酸、鹼一機高錳酸鹽指數在線監測系統及其檢測方法
2023-05-19 14:32:26 3
專利名稱：酸、鹼一機高錳酸鹽指數在線監測系統及其檢測方法
技術領域：
本發明涉及環境保護領域的水質在線自動監測系統，尤其涉及ー種高錳酸鹽指數在線監測系統。
背景技術：
高錳酸鹽指數是反映水體中有機及無機可氧化物質的常用指標。地表水、飲用水、水源水高錳酸鹽指數測定採用國標《水 質高錳酸鹽指數的測定》(GB 11892-89)，該標準規定對於氯離子濃度> 300mg/L，採用附錄A鹼性高錳酸鹽指數法。而目前市售的在線高錳酸鹽指數測定儀多數採用酸性高錳酸鉀法，我國符合國家標準方法的鹼性高錳酸鹽指數法在線監測儀器尚未面世。因此對於氯離子含量很高的水樣和水質不斷變化(鹽度發生變化)的水體而言，現有的単一酸性高錳酸鹽指數在線監測裝置無法實現此類水體的準確性測定。例如黃埔江吳淞ロ屬潮汐河段，受東海潮波的影響，又是黃浦江洩洪的主要通道，它兼有河口潮汐河段水文情勢的特點。氯離子濃度處於不停的變化之中，這給在線監測儀器的選擇帶來了麻煩。採用酸性高錳酸鉀法時，鹹潮入侵帶來大量的氯離子，幹擾測定；採用鹼性高錳酸鉀法時，落潮時黃浦江水氯離子則不會對測定產生影響，造成大量強酸強鹼的浪費。因此本發明從經濟環保的角度出發，提供ー種酸、鹼高錳酸鹽指數法兩標準方法ニ合一的測定高錳酸鹽指數的技術裝置，彌補了現有單ー技術裝置存在的不足。
發明內容
本發明為了克服現有單一酸性高錳酸鹽指數在線監測裝置不能準確判定水質不斷變化的水體和含高氯水樣的情況，提供了ー種酸、鹼ー機高錳酸鹽指數在線監測系統。ー種酸、鹼ー機高錳酸鹽指數在線監測系統，其特徵在於包括ARM9主控系統，高錳酸鹽指數在線監測儀，氯離子濃度測量儀；所述ARM9主控系統通過CAN總線分別與所述高錳酸鹽指數在線監測儀和所述氯離子濃度測量儀相連接；所述高錳酸鹽指數在線監測儀包括蠕動泵、計量杯、液位檢測器、十孔多位閥、消解滴定裝置、水樣、試劑、蒸餾水；所述試劑包括高錳酸鉀、硫酸、草酸鈉、氫氧化鈉、清洗液；所述水樣、高錳酸鉀、硫酸、草酸鈉、氫氧化鈉、蒸餾水、清洗液分別與所述十孔多位閥的分配端ロ相連接，所述計量杯的下端與所述十孔多位閥的公共端ロ相連接，所述蠕動泵通過一管路與所述計量杯的上端相連接，所述液位檢測器安裝在所述計量杯的上部，所述十孔多位閥的ー個分配端ロ與所述消解滴定裝置的進出液ロ相連接。作為優選，所述消解滴定裝置包括消解-滴定池，光電比色終點判定裝置，攪拌子，加熱座，攪拌電機，所述光電比色終點判定裝置安裝在所述消解-滴定池的兩側，所述攪拌子置於所述消解-滴定池內的底部，所述加熱座安裝在所述消解-滴定池外側的四周，所述攪拌電機安裝在所述消解-滴定池的下端。
