技術(shù)文章
TECHNICAL ARTICLES要保證電極法 COD 監(jiān)測儀的測量精度,需從電極狀態(tài)、樣品處理、儀器校準、環(huán)境控制、操作規(guī)范等多維度建立系統(tǒng)性保障措施,核心是消除 “電極干擾、樣品干擾、系統(tǒng)偏差" 三大關(guān)鍵影響因素。以下是具體實施方法,按優(yōu)先級和操作頻率分層說明:
一、核心:確保電極本身的性能穩(wěn)定(精度的基礎(chǔ))
電極是電極法 COD 監(jiān)測的 “感知核心",其表面狀態(tài)、響應(yīng)性能直接決定測量結(jié)果。需重點做好以下 3 點:
定期清潔,去除表面污染
水樣中的懸浮物、油脂、微生物膜或無機垢(如鈣鎂沉淀、硫化物)會附著在電極表面,阻斷電極與水樣的電子轉(zhuǎn)移,導(dǎo)致響應(yīng)滯后或讀數(shù)偏低。
清潔頻率:根據(jù)水樣污染程度調(diào)整,一般每周 1 次(清潔水樣可延長至每 2 周,高濁 / 高污染水樣需每 3-5 天 1 次);
清潔方法:用軟毛刷蘸取中性洗滌劑(如 0.1% 洗潔精溶液) 輕輕刷洗電極表面,再用去離子水沖洗干凈;若有頑固無機垢,可用稀鹽酸(0.1mol/L)浸泡 5-10 分鐘(避免長時間浸泡腐蝕電極涂層),最后用去離子水沖洗至 pH 中性。
按時校準,修正電極漂移
電極使用過程中會因 “涂層老化、溫度變化" 產(chǎn)生基線漂移,需通過標準溶液校準抵消偏差,這是保證精度的關(guān)鍵步驟。
校準頻率:手次使用前必須校準;日常每 2 周 1 次全量程校準,每周 1 次單點校準(若儀器支持);更換電極后、水樣成分突變(如 COD 濃度從幾十驟升至幾百 mg/L)后,需立即重新校準;
校準標準:使用國家認可的 COD 標準溶液(如鄰苯二甲酸氫鉀標準液,濃度覆蓋儀器測量范圍,例如低濃度 50mg/L、中濃度 200mg/L、高濃度 1000mg/L),避免用自制非標溶液(易因配制誤差引入偏差);
校準操作:嚴格按儀器說明書步驟進行,確保標準溶液溫度與水樣溫度一致(溫差≤2℃),校準后需驗證 “校準點誤差≤±5%",否則需重新校準。
及時更換老化電極
電極涂層(如重金屬氧化物涂層、導(dǎo)電聚合物涂層)有使用壽命(一般 1-2 年,高污染水樣下可能 6-8 個月失效),老化后會出現(xiàn) “響應(yīng)速度變慢、讀數(shù)重復(fù)性差(多次測量偏差>10%)、無法校準至標準值" 等問題,此時必須更換電極。
更換判斷:除上述現(xiàn)象外,可通過 “空白實驗" 驗證 —— 用去離子水測量,若讀數(shù)>5mg/L(正常應(yīng)<2mg/L),說明電極已老化;
更換注意:新電極需按說明書 “活化處理"(如浸泡在專用活化液中 24 小時)后再校準使用,避免直接投入測量。
二、關(guān)鍵:優(yōu)化樣品預(yù)處理,消除水樣干擾
電極法對水樣中的懸浮物、氯離子、還原性雜質(zhì)(如 S2?、Fe2?、NO??) 敏感,這些物質(zhì)會導(dǎo)致 “假陽性" 或 “假陰性" 結(jié)果(如氯離子會與電極反應(yīng),使 COD 讀數(shù)偏高;懸浮物會吸附電極表面,導(dǎo)致讀數(shù)偏低),需通過預(yù)處理去除:
過濾去除懸浮物
對于濁度>10NTU 的水樣(如工業(yè)廢水、市政污水),需在進入儀器前加裝0.45μm 微孔濾膜過濾器(或?qū)S迷诰€過濾裝置),過濾掉懸浮顆粒;
注意:過濾器需每日檢查是否堵塞(通過觀察流量變化判斷),堵塞后及時更換濾膜,避免因樣品無法正常流通導(dǎo)致測量中斷或數(shù)據(jù)失真。
消除氯離子干擾
氯離子是電極法的主要干擾物(當 Cl?濃度>1000mg/L 時,干擾顯著),需根據(jù)濃度選擇處理方式:
低濃度 Cl?(<1000mg/L):儀器自帶 “氯離子補償功能" 的,需在校準前輸入實際水樣的 Cl?濃度(用氯離子電極或?qū)嶒炇曳椒y定),開啟補償模式;
高濃度 Cl?(>1000mg/L,如化工廢水、海水):需加裝銀鹽沉淀柱(填充 AgNO?改性樹脂),使 Cl?與 Ag?反應(yīng)生成 AgCl 沉淀去除;沉淀柱需每月更換 1 次,避免樹脂失效導(dǎo)致 Cl?穿透。
去除強還原性雜質(zhì)
若水樣中含有 S2?、Fe2?等(如印染廢水、礦山廢水),這些物質(zhì)會優(yōu)先與電極反應(yīng),導(dǎo)致 COD 讀數(shù) “虛高"。可在預(yù)處理階段加入弱氧化劑(如 0.1mol/L H?O?溶液) ,將還原性雜質(zhì)氧化為無害物質(zhì)(如 S2?→S、Fe2?→Fe3?),但需控制氧化劑用量(過量會氧化有機物,導(dǎo)致 COD 偏低),建議通過預(yù)實驗確定最佳添加量。
