狀態(tài)下，LCD上會顯示出故障部位，直到故障排除。系統既可按預定的報警策略自動處理報警信息，也可由監(jiān)理人員人工處理。3.4.4測定范圍廣。TOC一4100分析儀測定范圍從0～5ppm至0～20ppm，適用于從公共用水、自來水等低濃度TOC測定到處理前的排污水等高濃度TOC測定。通過采用高性能的鹵素吸收劑，解決了水樣中的鹽分問題，因此也適用于海水的TOC測定。3.4.5具備多種測定模式。可以采用IC前處理法、差減法(TC—IC)、加和法(POC+NPOC)等進行TOC的在線連續(xù)測定。3.4.6使用壽命長。通過催化劑將燃燒爐溫度由傳統的850～950~C降至680~C，延長了石英燃燒管和儀器的使用壽命。3.5運營維護與管理3.5.1含酸、堿或鹽類的試樣的處理測定含酸、堿或鹽類的試樣，不僅影響測定值和燃燒管、催化劑的使用壽命，而且還有對NDIR的測定池的腐蝕問題，因此，必須對各個試樣成分加以注意。例如，NDIR的測定池的使用壽命，比通?？s短等情況。濃度達到什么程度會有影響，根據酸、鹽的種類和TOC濃度的不同而異，但通常含1000ppm以上時需要考慮。因此，試樣需要盡量稀釋，降低酸、堿或鹽類的濃度是基本的對策。由于本裝置有自動稀釋功能可加以利用，盡量稀釋（最好1000ppm以下）。如圖下圖是除IC用酸桶及標準液桶在測定碳時含氯（也包括溴）酸或鹽類的試樣注入燃燒管時，產生對NDIR池內面有強腐蝕性的氯（Cl2）、鹽酸或次氯酸等，在鹽類中氯化銨、氯化鈣、氯化鎂等易熱分解的化合物也會產生很多氯。氯可以用鹵素洗滌器除去。含硫酸、硝酸等其它無機酸、或它們的鹽類的試樣進行測定時，產生干涉成分或腐蝕成分。而鹵素滌氣器對它們幾乎無效，因此請盡量避開含有這些酸的試樣。測定堿性樣品因容易吸收氣體CO2，高濃度IC同樣被吸收。導致靈敏度下降，重現性變壞，降低催化劑和燃燒管的壽命。因此，考慮使用NPOC法測定TOC，在待測堿性樣品中加稀鹽酸酸化，用pH試紙或pH計確認pH值在2～3，計算出酸化樣品所需稀鹽酸的量，在儀器自動加酸功能中設置加入酸的量。測定含鹽類的試樣多時，在燃燒管內會積蓄鹽類，增大載氣的通氣阻力。因此，產生測定值的重現性下降等影響時，必須維修燃燒管的內部。注意，通氣阻力增大時，滑動試樣注入口移動時，有跑氣的聲音，或載氣流量有大的變化，從這些的增減可判斷催化劑部的堵塞情況。3.5.2關于鹵素洗滌器的維護保養(yǎng)在后移的鹵素洗滌器上，裝備吸收能力大幅提高的B型鹵素洗滌器。腐蝕測定管內面的是氯、溴、碘、氟酸等。在試樣中含有這些元素時，可能以各種形式（例，氯化氫、氯氣、氯酸等）從燃燒管出來，像氯化氫等酸形式，氧化力強與鍍金反應。用B型鹵素洗滌器，氯化氫等酸形式出來的東西，由于起泡溶于水，容易溶解成為酸。這個鹽酸溶解B型鹵素洗滌器內的不銹鋼網的主要成分鐵和鉻，成為氯化一鐵和氯化一鉻。它們有強的還原力，與氯和溴反應吸收。與過去的鹵素洗滌器相比，B型鹵素洗滌器可除去氯以外的溴、碘、氟等，而且吸收率和吸收容量也增大。①B型鹵素洗滌器內的液面，其正確位置應該在洗滌器（玻璃容器）側面的氣體出口附近。液面比這位置低的話，請及時補充純水進去。液面太低的話，氣體會以泡泡形式存在于液體中出不來。變成這樣狀態(tài)的話，鹵素、鹵化氫等妨礙成分會無法除去，由于這個原因，NDIR的測量池內面也會有被腐蝕的危險，應特別注意。②3個月1次，將內部的液體與約0.05mol/L的鹽酸做交換。如果手頭沒有鹽酸，可以將容器內的液體留下約10%，然后再添加純水。③內部的不銹鋼網變得沒有的話，就會失去效果。因此，需要添加新的不銹鋼網。該不銹B型鹵素洗滌器內使用過后的液體含有較強酸性的鹽酸在內，取用保管時請注意安全。3.6TOC一4100型測試儀在水質監(jiān)測中的應用因為TOC一4100分析儀操作容易，性能穩(wěn)定，由CPU控制測試和計算，以極高的分析保證了樣品的準確，可以快速可靠地測定出水樣中的有機碳濃度。廢水中TOC測定需注意以下幾個問題：(1)進樣量。進樣量過小會影響重現性和降低方法靈敏度。但進樣量又不能太大，否則將影響氣化效果，也不利于石英反應管，尤其還往往會引起殘余濕分干擾或出現回峰滯后。(2)樣品稀釋。由于廢水中TOC含量較高，對于不同廢水樣品，在測定過程中要適當加以稀釋，使其測定值在標準曲線的線性范圍內，從而保證測定值的準確。(3)IC對TOC測定的影響。實驗結果表明，當IC濃度高于TOC濃度的2倍時，其測量誤差超過30％。因此，在樣品中無機碳含量較高的時候，如果仍用TC減去IC的方法來計算TOC，會給TOC值帶來很大的誤差，干擾TOC的測定，在這種情況下，應預先對樣品進行前處理。用TOC分析儀測定分析時間短，只需2～3min就可測定出污水中有機物排放情況，能夠及時準確地反映污水中有機污染程度。3.7結論在線自動監(jiān)測儀置于工廠總排污口，隨時監(jiān)測廢水的排污情況，最后根據該行業(yè)排放污水中TOC與COD的相關關系來確定工廠的COD的排放總量?，F在已有一些發(fā)達國家將TOC作為測定水質有機物的標準方法，日本也通過TOC的測量達到COD總量控制的目的。由于TOC能夠完全反映水中有機物污染指標，我國在新修訂的污水綜合排放標準中新增加TOC項目。