酸、碱一机高锰酸盐指数在线监测系统及其检测方法

摘要

一种酸、碱一机高锰酸盐指数在线监测系统及其检测方法，包括ARM9主控系统，高锰酸盐指数在线监测仪，氯离子浓度测量仪；ARM9主控系统通过CAN总线分别与高锰酸盐指数在线监测仪和氯离子浓度测量仪相连接；高锰酸盐指数在线监测仪包括蠕动泵、计量杯、液位检测器、十孔多位阀、消解滴定装置、水样、试剂、蒸馏水；水样、试剂和蒸馏水分别与十孔多位阀的分配端口相连接，计量杯的下端与十孔多位阀的公共端口相连接，蠕动泵通过一管路与计量杯的上端相连接，液位检测器安装在计量杯的上部，十孔多位阀的一个分配端口与消解滴定装置的进出液口相连接；本发明从经济环保的角度出发，提供一种酸、碱高锰酸盐指数法两标准方法二合一的测定高锰酸盐指数的技术装置。

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护领域的水质在线自动监测系统，尤其涉及一种高锰酸盐指数在线监 测系统。

背景技术

高锰酸盐指数是反映水体中有机及无机可氧化物质的常用指标。地表水、饮用水、水源 水高锰酸盐指数测定采用国标《水质高锰酸盐指数的测定》(GB 11892-89)，该标准规定对 于氯离子浓度＞300mg/L，采用附录A碱性高锰酸盐指数法。而目前市售的在线高锰酸盐指数 测定仪多数采用酸性高锰酸钾法，我国符合国家标准方法的碱性高锰酸盐指数法在线监测仪 器尚未面世。因此对于氯离子含量很高的水样和水质不断变化(盐度发生变化)的水体而言， 现有的单一酸性高锰酸盐指数在线监测装置无法实现此类水体的准确性测定。

例如黄埔江吴淞口属潮汐河段，受东海潮波的影响，又是黄浦江泄洪的主要通道，它兼 有河口潮汐河段水文情势的特点。氯离子浓度处于不停的变化之中，这给在线监测仪器的选 择带来了麻烦。采用酸性高锰酸钾法时，咸潮入侵带来大量的氯离子，干扰测定；采用碱性 高锰酸钾法时，落潮时黄浦江水氯离子则不会对测定产生影响，造成大量强酸强碱的浪费。

因此本发明从经济环保的角度出发，提供一种酸、碱高锰酸盐指数法两标准方法二合一 的测定高锰酸盐指数的技术装置，弥补了现有单一技术装置存在的不足。

发明内容

本发明为了克服现有单一酸性高锰酸盐指数在线监测装置不能准确判定水质不断变化的 水体和含高氯水样的情况，提供了一种酸、碱一机高锰酸盐指数在线监测系统。

一种酸、碱一机高锰酸盐指数在线监测系统，其特征在于：包括ARM9主控系统，高锰 酸盐指数在线监测仪，氯离子浓度测量仪；所述ARM9主控系统通过CAN总线分别与所述 高锰酸盐指数在线监测仪和所述氯离子浓度测量仪相连接；所述高锰酸盐指数在线监测仪包 括蠕动泵、计量杯、液位检测器、十孔多位阀、消解滴定装置、水样、试剂、蒸馏水；所述 试剂包括高锰酸钾、硫酸、草酸钠、氢氧化钠、清洗液；所述水样、高锰酸钾、硫酸、草酸 钠、氢氧化钠、蒸馏水、清洗液分别与所述十孔多位阀的分配端口相连接，所述计量杯的下 端与所述十孔多位阀的公共端口相连接，所述蠕动泵通过一管路与所述计量杯的上端相连接， 所述液位检测器安装在所述计量杯的上部，所述十孔多位阀的一个分配端口与所述消解滴定 装置的进出液口相连接。

