水质在线检测技术的原理及应用

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近年来全球的水资源面临巨大的问题,一方面是环境水质因为各类污染而严重恶化;部分地区水资源严重匮乏;部分地区的饮用水水质得不到保证;另外一方面又存在水资源浪费、水资源开发利用不足的问题。水环境问题将越来越影响人类的生存和发展,因此我们必须采取更加积极和有力的措施管理人类这些有限的水资源。这就需要对各类用水的水质进行监测,传统实验室监测存在样品采集不够及时、频率不够、手续繁琐、取样化验的结果相对滞后的储多缺点,而水质在线检测系统则具有实时、快速、准确、自动分析指标数据的功能。 水质在线检测技术是整个水质在线自动检测系统的核心,它结合了化学分析技术和仪器分析技术。从其所使用的分析仪器技术原理上来划分,一般有电位分析法、极谱分析法、库仑分析法、紫外-可见吸收光谱法、荧光光谱法、红外吸收光谱法等;按其使用目的来划分,主要分为环境水质检测、饮用水水质检测、污水类水质检测、工业类用水水质检测几类。 本文重点探讨了12种比较常见的水质在线分析仪的检测技术原理。氨氮在线分析仪的检测技术原理主要有氨气敏电极法、分光光度法和傅立叶变换—紫外吸收光谱法;总氮在线分析仪的检测技术原理主要有过硫酸盐消解—分光光度法、密闭燃烧—化学发光分析法和高温氧化—红外光谱法;总磷在线分析仪的检测技术原理主要有过硫酸盐消解—分光光度法和紫外催化消解—分光光度法;溶解氧在线分析仪的检测技术原理主要有膜电极法、金属电极法和荧光法;化学需氧量在线分析仪的检测技术原理主要有高锰酸盐氧化法、重铬酸钾消解法、紫外—可见光光度法、羟基自由基氧化法和臭氧氧化法;总有机碳在线分析仪的检测技术原理主要有氧化—非分散红外光度法和紫外光吸收法;生物需氧量在线分析仪的检测技术原理主要有溶解氧法和微生物膜电极法;余氯/总氯在线分析仪的检测技术原理主要有金属电极法、膜电极法和分光光度法;浊度仪的检测技术原理主要是散射光原理;油份在线分析仪的检测技术原理主要是光学法;藻类在线分析仪的检测技术原理主要是荧光法;水质毒性在线分析仪的检测技术利用的探测生物主要有发光细菌、藻类、水蚤、鱼以及水蚤和鱼类的联合。 本文还分析讨论了南京市城南水厂和南京市自来水总公司供水管网的水质在线检测技术的应用现状,并且根据工艺要求、水质情况、各类分析仪的技术特点以及性价比原则,提出了完善其在线检测技术的方案,并总结探讨了一些水质在线分析仪运行管理的经验。 目前国内的水环境问题日趋严峻,加强各类水资源的管理工作已经是迫在眉睫。这些管理工作中都离不开对水质的各项指标进行大量的分析检测。各类水质规范将会要求进行越来越多的水质检测项目,这些检测项目中有很多已经能够通过水质在线检测技术进行实时分析了,随着近年来流动注射技术、新型传感器技术、计算机技术的发展,以后还会有更多的项目将走出传统实验室,被更加准确、快捷、稳定的方式检测。水质在线检测技术将会朝着更加迅速、可靠的方向发展,为防治水污染和水处理过程的自动控制技术的发展提供技术保证。国内目前生产的水质在线分析仪还仅仅只限于对一些简单的分析项目,对于大型复杂的水质在线分析项目还只能依赖从国外进口,因此国内科研院所和生产厂家应该投入更多的力量于水质在线检测技术的发展。
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