COD水质在线监测设备

一、系统核心构成

COD水质在线监测设备需适应水体浊度高、悬浮物多、成分复杂（含氯离子、重金属等干扰物）的特点，整体由水样采集与预处理、检测分析、数据传输与控制、试剂与废液管理四大模块组成，各模块协同实现“从取水到数据上报"的全流程自动化。

模块名称                                              核心组件                                                                                                                                                                                        功能作用                                                                

水样采集与预处理单元         采样泵（潜水泵/自吸泵）、过滤器（滤芯/膜过滤）、混匀器、恒温装置                                           从监测点（如废水排放口、河道）采集代表性水样，去除悬浮物（防堵塞）、混匀水样（确保均匀性）、控制水温（避免温度影响检测精度），输出洁净、稳定的水样至检测单元 

检测分析单元                      反应池（消解池）、试剂加注系统（蠕动泵/注射泵）、检测器（光度计/电极）、温控模块                 向预处理后的水样中添加试剂（如重铬酸钾、硫酸），在高温高压下完成消解反应，通过光学或电化学方法检测反应后物质的浓度，换算为COD值 

数据传输与控制单元            数据采集器、通讯模块（4G/以太网/LoRa）、上位机软件、PLC控制器                                             实时采集检测数据，计算并显示COD浓度、历史曲线、设备状态（如试剂余量、故障报警），支持向环保平台（如国家监控平台）上传数据，同时联动阀门、泵体实现工艺控制（如超标时启动废水回流） 

试剂与废液管理单元            试剂储罐（耐腐蚀材质）、废液收集罐、液位传感器  储存检测所需试剂（避免挥发/腐蚀），实时监测试剂余量（低液位报警），收集反应后的废液（需合规处理，避免二次污染） 

 二、核心检测技术对比（主流方法）

检测分析单元是系统核心，其技术路线直接决定监测精度、响应速度和运维成本，目前主流方法分为化学法（国标优先）和物理法（快速便捷），具体对比如下：

检测方法                                 原理                               优势                                  劣势                                  适用场景                          

重铬酸钾氧化法（国标法）     水样中有机物在强酸、高温（165℃）、催化剂（硫酸银）条件下被重铬酸钾氧化，通过光度计检测剩余重铬酸钾的吸光度，换算COD值（符合GB 11914-1989）     1. 精度高（±5%FS以内），与实验室国标方法一致性好；                    2. 抗干扰能力强（可通过加硫酸汞屏蔽氯离子干扰）；3. 适用于高浓度、复杂成分废水（如化工、印染废水） 1. 试剂消耗大（含硫酸、重铬酸钾等腐蚀性试剂）；2. 消解时间长（约20-30分钟）；3. 需定期处理废液（环保要求高） 工业废水排放口合规监测、污水处理厂达标排放监控

紫外吸收法（UV法）             利用有机物对254nm紫外光的吸收特性，通过检测水样的紫外吸光度（结合浊度补偿）直接换算COD值（无需试剂）   1. 响应快（<5分钟），无试剂消耗；2. 运维成本低，无废液污染；               3. 可实现高频次监测（如每1分钟1次） 1. 仅适用于成分稳定、浊度低的水样（如市政污水二级出水、地表水）；2. 受浊度、色度、悬浮固体干扰大；3. 需定期用国标法校准（避免数据漂移）  污水处理厂工艺过程监控（如曝气池出口）、地表水实时预警

电化学法                               通过电极催化氧化水样中的有机物，测量氧化过程中消耗的电量（库仑法），换算COD值       1. 试剂用量少，响应较快（10-15分钟）；2. 可实现微量COD（0-50mg/L）检测       1. 电极易受重金属、油污污染（需频繁维护）；2. 精度受水样成分影响大（如高盐废水） 低浓度COD监测（如饮用水、纯水），工业废水辅助监测 