三、基礎(chǔ):控制運行環(huán)境與儀器狀態(tài)
環(huán)境因素(溫度、pH)和儀器硬件狀態(tài)會間接影響電極反應(yīng)效率,需保持穩(wěn)定:
控制水樣與環(huán)境溫度
電極反應(yīng)速率對溫度敏感(溫度每變化 1℃,COD 讀數(shù)可能變化 2%-3%),需滿足:
水樣溫度:通過儀器自帶的 “恒溫裝置" 將水樣溫度控制在25℃±2℃(若儀器無恒溫功能,需將監(jiān)測儀安裝在恒溫室內(nèi),避免陽光直射或環(huán)境溫度劇烈波動);
環(huán)境溫度:儀器運行環(huán)境溫度保持在5-40℃,避免低溫導(dǎo)致電極響應(yīng)變慢、高溫加速電極老化。
調(diào)節(jié)水樣 pH 至適宜范圍
電極法通常要求水樣 pH 在6-9之間(不同廠家電極略有差異,需參考說明書):
pH<6(酸性水樣):會腐蝕電極涂層,導(dǎo)致讀數(shù)偏低,需加入稀 NaOH 溶液(0.1mol/L) 中和至 pH 7 左右;
pH>9(堿性水樣):會導(dǎo)致電極表面生成氫氧化物沉淀,需加入稀 H?SO?溶液(0.1mol/L) 調(diào)節(jié)至 pH 7 左右;
注意:中和試劑需緩慢添加,避免局部 pH 驟變,同時記錄試劑用量(若用量過大,需考慮 “稀釋效應(yīng)" 對 COD 濃度的影響,必要時進行體積校正)。
維護儀器流路系統(tǒng)
儀器的進樣管、反應(yīng)池、排廢管若堵塞或污染,會導(dǎo)致樣品停留時間不均、交叉污染,影響精度:
每日檢查:觀察進樣流量是否穩(wěn)定(與儀器設(shè)定值偏差≤10%),若流量變小,可能是進樣管堵塞,需用去離子水反向沖洗;
每周維護:用10% 硝酸溶液沖洗流路系統(tǒng)(去除無機垢),再用去離子水沖洗至中性,避免殘留酸液腐蝕管道或電極。
四、保障:規(guī)范操作與數(shù)據(jù)質(zhì)控
即使硬件和預(yù)處理到位,操作不規(guī)范或數(shù)據(jù)未驗證也可能導(dǎo)致精度偏差:
嚴格執(zhí)行操作規(guī)范(SOP)
制定詳細的《電極法 COD 監(jiān)測儀操作維護規(guī)程》,明確 “取樣、校準、清潔、數(shù)據(jù)記錄" 等步驟,避免人為誤差:
取樣:確保取樣點代表性(如避開管道死角、曝氣口),取樣時先排放管道內(nèi)滯留水(至少排放 3 倍管道體積),再采集新鮮水樣;
數(shù)據(jù)記錄:每次測量后記錄 “水樣溫度、pH、校準時間、電極狀態(tài)" 等信息,便于后續(xù)追溯偏差原因。
定期進行數(shù)據(jù)比對驗證
以國家標準方法(重鉻酸鉀法,GB 11914-89) 為基準,定期(每月 1 次)對同一水樣進行 “儀器法" 與 “實驗室法" 的比對:
比對要求:兩者測量結(jié)果的相對偏差應(yīng)≤±10%(若超出偏差,需排查電極是否老化、預(yù)處理是否到位、校準是否準確);
特殊情況:若水樣中含有難降解有機物(如農(nóng)藥、石油類),電極法可能因 “無法玩全氧化有機物" 導(dǎo)致讀數(shù)低于實驗室法,此時需在報告中注明 “電極法適用于可生化性較好的水樣,對難降解有機物響應(yīng)偏低"。
應(yīng)急處理偏差問題
若發(fā)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)異常(如讀數(shù)驟升驟降、重復(fù)性差),需按以下步驟排查:
檢查電極:觀察表面是否污染,用標準溶液驗證電極是否能正常響應(yīng);
檢查預(yù)處理:濾膜是否堵塞、氯離子去除裝置是否失效;
檢查環(huán)境:溫度、pH 是否超出適宜范圍;
重新校準:用新鮮配制的標準溶液重新校準,驗證精度是否恢復(fù)。
總結(jié)
電極法 COD 監(jiān)測儀的精度保障是 “全流程管理",核心邏輯是:通過電極維護確保 “感知準確",通過樣品預(yù)處理消除 “干擾因素",通過校準與比對修正 “系統(tǒng)偏差" 。只要嚴格執(zhí)行上述措施,可使儀器長期保持 “符合國家標準要求的精度"(即對 COD 濃度≤50mg/L 的水樣,誤差≤±10%;50-1000mg/L 的水樣,誤差≤±5%),滿足地表水、市政污水、一般工業(yè)廢水的在線監(jiān)測需求。
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