發(fā)布時間：2020-04-19 01:46

【摘要】：化學需氧量(COD,Chemical Oxygen Demand)是一種反應(yīng)水質(zhì)中有機物污染程度的特征指標,對水污染的綜合評價具有重要的參考價值。因此對COD的準確測量和有效監(jiān)測的重要性不言而喻。本文在前人的研究基礎(chǔ)上,通過實驗室自主搭建的水質(zhì)COD在線監(jiān)測系統(tǒng)進行實驗,利用臭氧協(xié)同紫外(UV/O_3)的高級氧化技術(shù)將水質(zhì)進行氧化消解處理,通過傳感器和軟測量技術(shù)得到消解過程的相關(guān)變量估計出消耗的氧當量,從而得到COD。本文的主要工作內(nèi)容和成果有下述三個方面。(1)在實驗室自主開發(fā)的水質(zhì)COD在線監(jiān)測系統(tǒng)中進行了實驗探究,實驗結(jié)果表明COD計算模型對低濃度標準溶液的測量結(jié)果較理論值偏高,高濃度標準溶液的測定結(jié)果則較理論值偏低。對造成測定結(jié)果誤差的因素進行了分析,發(fā)現(xiàn)COD計算模型忽略了消解過程中相關(guān)氣體量的溶解對檢測結(jié)果造成的影響。因此通過化學測量和理論估算的方法得到了消解完成后水樣中的溶解氧量和溶解二氧化碳量,并利用支持向量機建立了氣體溶解量估計模型,對COD計算模型進行了修正和補償,改進后的測定結(jié)果和理論值基本一致,與國標法的一致性也較好,平均相對誤差均小于5%,檢測精度得到明顯提高。(2)在改進水質(zhì)COD在線監(jiān)測系統(tǒng)的檢測精度基礎(chǔ)上,對系統(tǒng)的檢測效率進行了進一步的研究。該在線監(jiān)測系統(tǒng)的檢測效率與水樣的消解時間密切相關(guān),因此如何在線掌握水樣中有機物的消解特征、確定消解是否完成是一個十分重要的環(huán)節(jié)。通過研究標準溶液在消解過程中產(chǎn)生的二氧化碳濃度與消解率的變化關(guān)系確定了水樣的合適消解時間。在此基礎(chǔ)上通過研究不同濃度下消解難易程度不同的葡萄糖,鄰苯二甲酸氫鉀和苯酚標準溶液的消解率與二氧化碳生成規(guī)律間的關(guān)系,確定了消解終止的條件,有助于系統(tǒng)自動判定并控制不同水樣的消解時間,從而提高系統(tǒng)的檢測效率并節(jié)約能耗。(3)在以上的研究分析基礎(chǔ)上,針對原有水質(zhì)COD在線監(jiān)測系統(tǒng)的不足之處,對水質(zhì)COD在線監(jiān)測裝置進行了重新優(yōu)化設(shè)計和布局,并搭建了一套新的水質(zhì)COD在線監(jiān)測裝置。新裝置主要升級了一些關(guān)鍵傳感器并改進了其它硬件設(shè)備,進一步對水質(zhì)COD在線監(jiān)測系統(tǒng)的檢測流程進行了優(yōu)化和精簡,能夠通過工業(yè)觸控一體機實現(xiàn)水質(zhì)COD在線監(jiān)測。
【圖文】：

江南大學碩士學位論文通過各模擬量的 A/D 轉(zhuǎn)換關(guān)系便能夠?qū)鞲衅鞑杉玫降哪M信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。在 PLC 中轉(zhuǎn)換時，先利用 MOV 指令將線性關(guān)系中的兩個點存儲到某一地址中，在通過 SCL 指令將傳感器采集到的模擬信號數(shù)據(jù)根據(jù)該地址存放的兩點線性關(guān)系信息進行 A/D 轉(zhuǎn)換便能得到所需要的數(shù)字信號。利用上位機中的LabVIEW程序能夠方便的獲取PLC中A/D轉(zhuǎn)換后的二氧化碳濃度傳感器、臭氧濃度傳感器和壓力傳感器的數(shù)據(jù)信息。而且流量傳感器和溫度傳感器檢測得到的數(shù)據(jù)信息也能直接利用 RS-232 接口和上位機中的 LabVIEW 程序進行數(shù)據(jù)的獲取。LabVIEW 程序中的 VISA 串口模塊具有非常的簡單實用的功能，通過設(shè)置 VISA 串口通信模塊中的端口數(shù)、波特率、數(shù)據(jù)比特、奇偶校驗位、控制位等參數(shù)便能夠方便的與 PLC 及各個傳感器進行通信連接和數(shù)據(jù)傳送，其串口通信配制程序如圖 2-6 所示，該程序中的各參數(shù)為氣體流量傳感器的通信參數(shù)。利用 LabVIEW 程序只需要使用“VISA寫入”、“VISA 讀取”和“VISA 關(guān)閉”這三個函數(shù)便能夠通過串口向 PLC 和各個傳感器發(fā)送相關(guān)指令來設(shè)置或者獲取其中所需要的數(shù)據(jù)信息。

