在企业污水监测场景中,水样成分复杂多变,高氯离子、色度、浊度等干扰因素会严重影响 COD 测量准确性。COD 水质在线自动监测仪通过针对性技术手段,从化学抑制、试剂优化到光学补偿多维度消除干扰,确保数据真实可靠,以下展开详述:
一、高氯离子干扰的消除机制
氯离子在重铬酸钾氧化体系中具有强还原性,会优先与重铬酸钾反应生成氯气,导致 COD 测定值虚高。仪器采用硫酸汞络合法进行干扰抑制:
化学反应原理:在水样预处理阶段,仪器自动向反应体系中定量添加硫酸汞(HgSO₄)试剂。汞离子(Hg²⁺)与氯离子(Cl⁻)以 1:4 的摩尔比迅速结合,生成稳定的络合物 [HgCl₄]²⁻ 。该络合反应平衡常数高达 10²¹,能将溶液中游离氯离子浓度降低至 10⁻²¹mol/L 量级,几乎完-全抑制氯离子的还原活性,避免其与重铬酸钾发生氧化反应。
剂量精准控制:仪器内置高精度蠕动泵,根据预设程序精确添加硫酸汞试剂。对于氯离子浓度低于 1000mg/L 的水样,通常按 HgSO₄:Cl⁻ = 10:1(质量比)投加;若氯离子浓度更高(最高可耐受 10000mg/L),则自动启动二级投加策略,确保络合反应充分进行。同时,仪器还会通过空白样检测和标准曲线修正,进一步消除残余氯离子的微量干扰。
二、色度干扰的双重抑制策略
企业污水常因工业染料、腐殖质等物质带有颜色,这些有色物质本身会吸收特定波长的光,造成吸光度测量偏差。仪器从化学和光学两个层面降低色度干扰:
化学层面:强化氧化与选择性反应
仪器采用自主研发的复合型氧化剂配方,在传统重铬酸钾基础上添加微量银盐催化剂(Ag₂SO₄)和新型助氧化剂。银离子可催化重铬酸钾对脂肪烃、芳香烃等难氧化有机物的氧化反应,提升氧化剂的氧化效率;同时,特殊添加剂能增强氧化剂对有机物的选择性,使其优先氧化还原性有机物质,减少对水样中有色非还原性物质的破坏,避免因有色物质分解产生新的干扰产物。
光学层面:双波长差分测量技术
仪器配备双通道分光系统,同步测量样品在特征波长(600nm,Cr³⁺的最大吸收峰)和参比波长(420nm,该波长下 Cr³⁺几乎无吸收,仅反映水样背景吸光度)的吸光度。通过以下公式计算真实 COD 对应的吸光度:
ΔA=A600−A420
其中,A600为 600nm 处吸光度(包含有机物氧化产生的 Cr³⁺吸光度和水样原有色度吸光度),A420为 420nm 处吸光度(仅反映水样原有色度吸光度)。两者差值ΔA即为扣除背景色度干扰后,由有机物氧化生成的 Cr³⁺所贡献的真实吸光度,确保 COD 测量结果不受水样初始颜色影响。
三、浊度干扰的综合消除方案
水样中的悬浮颗粒物(如泥沙、胶体、微生物絮体等)会造成光的散射和吸收,导致吸光度异常升高,仪器通过物理、化学和算法三重手段降低浊度干扰:
物理层面:预处理与管路优化
水样进入反应池前,先经过 0.45μm 孔径的滤膜自动过滤装置,截留大部分悬浮颗粒;同时,仪器采用流线型反应池设计和动态搅拌技术,使水样在反应过程中保持均匀分散状态,避免颗粒物沉积或团聚造成局部光强变化。
化学层面:絮凝与沉降协同作用
在反应体系中添加微量絮凝剂(如聚合氯化铝),与水样中的胶体颗粒发生电中和与架桥作用,促使颗粒物快速沉降。同时,氧化剂的强氧化性可进一步分解部分有机悬浮物,减少其对光路的影响。
算法层面:动态浊度补偿模型
仪器内置浊度补偿算法,通过建立吸光度与浊度的非线性校正模型,实时监测参比波长(420nm)下吸光度的波动情况。当检测到浊度变化时,算法自动调用历史数据和当前水样特性,对特征波长(600nm)的吸光度进行动态修正,消除因浊度引起的测量误差。经实测验证,该方案可将浊度在 500NTU 以下的水样干扰误差控制在 ±3% 以内。