电化学法污水COD测量技术及仪器研制

论文摘要

本课题来源于山东省科学院海洋仪器仪表研究所承担的山东省科技攻关计划“电化学法污水化学需氧量(COD)测量仪的研制”。本文主要介绍了污水COD检测技术及相关仪器的现状与发展趋势。为解决当前污水COD检测仪器存在的不足,本文创新性地提出了三电极电化学法检测污水COD的技术,并成功研制电化学法污水COD测量仪。该仪器主要包括自动进样系统、化学测量池、三电极传感器、信号采集系统、控制及数据处理系统等几部分,是具有自主知识产权的新型快速、可靠、智能化、无二次污染的污水COD在线监测仪器。以羟基自由基(·OH)作为氧化剂、电化学法作为检测手段,采用结构化设计模式研制了污水COD测量仪,分析了电位检测、信号采集、数据处理系统的误差及误差消除方法,在此基础上确定了最佳的分析条件,并在最佳分析条件基础上通过现场对比试验检验了电化学法测量污水COD的准确度。结果表明本仪器测量方法简便、快捷、灵敏度高,对实际样品的测定结果与国标法的测定结果吻合良好,适合于污水COD在线自动分析测试。本文第一章主要介绍了课题的研究背景与意义以及研究的基本内容和目标;第二章分析了当前COD测量技术与仪器的现状与特点,并叙述了电化学法测量污水COD的原理;第三章详细介绍了电化学法污水COD测量仪的设计,包括仪器的整体结构、进样系统、化学测量系统与硬件控制系统等;第四章介绍了系统软件设计的流程、上位机功能模块、上位机界面设计以及仪器抗干扰措施;第五章分析了仪器的实验数据,得出科学合理的结论;第六章对本文进行总结并提出展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.1.1 污水在线测定和监测的意义
• 1.1.2 化学需氧量 （COD） 的重要意义
• 1.1.3 研发COD 在线监测仪器的重要性
• 1.2 论文的研究内容与目标
• 2 电化学法污水 COD 测量方法对比分析
• 2.1 水质COD 测定方法分析
• 2.2 水质COD 测量仪研究现状
• 2.3 电化学法污水COD 测量原理及方法
• 2.3.1 羟基自由基 （·OH） 氧化—电化学测量原理
• 2.3.2 羟基自由基 （·OH） 氧化—电化学法COD 测量仪的特点
• 2.3.3 三电极法电化学传感器介绍
• 2.4 本章小结
• 3 系统硬件设计
• 3.1 上位机系统构成介绍
• 3.2 下位机系统硬件设计
• 3.2.1 A/D 采样电路设计
• 3.2.2 恒电位控制电路设计
• 3.2.3 I/V 转换电路设计
• 3.2.4 压力传感器
• 4 系统总体软件设计
• 4.1 上位应用程序设计
• 4.2 数据通信协议
• 4.3 下位机程序设计
• 4.3.1 ICCAVR 简介
• 4.3.2 下位机程序设计
• 5 分析测试结果
• 5.1 内部实验
• 5.1.1 实验方法及步骤
• 5.1.2 实验数据分析
• 5.2 外部实验
• 5.3 测试结论
• 6 结论与展望
• 6.1 系统总结
• 6.2 改进与展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 发表的学术论文
• 研究成果