作为优选，所述消解滴定装置包括：消解-滴定池，光电比色终点判定装置，搅拌子，加 热座，搅拌电机，所述光电比色终点判定装置安装在所述消解-滴定池的两侧，所述搅拌子置 于所述消解-滴定池内的底部，所述加热座安装在所述消解-滴定池外侧的四周，所述搅拌电 机安装在所述消解-滴定池的下端。

作为优选，所述ARM9主控系统是根据氯离子含量的测定结果来判定和控制酸、碱法两 法之间的转换。

酸、碱一机高锰酸盐指数在线监测系统监测高锰酸盐指数的方法，其特征在于：

a.氯离子浓度测量仪分析水样氯离子浓度后，通过ARM9主控系统，确定选择采用酸 性或碱性高锰酸盐指数法进行测定；

b.通过十孔多位阀、蠕动泵、计量杯分别将一定体积的水样和试剂推入消解-滴定池内， 启动搅拌电机带动搅拌子开始搅拌，加热升温至98℃，进行恒温消解，消解过程中液体不沸 腾；

c.消解完毕，降温至80℃，停止搅拌；

d.通过十孔多位阀、蠕动泵、计量杯将一定体积的草酸钠推入消解-滴定池内，开始搅 拌，并恒温加热至75℃；

e.通过十孔多位阀、蠕动泵将一定体积的高锰酸钾吸入计量杯中，然后蠕动泵控制计量 杯向消解-滴定池中滴入高锰酸钾，使草酸钠和高锰酸钾充分反应；

f.光电比色终点判定装置判定接收到的测量光信号是否达到设定值，即是否达到滴定终 点，判定结果如果达到滴定终点，则进入下一步；

g.降温至50℃，停止搅拌，记录滴定时间，通过内部公式计算出被测物质的值

作为优选，在所述步骤a中，当氯离子含量＜300mg/L，ARM9主控系统转换到酸性高锰 酸盐指数法进行测定；在所述步骤b中，所加入的试剂为硫酸和高锰酸钾。

作为优选，在所述步骤a中，当氯离子含量＞300mg/L，ARM9主控系统转换到碱性高锰 酸盐指数法进行测定；在所述步骤b中，所加入的试剂为氢氧化钠和高锰酸钾。

作为优选，所述监测方法还包括设置在所述步骤c、d之间如下步骤：通过十孔多位阀、 蠕动泵、计量杯将一定体积的硫酸推入消解-滴定池内，开始搅拌，并开始加热至75℃。

附图说明

图1所示为酸、碱一机高锰酸盐指数在线监测系统示意图

图2所示为高锰酸盐指数在线监测仪结构原理简图

具体实施方式

图1所示为酸、碱一机高锰酸盐指数在线监测系统示意图，包括氯离子浓度测量仪、高 锰酸盐指数在线监测仪和ARM9主控系统，ARM9主控系统通过CAN总线分别与高锰酸盐指数 在线监测仪和氯离子浓度测量仪相连接；其中氯离子浓度测量仪用于测量水样中氯离子的含 量，通过该含量来确定使用酸性或碱性高锰酸盐指数方法进行测定，从而作为酸性或碱性高 锰酸盐指数两标准方法转换的监控器；高锰酸盐指数在线监测仪用于测定水样中的有机及无 机可氧化物质，酸性和碱性高锰酸盐指数测定原理的差别在于，在酸性环境高锰酸钾对氯离 子有一定的氧化能力，而在碱性介质中，高锰酸钾的氧化能力稍减，它不能氧化水中的氯离 子，因此根据水样中氯离子的含量来执行酸性高锰酸盐指数流程或碱性高锰酸盐指数流程进 行水样高锰酸盐指数指标的测定；ARM9主控系统是根据氯离子含量的测定结果来判定和控制 酸、碱法两法之间的转换，当氯离子含量＜300mg/L，ARM9主控系统便转换到酸性高锰酸盐 指数法进行测定，当氯离子含量＞300mg/L，ARM9主控系统便转换到碱性高锰酸盐指数法进行 测定。

