工业污水在线监测仪基于何种原理实现精准监测？

一、化学分析法

1. 酸碱滴定原理

• 对于污水中的酸碱度（pH）监测，酸碱滴定原理是常用的方法。在水中，酸和碱会发生中和反应。例如，用已知浓度的强酸（如盐酸）或强碱（如氢氧化钠）来滴定污水样本，通过酸碱指示剂（如酚-酞、甲基橙等）颜色的变化来确定滴定终点。根据消耗的滴定剂的体积和浓度，就可以计算出污水中氢离子（酸性）或氢氧根离子（碱性）的浓度，从而得到 pH 值。这种方法简单直接，能够较为准确地测量污水的酸碱度，对于判断污水的腐蚀性和对环境的影响有重要意义。

2. 氧化还原滴定原理

• 许多工业污水中含有具有氧化还原性质的物质，如重金属离子、有机物等。氧化还原滴定利用氧化剂和还原剂之间的电子转移反应来测定物质的含量。例如，在测定污水中的化学需氧量（COD）时，常用重铬酸钾法。重铬酸钾是一种强氧化剂，在酸性条件下与污水中的有机物发生氧化还原反应，有机物被氧化，重铬酸钾被还原。通过用硫-酸-亚-铁铵标准溶液滴定剩余的重铬酸钾，根据消耗的硫-酸-亚-铁铵的量来计算污水中有机物被氧化所消耗的重铬酸钾的量，进而得出 COD 的值。这种方法能够有效评估污水中有机物的含量，而有机物含量是衡量污水污染程度的重要指标之一。

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二、电化学原理

1. 离子选择性电极法

• 离子选择性电极是一种对特定离子有选择性响应的电极。例如，对于污水中的氨氮监测，氨离子选择性电极可以发挥作用。当电极浸入含有氨氮的污水中时，氨离子会在电极表面发生反应，产生电位差。这个电位差与污水中氨离子的浓度符合能斯特方程，通过测量电位差，就可以准确计算出氨氮的浓度。这种方法具有选择性好、响应速度快、可连续监测等优点，能够实时提供污水中特定离子的浓度信息，对于监测含有重金属离子（如铅、镉、汞等）和一些营养物质（如硝酸根离子、磷酸根离子等）的污水也很有效。

2. 电导分析法

• 污水中的离子浓度与电导率密切相关。当污水中有更多的离子（如钠离子、氯离子等）时，其电导率会升高。工业污水在线监测仪通过电导传感器测量污水的电导率。根据电导率与离子浓度的经验关系，就可以大致推断污水中离子的总含量。这种方法可以快速检测污水的盐度变化，对于一些高盐工业污水（如印染废水、化工废水等）的监测很有帮助，同时也可以作为初步筛选污水是否受到严重污染的一种手段。

三、光学原理

1. 分光光度法

• 许多物质在特定波长的光下有吸收或发射的特性。在分光光度法中，通过向污水中加入特定的显色试剂，使污水中的目标污染物与显色试剂反应生成有色化合物。例如，在测定污水中的总磷时，加入钼酸铵和抗坏血酸等试剂，与磷反应生成蓝色的络合物。然后用分光光度计测量该有色化合物在特定波长下的吸光度。根据朗伯 - 比尔定律，吸光度与有色化合物的浓度成正比，从而可以计算出污水中磷的含量。这种方法灵敏度较高，能够选择性地测量多种污染物，如重金属离子（通过与特定试剂生成有色络合物）和一些有机污染物（利用其本身的发色团或与试剂反应后的发色团）。

2. 荧光分析法

• 某些物质在吸收特定波长的光后，会发射出具有特定波长的荧光。对于一些含有荧光性物质的工业污水，如含有多环芳烃等有机污染物的污水，荧光分析可以发挥很好的作用。当用激发光照射污水时，荧光物质吸收光能并发射荧光，仪器通过检测荧光强度来确定荧光物质的浓度。由于荧光信号通常具有较高的灵敏度，这种方法可以检测到很低浓度的污染物，并且可以通过选择不同的激发光和发射光波长来区分不同的荧光物质，实现对多种污染物的同时监测。

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四、物理原理

1. 重量分析法

• 在一些情况下，通过物理方法分离和称量污水中的固体悬浮物或沉淀物来监测污水质量。例如，对于含有大量泥沙、金属废渣等固体杂质的工业污水，可以通过过滤、离心等方法将固体与液体分离，然后称量固体的质量。根据污水样本的总体积，就可以计算出固体悬浮物的含量。这种方法虽然相对比较简单，但对于监测污水中的颗粒状污染物和评估污水处理过程中的沉淀效果等有重要作用。

2. 超声波检测原理

• 超声波在污水中传播时，其传播速度、衰减程度等特性会受到污水中成分的影响。例如，当污水中含有不同密度的悬浮物、气泡或不同浓度的溶质时，超声波的传播参数会发生变化。工业污水在线监测仪可以通过检测超声波的这些变化来推断污水的一些性质，如悬浮物浓度、气泡含量等。这种方法具有非接触式测量、能够实时监测等优点，对于一些不适合直接接触测量的污水（如含有腐蚀性物质的污水）比较适用。