作為優選，所述ARM9主控系統是根據氯離子含量的測定結果來判定和控制酸、鹼法兩法之間的轉換。酸、鹼ー機高錳酸鹽指數在線監測系統監測高錳酸鹽指數的方法，其特徵在於a.氯離子濃度測量儀分析水樣氯離子濃度後，通過ARM9主控系統，確定選擇採用酸性或鹼性高錳酸鹽指數法進行測定；b.通過十孔多位閥、蠕動泵、計量杯分別將一定體積的水樣和試劑推入消解-滴定池內，啟動攪拌電機帶動攪拌子開始攪拌，加熱升溫至98°C，進行恆溫消解，消解過程中液體不沸騰； c.消解完畢，降溫至80°C，停止攪拌；d.通過十孔多位閥、蠕動泵、計量杯將一定體積的草酸鈉推入消解-滴定池內，開始攪拌，並恆溫加熱至75 °C ；e.通過十孔多位閥、蠕動泵將一定體積的高錳酸鉀吸入計量杯中，然後蠕動泵控制計量杯向消解-滴定池中滴入高錳酸鉀，使草酸鈉和高錳酸鉀充分反應；f.光電比色終點判定裝置判定接收到的測量光信號是否達到設定值，即是否達到滴定終點，判定結果如果達到滴定終點，則進入下一歩；g.降溫至50°C，停止攪拌，記錄滴定時間，通過內部公式計算出被測物質的值作為優選，在所述步驟a中，當氯離子含量 300mg/L，ARM9主控系統轉換到鹼性高錳酸鹽指數法進行測定；在所述步驟b中，所加入的試劑為氫氧化鈉和高錳酸鉀。作為優選，所述監測方法還包括設置在所述步驟C、d之間如下步驟通過十孔多位閥、蠕動泵、計量杯將一定體積的硫酸推入消解-滴定池內，開始攪拌，並開始加熱至75。。。
圖I所示為酸、鹼ー機高錳酸鹽指數在線監測系統示意2所示為高錳酸鹽指數在線監測儀結構原理簡圖
具體實施例方式圖I所示為酸、鹼ー機高錳酸鹽指數在線監測系統示意圖，包括氯離子濃度測量儀、高錳酸鹽指數在線監測儀和ARM9主控系統，ARM9主控系統通過CAN總線分別與高錳酸鹽指數在線監測儀和氯離子濃度測量儀相連接；其中氯離子濃度測量儀用於測量水樣中氯離子的含量，通過該含量來確定使用酸性或鹼性高錳酸鹽指數方法進行測定，從而作為酸性或鹼性高錳酸鹽指數兩標準方法轉換的監控器；高錳酸鹽指數在線監測儀用於測定水樣中的有機及無機可氧化物質，酸性和鹼性高錳酸鹽指數測定原理的差別在於，在酸性環境高錳酸鉀對氯離子有一定的氧化能力，而在鹼性介質中，高錳酸鉀的氧化能力稍減，它不能氧化水中的氯離子，因此根據水樣中氯離子的含量來執行酸性高錳酸鹽指數流程或鹼性高錳酸鹽指數流程進行水樣高錳酸鹽指數指標的測定；ARM9主控系統是根據氯離子含量的測定結果來判定和控制酸、鹼法兩法之間的轉換，當氯離子含量 300mg/L，ARM9主控系統便轉換到鹼性高錳酸鹽指數法進行測定。圖2所示為高錳酸鹽指數在線監測儀結構原理簡圖，包括蠕動泵I、液位檢測器2、計量杯3、十孔多位閥4、水樣、試劑、蒸餾水、攪拌電機5、攪拌子6、加熱座7、光電比色終點判定裝置8、消解-滴定池9 ;其中試劑包括草酸鈉、高錳酸鉀、硫酸、氫氧化鈉、清洗液；消解-滴定池9、光電比色終點判定裝置8、攪拌子6、加熱座7、攪拌電機5組成消解滴定裝置，光電比色終點判定裝置8安裝在消解-滴定池9的兩側，攪拌子6置於消解-滴定池9內的底部，加熱座7安裝在消解-滴定池9外側的四周，攪拌電機5安裝在消解-滴定池9的下端；水樣、高錳酸鉀、硫酸、草酸鈉、 氫氧化鈉、清洗液、蒸餾水分別與十孔多位閥4的分配端ロ相連接，計量杯3的下端與十孔多位閥4的公共端ロ相連接，蠕動泵I通過一管路與計量杯3的上端相連接，液位檢測器2安裝在計量杯3的上部，十孔多位閥4的ー個分配端ロ與消解滴定裝置的進出液ロ相連接。