图2所示为高锰酸盐指数在线监测仪结构原理简图，包括蠕动泵1、液位检测器2、计量 杯3、十孔多位阀4、水样、试剂、蒸馏水、搅拌电机5、搅拌子6、加热座7、光电比色终 点判定装置8、消解-滴定池9；其中试剂包括草酸钠、高锰酸钾、硫酸、氢氧化钠、清洗液； 消解-滴定池9、光电比色终点判定装置8、搅拌子6、加热座7、搅拌电机5组成消解滴定装 置，光电比色终点判定装置8安装在消解-滴定池9的两侧，搅拌子6置于消解-滴定池9内 的底部，加热座7安装在消解-滴定池9外侧的四周，搅拌电机5安装在消解-滴定池9的下 端；水样、高锰酸钾、硫酸、草酸钠、氢氧化钠、清洗液、蒸馏水分别与十孔多位阀4的分 配端口相连接，计量杯3的下端与十孔多位阀4的公共端口相连接，蠕动泵1通过一管路与 计量杯3的上端相连接，液位检测器2安装在计量杯3的上部，十孔多位阀4的一个分配端 口与消解滴定装置的进出液口相连接。

本发明装置检测物质的酸性高锰酸盐指数方法，包括以下步骤：

a.氯离子浓度测量仪分析水样氯离子浓度后，当氯离子含量＜300mg/L，通过ARM9主 控系统选择酸性高锰酸盐指数法进行测定；

b.通过十孔多位阀4、蠕动泵1、计量杯3分别将一定体积的水样、硫酸和高锰酸钾推 入消解-滴定池9内，启动搅拌电机5带动搅拌子6开始搅拌，加热升温至98℃，进行恒温消 解，消解过程中液体不沸腾；

c.消解完毕，降温至80℃，停止搅拌；

d.通过十孔多位阀4、蠕动泵1、计量杯3将一定体积的草酸钠推入消解-滴定池9内， 开始搅拌，并恒温加热至75℃；

e.通过十孔多位阀4、蠕动泵1将一定体积的高锰酸钾吸入计量杯3中，然后蠕动泵1 控制计量杯3向消解-滴定池9中滴入高锰酸钾，使草酸钠和高锰酸钾充分反应；

f.光电比色终点判定装置8判定接收到的测量光信号是否达到设定值，即是否达到滴定 终点，判定结果如果达到滴定终点，则进入下一步；

g.降温至50℃，停止搅拌，记录滴定时间，通过内部公式计算出被测物质的值。

本发明装置检测物质的碱性高锰酸盐指数方法，包括以下步骤：

h.氯离子浓度测量仪分析水样氯离子浓度后，当氯离子含量＞300mg/L，通过ARM9主 控系统选择碱性高锰酸盐指数法进行测定；

i.通过十孔多位阀4、蠕动泵1、计量杯3分别将一定体积的水样、氢氧化钠和高锰酸 钾推入消解-滴定池9内，启动搅拌电机5带动搅拌子6开始搅拌，加热升温至98℃，进行恒 温消解，消解过程中液体不沸腾；

j.消解完毕，降温至80℃，停止搅拌；

k.通过十孔多位阀4、蠕动泵1、计量杯3将一定体积的硫酸推入消解-滴定池9内，开 始搅拌，并开始加热至75℃；

l.通过十孔多位阀4、蠕动泵1、计量杯3将一定体积的草酸钠推入消解-滴定池9内， 加热恒温至75℃；

m.通过十孔多位阀4、蠕动泵1将一定体积的高锰酸钾吸入计量杯3中，然后蠕动泵1 控制计量杯3向消解-滴定池9中滴入高锰酸钾，使草酸钠和高锰酸钾充分反应；

n.光电比色终点判定装置8判定接收到的测量光信号是否达到设定值，即是否达到滴定 终点，判定结果如果达到滴定终点，则进入下一步；

o.降温至50℃，停止搅拌，记录滴定时间，通过内部公式计算出被测物质的值。

这里公开的实施例是示例性的，其仅是为了对本发明进行解释说明，而并不是对本发明 的限制，本领域技术人员可以预见的改良和扩展都包含在本发明的保护范围之内。