有机废水COD检测方法总述..docVIP

紫外光学法检测有机废水COD方法与技术 邵敏超、夏凤毅、武小鹰、李金叶、吴洪潭 中国计量学院 [摘要] 化学需氧量是水质检测的和水质评价的重要指标，COD值也是水环境检测的重要参数，目前，通常采用传统的COD检测方法进行检测，也利用一些光学和物理的方法进行检测，并逐渐过渡到在线检测领域（为什么要过度？）。本文主要介绍了传统的COD检测方法和利用现代光学的方法进行COD检测，以及智能COD检测仪。比较它们的优缺点，并对今后的研究方向做出了展望和期待。 关键词：COD检测；传统方法；光学检测；智能COD监测仪； 传统COD检测方法 1.1重铬酸钾法： 强酸性的条件下，用一定量的重铬酸钾氧化水样中的还原性物质，用电炉加热2小时后，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵溶液回滴，根据硫酸亚铁铵的用量计算出水中还原性物质消耗氧的量。优点是氧化完全，测定准确，重现性好。缺点是测定时间长，每测一个水样都要2小时，而且试剂用量大，汞盐等重金属会造成二次污染。 1.2 高锰酸钾法 1.3 其他方法 有机废水共性与光学检测检测原理 2.1 有机废水中化学物质结构特征与共性 2.2 有机废水中化学物质的光谱特征 2.3 化学指标与光学指标的相关性质 2.4 小结 技术基础与实践 现代光学检测的方法，主要理论基础是建立在朗伯-比尔定律下的。当一束强度为的平行单色光垂直通过一个厚度为的均匀、非散射溶液时，由于溶液对光的吸收作用，使光的强度由减弱到。溶液的吸光质点浓度越大、光透过的液层越厚、入射光越强，则光被吸收得越多，即光强度的减弱越显著。则有： 此式即为朗伯-比尔定律的数学表达式。它表示：当一束平行的单色光垂直通过一个均匀的、非散射的溶液时，溶液的吸光度（）与吸光质点的浓度（）及吸收层厚度（）成正比，其比值（）称为吸光系数，它在一定条件下为常数。 实际中往往用透光度（）表示对光的吸收，并定义： ； 所以与的关系为：或 从此式可以看出，当单色光通过吸光介质后，透光度与浓度或厚度呈指数函数关系，由透光度也可以直接计算出溶液浓度。 1 分光光度法： 1.1 分光光度法原理：在强酸性样品溶液中，加入一定量的氧化剂（重铬酸钾）和复合催化剂（银盐和钼酸盐等），在一定反应温度条件下恒温加热消解水样，控制加热反应时间。氧化反应中重铬酸钾中的被水中的还原性物质（主要是有机物）还原成。在610nm波长处和一定浓度范围内，的质量浓度与其吸光度值存在线性关系（朗伯-比尔定律），由线性回归方程或标准工作曲线即可得到相应的COD值。反应通式如下： 利用此方法测定COD值，影响测试结果的主要因素有：①反应温度、反应时间、氧化剂用量及复合催化剂的种类及用量；②绘制工作曲线所用的标准物质，由工作曲线拟合得到的线性回归方程的准确性；③水样中的无机还原性物质的干扰，反应液的浊度等。其中影响因素①的控制参数经仪器研制单位研究已基本固定；影响因素②、③则由于尚无强制性法规,而且实际废水性质十分复杂，标准物难以选择，已成为影响测定的最主要因素。 标准的分光光度法的程序是从低浓度到高浓度配制一系列的标准COD溶液，用分光光度法测定其吸光度，拟合一条COD吸光度直线方程，然后将消解后的待测水样的吸光度代入该直线方程来计算待测水样的COD值。该方法简单快捷，但有时存在测量精度不高的问题。应该对此方法作出改进。 1.2 多元校正分光光度法快速测定COD： 快速消解分光光度法测定水质化学需氧量，其校正模型主要采用单波长点测定数据的直线拟合回归分析，存在某些测定波长点计算COD的不确定性和与国标重铬酸盐法的相对偏差较大等问题。而如果严格定义测量波长，将会对测量的精密度提出过高要求，增加测试难度和成本。因此提出应用多元线性回归的方法实现对偏差的校正。通过测量波段内的吸光度全谱响应信息，对校正模型进行了改进。 多元校正综合考虑了各测量点的数据信息，可改善校正模型的可靠性和准确度。多元线性回归（MLR）是一种最直接的多元校正方法，数学模型为：Xb=Y。 （式中：X-校正吸光度矩阵；Y-校正集矩阵；b-回归系数） 把COD标准溶液系列作为建模的校正集，对待测水样的COD值进行预测。将样品密闭加热消解后，在规定范围波长内扫描吸光度曲线，取步长，把各光谱曲线离散化为矢量数组，组成校正吸光度矩阵X，COD标准溶液系列的理论COD值作为校正集矩阵Y，由此即可确定回归系数b（）。于是，将待测溶液进行全波长扫描，测定吸光度的值作为X，运用MLR方法计算Y，即可求得对应吸光度下的COD值，得到校正结果。 多元校正不同于直线拟合回归使用的是单波长点处的系列数据，而是有效利用了整体光谱响应信息，预测结果是唯一确定的。研究选用固定光栅CCD阵列光度计进行测量，与普通机械调节光栅分光光度计相比，可一次完