核心结论：目前工业废水合规监测（需上传环保平台）以重铬酸钾法为主；地表水/市政污水工艺监控可选用UV法。

三、关键技术特点（针对水质监测痛点）

 1. 水样预处理：解决“干扰物影响"的核心

水质监测的最大挑战是水样成分复杂（含悬浮物、油类、氯离子等），预处理单元需针对性解决：

除浊与过滤：采用多级过滤（如5μm滤芯+0.45μm微孔膜），去除悬浮物（避免堵塞反应池、影响吸光度检测）；部分系统配备“自动反冲洗功能"，定期冲洗滤芯，延长更换周期（减少运维）。

氯离子干扰消除：重铬酸钾法系统中，通过添加硫酸汞试剂（与氯离子形成络合物），可屏蔽≤2000mg/L的氯离子干扰（适合高盐废水，如化工、海水淡化浓水）。

温度与混匀控制：预处理单元内置恒温模块（控制水样温度在20±2℃），避免温度波动影响反应效率；同时通过混匀器搅拌水样，确保采集的水样具有代表性（避免分层导致数据偏差）。

2. 检测单元：保障“数据精准"的关键

试剂精准计量：采用高精度蠕动泵（流量精度±1%）或注射泵（体积精度±0.5%），精准控制水样、氧化剂、催化剂的加注量，避免因试剂过量/不足导致检测误差。

高效消解反应：重铬酸钾法系统采用“密闭高温消解"（165℃±2℃，压力0.1MPa），确保有机物氧化；部分设备配备“微波消解"技术（消解时间缩短至10分钟），提升检测效率。

四、行业主流技术参数（合规性指标）

COD在线监测系统的参数需符合《水污染物在线监测系统（CODcr）技术要求》（HJ/T 377-2007）及地方环保标准，核心参数如下：

参数类别       指标要求（以重铬酸钾法为例）                                                                             说明                                

 测量量程      0-1000mg/L（常规），可扩展至0-5000mg/L                 工业废水COD通常为100-3000mg/L，扩展量程应对高浓度废水（如造纸、印染废水） 

测量精度       ±5%FS（满量程），低浓度（<100mg/L）±8%               确保与实验室国标方法的比对误差≤10%（环保部门验收要求） 

 检出限         ≤5mg/L                                                                       满足地表水、饮用水源地低浓度COD监测需求 

消解时间       20-30分钟（165℃）                                                      符合国标消解条件，确保有机物氧化   

采样周期       15分钟-24小时可设（默认1小时/次）                              高频监测（如15分钟/次）适合工艺调控，低频适合合规上报 

试剂消耗       约50mL/次（含氧化剂、催化剂）                                    单套试剂可连续使用1-2个月（按1小时/次计算） 

防护等级        主机IP65，采样单元IP67                                               适应户外（如河道岸边）、潮湿车间环境   

通讯协议        支持Modbus RTU/TCP、HJ212协议                              HJ212协议为环保平台专用，确保数据合规上传 

五、安装与运维要点

1. 安装位置选择

采样点：需符合《水质 采样方案设计技术规定》（HJ 495），优先选择：

工业废水排放口：在总排放口、车间排放口（如有毒废水）设置，避开管道弯头、阀门（避免水流紊乱导致采样不均）；

地表水：在水面下0.5m处（水深≥1m），远离岸边、排污口（避免局部污染影响）；

主机安装：放置在防雨、通风的机柜内（如监测站房），避免阳光直射（防止试剂分解）、强电磁干扰（如水泵、变频器）。

六、典型应用场景与合规要求     

应用场景                                                                 核心需求                                                                                   推荐检测方法                                                                                                合规依据                           

工业废水排放（化工、印染）            满足环保部门达标排放监控（如COD≤500mg/L），数据需上传省级环保平台        重铬酸钾法                                                                                   《排污许可证申请与核发技术规范》、HJ/T 377 

市政污水处理厂                              工艺调控（如曝气池COD控制）+ 出水达标（如COD≤50mg/L）                          前端工艺：UV法（高频监测）；出水：重铬酸钾法（合规上报）        《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918） 

地表水（河流/湖泊）                      实时预警水质恶化（如COD突升），辅助流域治理                                     《地表水环境质量标准》（GB 3838）   

饮用水源地                                     低浓度COD监测（如COD≤3mg/L），保障饮水安全                                      电化学法                                                                    《生活饮用水卫生标准》（GB 5749）      

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