TOC在線自動分析儀的測量范圍一般在0～1000mg／L(濕式氧化法)或0～5000mg／L(干式氧化法)，我國目前的TOE環(huán)境標準值范圍為：20～60mg／L，因此，目前的TOC在線自動分析儀完全能夠滿足污染源在線自動監(jiān)測的需要，應用于地表水的自動監(jiān)測也是可行的。但是，進口的TOC在線自動分析儀售價一般在2萬一4萬美元之間，如此高的價格，就目前我國的經濟能力還不可能在全國環(huán)保部門普及使用。但隨著TOC在線自動分析儀的國產化，隨著經濟的發(fā)展、社會的進步以及對環(huán)保的重視，TOC分析儀將會在環(huán)境監(jiān)測中發(fā)揮出越來越重要的作用。致謝參考文獻1環(huán)境保護部環(huán)境監(jiān)測司.國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數據有效性審核教程.中國環(huán)境科學出版社，2010.32國家環(huán)境保護總局.水和廢水監(jiān)測分析方法．第四版．北京:中國環(huán)境科學出版社，19893國家環(huán)境保護總局《水和廢水監(jiān)測分析方法》編委會．水和廢水監(jiān)測分析方法［M］．第四版（增補版）．北京：中國環(huán)境科學出版社，2009：210-211。4楊光.COD在線分析儀使用中的幾個問題［J］．環(huán)境監(jiān)測管理與技術,2006,18（03）：43-44．5陸烽，武超.水質COD在線監(jiān)測儀器與實驗室分析方法差異比較［J］．中國資源綜合利用，2009，27（12）：27-28．6HJ/T355-2007，水污染源在線監(jiān)測系統運行與考核技術規(guī)范［S］．7HJ/T356-2007，水污染源在線監(jiān)測系統數據有效性判別技術規(guī)范［S］.8吳之慶，王萍．總有機碳(TOC)測定及在環(huán)境監(jiān)測中的應用[J]．海洋環(huán)境科學，1995，14(1)：44—49。基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現的供暖系統最佳啟停自校正（STR）調節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協議棧的實現基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統基于32位嵌入式單片機系統的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統研究與開發(fā)基于單片機的泵管內壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統開發(fā)基于單片機的液壓動力系統狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數控系統的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產品控制系統開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統單片機系統軟件構件開發(fā)的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統的研制基于單片機的數字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調系統的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現基于單片機的電液伺服控制系統用于單片機系統的MMC卡文件系統研制基于單片機的時控和計數系統性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數據采集系統基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數控改造基于單片機的溫度智能控制系統的設計與實現基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統基于單片機網絡的振動信號的采集系統基于單片機的大容量數據存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術的研究及實現基于AT89S52單片機的通用數據采集系統基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統基于單片機的控制系統在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統的網絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統設計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應用研究基于雙單片機沖床數控系統的研究與開發(fā)基于Cy