圖 2-7 水質(zhì) COD 數(shù)據(jù)采集程序借助于 MySQL 數(shù)據(jù)庫，上位機能夠方便的將消解過程中各個傳感器采集到的各種信息實時的進行存儲和更新，在消解完成后再將所需要的數(shù)據(jù)導出便可以進行水質(zhì)COD的相關(guān)分析和計算。2.3 水質(zhì) COD 檢測方法和計算模型2.3.1 臭氧協(xié)同紫外的高級氧化技術(shù)為了實現(xiàn)水樣消解過程的綠色無污染，裝置選擇并使用了臭氧協(xié)同紫外(UV/O3)的高級氧化技術(shù)對水樣溶液進行氧化消解。臭氧協(xié)同紫外的高級氧化技術(shù)利用波長低于310nm 的紫外光對臭氧進行催化輻射，臭氧便會分解并生成游離氧自由基( O)，游離氧自由基再迅速與水反應(yīng)生成羥基自由基( OH)，，羥基自由基最后對水樣中的有機物質(zhì)進行氧化消解，其主要反應(yīng)過程如式(2.1)和式(2.2)所示[74]。臭氧協(xié)同紫外的氧化技術(shù)無需添加額外的化學試劑，是一種十分綠色環(huán)保的氧化消解手段。( 310 )3 2 UV nmO O O (2.1)2 O H O 2OH(2.2)
【學位授予單位】：江南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP212;X832

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 龔光隆;梁道寶;程曉蓉;;尿汞測定方法的探討[J];職業(yè)衛(wèi)生與病傷;1989年01期

2 李沃穎;;石墨爐原子吸收法測定土壤中痕量鉬[J];能源與環(huán)境;2016年06期

3 王曉;邵麗;滕振勇;;石墨爐原子吸收法測定馬鈴薯中的鉛和鎘[J];食品研究與開發(fā);2013年23期

4 李廣科,趙由才,桑楠;COD消解裝置在測定印染廢水COD_(Cr)中的應(yīng)用[J];環(huán)境工程;2001年03期

5 楊清華;楊梅桂;戴志英;郭新穎;;同時測定尿中砷和銻的全自動消解儀-原子熒光光譜法[J];職業(yè)與健康;2016年19期

6 趙連梅;池勇志;張春青;高富;房淑玲;;微波消解對剩余污泥中蛋白質(zhì)的影響研究[J];實驗室科學;2012年03期

7 陳國鋒;吳超;;水質(zhì)總氮測定影響因素分析[J];環(huán)境研究與監(jiān)測;2014年03期

8 曾琪;;火焰原子吸收法測定豬內(nèi)臟中的銅[J];內(nèi)江師范學院學報;2014年08期

9 金維政;閔建美;劉倩;趙志強;;全自動消解儀測定土壤重金屬含量的方法改進[J];福建分析測試;2017年01期

10 張靜;王亦軍;王士霞;;微波消解-石墨爐原子吸收光譜法測定植物染發(fā)劑中的鉛鎘銅[J];分析測試技術(shù)與儀器;2010年04期

相關(guān)會議論文 前5條

1 賈春玲;吳爽;;廢水COD快速開管測定方法研究[A];2013中國環(huán)境科學學會學術(shù)年會論文集（第四卷）[C];2013年

2 寇鳴琦;劉建艷;李培君;劉德惠;;水質(zhì)中總氮測定的條件優(yōu)化研究[A];2014中國環(huán)境科學學會學術(shù)年會（第四章）[C];2014年

3 張禎;張為人;孔瑾;;火焰原子吸收法測定土壤中鉻前處理方法的研究[A];2010中國環(huán)境科學學會學術(shù)年會論文集(第二卷)[C];2010年

4 張偉娜;謝學錦;陸繼龍;陳杭亭;段太成;;高溫高壓密閉溶樣-電感耦合等離子體質(zhì)譜測定稀土發(fā)光材料熒光粉中重金屬雜質(zhì)元素[A];第十三屆全國稀土化學分析學術(shù)研討會論文集[C];2011年

5 張中海;方艷菊;袁園;丁紅春;金利通;;COD快速分析儀的開發(fā)和研制[A];第三屆科學儀器前沿技術(shù)及應(yīng)用學術(shù)研討會論文摘要集[C];2006年

相關(guān)重要報紙文章 前2條

1 曹志培;逼近靈魂的聲音[N];安徽日報;2000年

2 馬宏偉;在經(jīng)濟大洗牌中抓一手好牌[N];人民日報;2016年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 樂高楊;基于傳感技術(shù)的水質(zhì)COD在線監(jiān)測系統(tǒng)研究[D];江南大學;2018年

2 劉文偉;CODcr微波消解無銀催化新方法的試驗研究[D];大連工業(yè)大學;2011年

3 高姍;化學需氧量快速測定方法的研究[D];遼寧科技大學;2016年

4 王巖;食品中鋁元素測定的國標方法改進研究[D];吉林大學;2014年

5 何禮;投放式總氮自動測定儀的研制[D];河北科技大學;2014年

6 周勇義;微波消解—石墨爐原子吸收分光光度法在中藥重金屬含量檢測中的應(yīng)用[D];首都師范大學;2004年

7 王占輝;海水中總磷、總氮在線自動消解技術(shù)的研究[D];河北科技大學;2009年

8 馬軍紅;丹參中重金屬含量的研究[D];天津大學;2007年

9 王娟;流動注射化學發(fā)光體系測定化學需氧量和有機磷農(nóng)藥殘留的分析研究[D];陜西師范大學;2004年

10 張尚正;投放式總磷自動測定儀的研制[D];河北科技大學;2014年

本文編號：2632787