本發明裝置檢測物質的酸性高錳酸鹽指數方法，包括以下步驟a.氯離子濃度測量儀分析水樣氯離子濃度後，當氯離子含量 300mg/L，通過ARM9主控系統選擇鹼性高錳酸鹽指數法進行測定；i.通過十孔多位閥4、蠕動泵I、計量杯3分別將一定體積的水樣、氫氧化鈉和高錳酸鉀推入消解-滴定池9內，啟動攪拌電機5帶動攪拌子6開始攪拌，加熱升溫至98°C，進行恆溫消解，消解過程中液體不沸騰；j.消解完畢，降溫至80°C，停止攪拌；k.通過十孔多位閥4、蠕動泵I、計量杯3將一定體積的硫酸推入消解-滴定池9內，開始攪拌，並開始加熱至75°C ；I.通過十孔多位閥4、蠕動泵I、計量杯3將一定體積的草酸鈉推入消解-滴定池9內，加熱恆溫至750C ；m.通過十孔多位閥4、蠕動泵I將一定體積的高錳酸鉀吸入計量杯3中，然後蠕動泵I控制計量杯3向消解-滴定池9中滴入高錳酸鉀，使草酸鈉和高錳酸鉀充分反應；
η.光電比色終點判定裝置8判定接收到的測量光信號是否達到設定值，即是否達到滴定終點，判定結果如果達到滴定終點，則進入下一歩；ο.降溫至50°C，停止攪拌，記錄滴定時間，通過內部公式計算出被測物質的值。這裡公開的實施例是示例性的，其僅是為了對本發明進行解釋說明，而並不是對本發明的限制，本領域技術人員可以預見的改良 和擴展都包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.ー種酸、鹼ー機高錳酸鹽指數在線監測系統，其特徵在於包括ARM9主控系統，高錳酸鹽指數在線監測儀，氯離子濃度測量儀；所述ARM9主控系統通過CAN總線分別與所述高錳酸鹽指數在線監測儀和所述氯離子濃度測量儀相連接；所述高錳酸鹽指數在線監測儀包括蠕動泵、計量杯、液位檢測器、十孔多位閥、消解滴定裝置、水樣、試劑、蒸餾水；所述試劑包括高錳酸鉀、硫酸、草酸鈉、氫氧化鈉、清洗液；所述水樣、高錳酸鉀、硫酸、草酸鈉、氫氧化鈉、蒸餾水、清洗液分別與所述十孔多位閥的分配端ロ相連接，所述計量杯的下端與所述十孔多位閥的公共端ロ相連接，所述蠕動泵通過一管路與所述計量杯的上端相連接，所述液位檢測器安裝在所述計量杯的上部，所述十孔多位閥的ー個分配端ロ與所述消解滴定裝置的進出液ロ相連接。
2.根據權利要求I所述的酸、鹼ー機高錳酸鹽指數在線監測系統其特徵在於所述消解滴定裝置包括消解-滴定池，光電比色終點判定裝置，攪拌子，加熱座，攪拌電機，所述光電比色終點判定裝置安裝在所述消解-滴定池的兩側，所述攪拌子置於所述消解-滴定池內的底部，所述加熱座安裝在所述消解-滴定池外側的四周，所述攪拌電機安裝在所述消解-滴定池的下端。
3.根據權利要求I所述的酸、鹼ー機高錳酸鹽指數在線監測系統，其特徵在於所述ARM9主控系統是根據氯離子含量的測定結果來判定和控制酸、鹼法兩法之間的轉換。
