水處理中的污染檢測技術(shù)

【摘要】隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，工業(yè)污水的大面積排放已經(jīng)嚴重影響到自然水文生態(tài)環(huán)境。傳統(tǒng)自然水體污染檢測技術(shù)僅能對水溫、渾濁度、色度等初級指標進行檢測，對于生物需氧量、化學(xué)需氧量、有機物總量、總耗氧量等高精度水體污染指標，尤其是化學(xué)需氧量COD值的檢測不僅耗時長，而且檢測精度較差。對此提出了一種用于污水處理，基于光譜儀的新型污水檢測技術(shù)。利用自由基氧化作用，進行樣品消解；通過綜合運用朗格比爾定理中的污水檢測原則，提高光譜儀的檢測精度，實現(xiàn)對污染水質(zhì)總體COD值的高精度檢測。實驗證明新設(shè)計的水體污染檢測技術(shù)檢測精度更高，可以進行推廣運用。

【關(guān)鍵詞】水處理；污染檢測；樣品消解

引言

水污染主要就是指人類生存和生產(chǎn)活動中所產(chǎn)生的外界沒有的或無法進入自然循環(huán)的物質(zhì)，進入到大氣自然水體中，因為超出自然水文環(huán)境自我修復(fù)和排除能力，破壞自然水體環(huán)境結(jié)構(gòu)最終導(dǎo)致環(huán)境破壞的現(xiàn)象。被污染的自然水源如果被人直接飲用或者處理不當很有可能造成嚴重后果，甚至直接威脅人類生命安全。我國屬于中度貧水國之一，淡水資源整體儲備量較少例如我國西北地區(qū)、京津冀地區(qū)、長江三角洲地區(qū)均屬于淡水資源均需要從外調(diào)運。自然水體污染會進一步影響我國淡水資源的攝取，從而加重部門城市地區(qū)淡水供應(yīng)壓力。此外自然水體污染很容易造成水體富營養(yǎng)化，水生植物瘋狂生長，影響水體其他生物，導(dǎo)致魚蝦因為缺氧大面積死亡。食用過水體污染物的魚蝦會在體內(nèi)淤積多種毒素，并將其帶入食物鏈，影響食物鏈平衡。水體污染檢測時水質(zhì)環(huán)境治理的先決條件，必須大力開發(fā)高精度、高效率、低成本的水體污染檢測技術(shù)，才能保證后續(xù)治理工作的順利進行。

1、水體污染檢測指標分析

水體污染檢測指標是反應(yīng)檢測水體污染程度的具體程度劃分依據(jù)，具體可以分為宏觀指標、微觀指標、綜合評價指標三類。宏觀指標主要指通過肉眼或簡單的溶液樣品處理就能觀測或感受到的水質(zhì)特征，主要有：水溫、導(dǎo)電率、水體渾濁度、水體色度等；微觀指標主要指污染水體中所包含微生物、水質(zhì)污染成分等主要包括：含氧量、鎘、汞、鉛、鉻、氯化物、礦物油、大腸桿菌及其他細菌總量等。綜合性指標主要是指可以直接反應(yīng)檢測區(qū)域水體整體污染程度檢測性指標如：生化需氧量（BOD值）、化學(xué)需氧量（COD值）、有機物質(zhì)總量（TOC值）以及總耗氧量（TOD值）等等。其中化學(xué)需氧量COD值是國際公認的反應(yīng)自然水體污染程度，準確度最高的水體污染指標。其檢測難度較高。

2、水處理污染檢測技術(shù)設(shè)計

2.1樣品溶液消解

傳統(tǒng)自然水體污染檢測技術(shù)對化學(xué)需氧量COD值檢測前沒有進行樣品溶液的消解操作，所以自然水體樣本溶液存在的有機物會阻擋光譜儀的光譜線，影響檢測精度。設(shè)計使用PLEFFD試劑在檢測前對樣品溶液進行消解操作[3]?，F(xiàn)在溶液中滴入少許A-稀鹽酸，因為PLEFFD試劑在酸性條件下，試劑內(nèi)的鐵離子會直接催化雙氧水，生成大量具有極強氧化性的自由基（OH），產(chǎn)生消解基礎(chǔ)氧化鏈，具體反應(yīng)過程如下：

在公式（3）中G為樣本吸光度總量；為樣本吸光度變化值；為既定的溶液濃度。實驗證明不論吸光度過高還是過低，都會造成水質(zhì)檢測誤差。尤其是水質(zhì)檢驗樣品有機物含量過高或過于復(fù)雜，即便是經(jīng)過有機物消解，也有可能造成樣本檢測誤差，導(dǎo)致光譜檢測曲線異常彎曲，影響測試結(jié)果。所以新設(shè)計的檢測方法使用吸光度為0.5到0.8工作范圍內(nèi)的標準光線工作曲線，提高檢測精度[5]。

2.3光譜儀結(jié)構(gòu)升級

傳統(tǒng)水體污染檢測方法進行水體檢測時，光譜儀檢測結(jié)構(gòu)十分簡單。需要檢驗員實地收集樣本，再運往實驗室。樣品運輸過程中很容易受到時間或空間的影響造產(chǎn)生變化，影響實際檢測效果。為了提高樣本污水的檢測效率和檢測準確度。新設(shè)計的檢測基礎(chǔ)對光譜儀檢測結(jié)構(gòu)進行系統(tǒng)升級。加入樣品反應(yīng)艙、水源流路、信號控制系統(tǒng)。

污水樣本可以直接通過水源流路進入到制定的污水反應(yīng)艙內(nèi)，并在反應(yīng)艙進行樣品消解。樣品反應(yīng)艙可以通過艙外的溫度閥進行艙室恒溫設(shè)定，并具有自動攪拌樣本、超聲波輸出等功能。流路系統(tǒng)包括主流路和次要流路，主要流露負責輸送樣本和反應(yīng)氣泡，輔助流路負責輸出樣品反應(yīng)試劑，確保樣本正確進行消解氧化反應(yīng)。信號控制系統(tǒng)可以作為上部調(diào)節(jié)開關(guān)，實施操控光譜儀和反應(yīng)艙內(nèi)的樣本溶液，輸出光譜數(shù)據(jù)，實現(xiàn)樣本高精度光譜檢測。

3、實驗探究

為了實際檢測新設(shè)計的污染水源檢測方法是否真實有效，對其進行實驗研究。以實驗用COD定值樣品溶液為實驗對象，設(shè)立實驗組和對照組。實驗組使用新設(shè)計的水體污染度檢測方法，對照組使用傳統(tǒng)污染檢測技術(shù)，分別對COD定值樣本進行四組綜合檢測，比較檢測精度詳情如表1所示

實驗證明，新設(shè)計的污水檢測方法檢驗誤差介于1.8～3mg/L明顯小于傳統(tǒng)檢測誤差區(qū)間，具有真實有效性。此外，通過實際測量可以判斷在表2環(huán)境內(nèi)，檢測誤差最小

4、結(jié)束語

隨著現(xiàn)代社會我國污染問題的持續(xù)嚴重，污水治理成為有關(guān)部門最重要的環(huán)境保護工作之一。水體污染檢測技術(shù)是污水治理的基礎(chǔ)。通過先進的污水檢測技術(shù)，可以對污染水體進行實時測評分類，并根據(jù)自然水體污染程度，進行高針對性的治理工作，為國家經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展提供有力保障。

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作者簡介：汪毅明（1969-01-27），漢，武漢市水務(wù)集團有限公司，湖北武漢，助理工程師，大學(xué)?？疲芯糠较颍核畯S自動化控制，水處理中的污染檢測技術(shù)。