一种水质在线监测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种水质在线监测系统，包括泵、储液单元、反应－检测单元、多通道选向阀，所述多通道选向阀上具有进样通道、试剂通道、分析通道和连通所述储液单元的公共通道；所述反应－检测单元包括光源、反应－检测室、检测器及分析装置，所述反应－检测室的一端连通所述分析通道，另一端连接阀门。本发明专利技术还公开了一种水质在线监测方法。本监测系统结构简单、测量精度高、能测量水样中的多个参数、响应速度高。可广泛应用在各种水源的水质在线监测，如生活污水、工业污水、河水、江水等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水质分析，特别涉及一种水质在线监测方法及系统。
技术介绍
国家标准规定的氨氮和化学需氧量的湿法化学分析方法中，均需要向样品 中加入一定量的多种化学试剂进行反应，然后再通过容量法或者分光光度法等 方法进行定量测定。如图1所示，意大利Systea公司生产的一种水质在线监测系统，被测水样、 各种试剂、标液、零液分别通过阀门与蠕动泵连通，而蠕动泵依次连接反应室、 测量室，测量室的一端连通外界。光源发出的光穿过测量室内的混合液体后被 检测器接收，并送分析单元分析，从而得到被测水样的参数，如COD (化学需 氧量)，而测量后的废液从测量室内排出。上述水质在线监测系统具有诸多不足1、 样品和化学试剂的定量和抽取均是通过多个电磁阀的开关和蠕动泵的吸 取来完成。每一种试剂均需要一个电磁阀来控制，从而使得在反应试剂种类较 多时，流路的连接和切换控制显得非常复杂，很难实现多种监测指标在同一台 仪器上进行，造成扩展功能不足。2、 结构复杂，使用了多个分别与每一种试剂连接的电磁阀，被测水样与试 剂间的反应和测量置于两个器件内进行。3、 由于电磁阀和连接器件内部死体积的存在，各种试剂容易在流路内残留， 导致前后两次测量之间会相互干扰；而且在流路切换时非常容易引起不同试剂 之间的交叉污染，从而降低了测量精度。4、 在工作过程中，各种试剂和样品都要经过所述蠕动泵，因此会残留在蠕 动泵中；而这些残留的试剂和样品会腐蚀所述蠕动泵，降低泵的使用寿命，提 高了测量成本。5、 响应时间长，如监测水中COD时，反应室是与外界是连通的，反应室内的压力与外界相同，在此条件下各种试剂需在反应室内经历较长时间才能充分反应。水样和试剂间的充分混合也需要较长时间。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述不足，本专利技术提供了一种测量精度高、响应速 度高、测量成本低的水质在线监测方法，还提供了一种测量精度高、扩展功能 强、响应速度高、测量成本低、结构简单的水质在线监测系统。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案一种水质在线监测方法，包括以下步骤a、 多通道选向阀分别选择进样通道和试剂通道，泵通过多通道选向阀的公 共通道分别向储液单元内抽取定量的水样和试剂；b、 打开连接在反应-检测室连通空气端的第一阀门，多通道选向阀选择分析 通道，泵通过所述公共通道将所述水样和试剂推至所述反应-检测室内；c、 水样和试剂间发生反应；d、 测量光穿过反应-检测室内的反应产物，并被接收；e、 分析接收信号，从而得到水样的参数。作为优选，在所述步骤b中，还需打开设置在反应-检测室与分析通道之间 的第二阀门；在所述步骤c中，还需关闭所述第二阀门。作为优选，所述监测方法还包括设置在步骤b、 C之间的如下步骤m、所述泵通过所述公共通道将空气推至所述反应-检测室内，所述空气搅 拌了反应-检测室内的水样和试剂，使水样和试剂混合。作为优选，在所述步骤a、 b中，所述试剂是测量所需要的部分试剂，所述 监测方法还包括设置在步骤m、 c之间的如下步骤nl、多通道选向阀选择试剂通道，泵通过所述公共通道向储液单元内抽取 定量的其他试剂；多通道选向阀选择分析通道，泵通过所述公共通道将所述其他试剂推至反 应-检测室内。作为优选，所述监测方法还包括设置在步骤nl、 c之间的如下步骤n2、所述泵通过所述公共通道将空气推至所述反应-检测室内，所述空气搅拌了反应-检测室内的水样和试剂，使水样和试剂混合；作为优选，在所述步骤m中，所述水样和部分试剂混合后，测量光穿过反 应-检测室内的混合物后被接收，得到第一信号；在所述步骤e中，处理第一信号、在步骤d中得到的信号，从而得到水样 的参数。