4.ー種使用上述任意權利要求之一所述的酸、鹼ー機高錳酸鹽指數在線監測系統監測高錳酸鹽指數的方法，其特徵在於 a.氯離子濃度測量儀分析水樣氯離子濃度後，通過ARM9主控系統，確定選擇採用酸性或鹼性高錳酸鹽指數法進行測定； b.通過十孔多位閥、蠕動泵、計量杯分別將一定體積的水樣和試劑推入消解-滴定池內，啟動攪拌電機帶動攪拌子開始攪拌，加熱升溫至98°C，進行恆溫消解，消解過程中液體不沸騰； c.消解完畢，降溫至80°C，停止攪拌； d.通過十孔多位閥、蠕動泵、計量杯將一定體積的草酸鈉推入消解-滴定池內，開始攪拌，並恆溫加熱至75 °C ； e.通過十孔多位閥、蠕動泵將一定體積的高錳酸鉀吸入計量杯中，然後蠕動泵控制計量量杯向消解-滴定池中滴入高錳酸鉀，使草酸鈉和高錳酸鉀充分反應； f.光電比色終點判定裝置判定接收到的測量光信號是否達到設定值，即是否達到滴定終點，判定結果如果達到滴定終點，則進入下一歩； g.降溫至50°C，停止攪拌，記錄滴定時間，通過內部公式計算出被測物質的值。
5.根據權利要求4所述的酸、鹼ー機高錳酸鹽指數在線監測系統監測高錳酸鹽指數的方法，其特徵在幹在所述步驟a中，當氯離子含量< 300mg/L，ARM9主控系統轉換到酸性高錳酸鹽指數法進行測定；在所述步驟b中，所加入的試劑為硫酸和高錳酸鉀。
6.根據權利要求4所述的酸、鹼ー機高錳酸鹽指數在線監測系統監測高錳酸鹽指數的方法，其特徵在幹在所述步驟a中，當氯離子含量> 300mg/L，ARM9主控系統轉換到鹼性高錳酸鹽指數法進行測定；在所述步驟b中，所加入的試劑為氫氧化鈉和高錳酸鉀。
7.根據權利要求4或6所述的酸、鹼ー機高錳酸鹽指數在線監測系統監測高錳酸鹽指數的方法，其特徵在於所述監測方法還包括設置在所述步驟c、d之間如下步驟通過十孔多位閥、 蠕動泵、計量杯將一定體積的硫酸推入消解-滴定池內，開始攪拌，並開始加熱至75。。。
全文摘要
一種酸、鹼一機高錳酸鹽指數在線監測系統及其檢測方法，包括ARM9主控系統，高錳酸鹽指數在線監測儀，氯離子濃度測量儀；ARM9主控系統通過CAN總線分別與高錳酸鹽指數在線監測儀和氯離子濃度測量儀相連接；高錳酸鹽指數在線監測儀包括蠕動泵、計量杯、液位檢測器、十孔多位閥、消解滴定裝置、水樣、試劑、蒸餾水；水樣、試劑和蒸餾水分別與十孔多位閥的分配埠相連接，計量杯的下端與十孔多位閥的公共埠相連接，蠕動泵通過一管路與計量杯的上端相連接，液位檢測器安裝在計量杯的上部，十孔多位閥的一個分配埠與消解滴定裝置的進出液口相連接；本發明從經濟環保的角度出發，提供一種酸、鹼高錳酸鹽指數法兩標準方法二合一的測定高錳酸鹽指數的技術裝置。
文檔編號G01N21/79GK102692415SQ20121017339
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月31日 優先權日2012年5月31日
發明者劉宇兵, 官宏祥, 李宏祥, 梁國康, 樊引琴, 王珊珠, 田華, 石平, 程溶, 趙豔梅, 郭正, 黃亮 申請人:廣州市怡文環境科技股份有限公司