作为优选，所述空气的抽取方式为多通道选向阀选择空气通道，泵通过 多通道选向阀的公共通道向储液单元内抽取一定体积的空气。作为优选，所述步骤a中，多通道选向阀分别选择空气通道、进样通道和 试剂通道，泵通过多通道选向阀的公共通道分别向储液单元内抽取空气、定量 的水样和试剂。为了实施上述方法，本专利技术还提出了这样一种水质在线监测系统，包括泵、 储液单元和反应-检测单元；所述监测系统还包括多通道选向阀，所述多通道选 向阀上具有进样通道、试剂通道、分析通道和连通所述储液单元的公共通道； 所述反应-检测单元包括光源、反应-检测室、检测器及分析装置；所述反应-检 测室的一端连通所述分析通道，另一端连接第一阀门。作为优选，所述反应-检测室与所述分析通道之间安装第二阀门。作为优选，所述多通道选向阀上设置空气通道。作为优选，所述监测系统还包括分别连接所述泵、储液单元的三通阀，三 通阀上设置空气通道。作为优选，所述反应-检测室上安装加热装置。 作为优选，所述泵是注射泵或柱塞泵。 作为优选，所述储液单元是储液环。本专利技术的基本原理是在测量时，通过多通道选向阀选择水样、各种试剂 等对应通道，分别往储液单元内抽取相应的体积，再由泵推至反应-检测室；再 将储液单元内的空气推至反应检测室(空气搅拌了水样和试剂，使两者充分混 合)；水样和试剂在反应-检测室内依次进行试剂混合、反应和光电检测，在反应 过程还可关闭设置在反应-检测室一端的阀门，反应-检测室内递增的压力提高了 反应速度，从而降低了监测系统的响应时间。与现有技术相比较，本专利技术具有如下有益效果1、 本系统采用无死体积的多通道选向阀来选择通道，可以简便、迅速地实 现化学试剂的选择和切换，可以在同一监测系统上分析水样的多个参数，如氨氮(NH3-N)、化学需氧量(CODc》，弥补了现有监测系统扩展性差的不足。2、 结构简单，使用多通道选向阀，替换了多个电磁阀；能够将试剂混合、 条件化学反应和光电检测三项工作于反应-检测室内进行。3、 采用的多通道选向阀解决了由于电磁阀和连接器件等引起的死体积问 题，避免了各种试剂间的交叉污染、测量之间的相互干扰；使用的泵都能抽取 准确体积的试剂、水样，上述措施都有助于提高测量精度。4、 在工作过程中，泵能抽取准确体积的试剂，降低了试剂的使用量，降低 了测量成本。5、 响应时间短，通过关闭安装在反应-检测室一端的阀门，使水样、试剂间 的反应在一个封闭的环境下进行，如在测量COD时，该封闭环境内递增的压力 提高了反应速度，从而大大縮短了测量时间。使用空气去搅拌反应-检测室内的 水样和(部分)试剂，使水样和(部分)试剂间充分混合，縮短了反应时间。 附图说明图1是一种现有水中COD在线监测系统的结构示意图； 图2是本专利技术实施例1中水质在线监测系统的结构示意图； 图3是本专利技术实施例2中水质在线监测系统的结构示意图； 图4是本专利技术实施例3中水质在线监测系统的结构示意图。具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本专利技术作进一步详尽描述。实施例1:如图2所示， 一种水质在线监测系统，用于测量水样中的氨氮、COD，所 述监测系统包括注射泵l、储液环3、多通道选向阀4、反应-检测单元。所述注射泵1的一端连通所述储液环3，储液环3的容积大于注射泵1的容积。所述多通道选向阀4具有进样通道、连接各种试剂的试剂通道、空气通道d、分析通道o、连通所述储液环3的公共通道、连接标定液的标定通道和排废通道 f。所述试剂包括测量氨氮用的屏蔽剂和显色剂、测量COD用的催化剂和氧化 剂，标定液为氨氮标液、COD标液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水质在线监测方法，包括以下步骤：ａ、多通道选向阀分别选择进样通道和试剂通道，泵通过多通道选向阀的公共通道分别向储液单元内抽取定量的水样和试剂；ｂ、打开连接在反应－检测室连通空气端的第一阀门，多通道选向阀选择分析通道，泵通过所述公共通道将所述水样和试剂推至所述反应－检测室内；ｃ、关闭所述第一阀门，水样和试剂间发生反应；ｄ、测量光穿过反应－检测室内的反应产物，并被接收；ｅ、分析接收信号，从而得到水样的参数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：项光宏，韩双来，王健，
申请(专利权)人：聚光科技杭州股份有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]