ELOX-100A型COD在线自动监测仪在化工厂直排冷却水集中回收装置的应用

一．装置概述

（一）装置简介、流程及叙述

    某化工厂醇酮装置（U83）、己二酸装置（U84）、己二胺装置（U86）三套装置的RW回水原来没有有效的利用，现在将这些回水通过管道收集起来，集中回收工段，储存在R301罐中，通过P301A/B泵将水稳压送到热电厂，代替RW水使用，最大供水量500吨/小时，年供水量4百万吨。流程图如下：

    由于此RW回水来自各装置换热器、扑集器、呼吸罐等，因此各装置物料可能会对水质有影响，为了保证供水安全，要求水质质量为COD值小于等于10mg/l、PH值：6.5~8.0。因为是持续供水，因此增设了一台在线COD自动监测仪，以便在线准确测量COD值，发现问题及早通知，停止供水，确保为电厂提供合格水。

二．选表理由

    由于传统的COD测量方法繁琐复杂，要使用多种化学试剂，其中有硫酸、重铬酸钾等危险、有害的化学物质，测量过程长达2小时才能得出测量结果，不能保证持续供水的质量，因此我们选用了ELOX-100A型COD在线监测仪，它能在线快速自动测量工业污水和城市污水的化学需氧量，它运用电化学反应原理测量水样的COD值。极大地满足了生产的需要。

(一）ELOX-100A型COD检测仪有如下技术特点：

    1．工作电极的PbO2表面产生的氢氧基是一种具有很高氧化还原电位的强氧化剂，其氧化还原电位远远超过臭氧，所以它的氧化能力极强，即使是很难被氧化的有机物也能被它完全氧化，而且反应速度快，几分钟便可得到测量结果，非常适合于在线快速测量。

    2．仪器仅使用少量低浓度的硫酸钠溶液和葡萄糖溶液，不使用危险、有害的化学试剂，不产生污染环境的化学物质。

    3．仪器内的微电脑自动控制试样和溶液的输入和排出、仪器的校准和测量过程、与其他设备的数据交换和远程控制、自动保存测量数据和操作记录。

    4．仪器的专利取样系统从管道中心流速最大处逆水流方向取样，不会造成堵塞，不用频繁维护清洗，不必使用和更换滤材。

    5．仪器的测量范围广，测量精度和灵敏度高，重复性好。

    6．仪器操作方便、维护量小、耗材费用低。

（二）仪器的主要技术指标

    1．测量范围：1~100mg/l至1~100000mg/l

    2．测量频率：10次/小时~1次/天

    3．测量精度：±5%

    4．输出电流：0~20mADC或4~20mADC、输出阻抗≤500Ω        

    5．外界接口：RS232串行接口

    6．电源：220VAC/50Hz

    7．使用环境：温度5~45 ℃、湿度≤80%  

    8．采样要求：5~10m3/h、0.2~0.3bar

（三）仪器的构成及安装

    ELOX-100A型COD监测仪由仪器主体和采样器两大部分组成。

    1．仪器主体

    主体由泵管系统、控制面板、键盘及电极组成。

    泵管系统的作用是输入和排出液体。包括蠕动泵、电磁阀、软管、测量池、搅拌器等部件。

    ELOX-100A型COD监测仪采用三电极测量法：辅助电极、工作电极、参比电极。工作电极非常敏感！禁止用手触摸工作电极和使用清洗工具来清洗电极！

    2.采样器

   采样器所允许的被测水样流量为5~10m3/h、压力为0.2~0.3bar,水压过高回使进入仪器的水样体积流量产生错误,造成测量误差增大.

    3.安装

   为了调节水压,在供水管道上加了一弹簧管压力表(0~0.06MPa)和分压阀,将被测水样管道接到采样器的入口,此表主体为墙挂式安装,需要提供带有可靠接地的220VAC电源插座,此表安装简单方便.

(四)启动前的准备工作

    1.准备去离子水

   去离子水的消耗量视测量频率而定,一般每天需要10L左右,因此应用一个50~60L的有盖容器盛放.去离子水的电导率应该在1�s/cm ~100�s/cm 的范围.(可用蒸馏水代替)

    2.配制标准液

   通常使用200mg/l的葡萄糖溶液.

    3. 配制电解液

   为0.1M的硫酸钠溶液,即14.2g/l.

    4. 配制再生液

    0.5M的硫酸钠溶液,即71g/l.

上述溶液可用去离子水配制.

    5.安装软管

    将软管插入电磁阀中,再将软管装到蠕动泵中,并与相关管路和容器连接好,一定要按规定的要求安装软管,软管规格安装错误仪器将不能正常工作.

    6.安装电极

    将电极小心地插到测量池盖上的相应孔中.正确连接电极引线,同时将参比电极上的注液小盖打开,从注液孔慢慢注入参比液,直到液面到注液孔的下沿为止.

    7.电源连接

    检查仪器的主开关使其处于OFF位置,连接好内部接线,将仪器电源插头插AC220A、50HZ电源插座上.

(五)仪器的操作

    1.仪器的启动

    在确认管道系统都连接好无泄露,各种试剂都已配制好,软管正确地安装在泵及阀中并且插在相应容器中,电气连接正确无误后,将电源主开关置ON位置.仪器开始自检,出现自检画面后,出现主菜单.

    ELOX100A型COD检测仪中操作软件的强大功能是通过多级菜单操作界面实现对仪器的操作和控制的.仪器的主菜单有RUN(运行)、SERVICE（服务）、SETUP（设置）和DATA（数据）四项，在后三项菜单下各自有子菜单。

    通过软件菜单可以实现以下功能：

    --设置操作参数（分析间隔、校准频率、COD量程等）；

    --设置测量参数（输入实验室数据，进行回归分析等）；

    --设置和检查模拟量输出；

    --设置和检查继电器输出；

    --设置日期和时间；

    --校准；

    --运行；

    --进入内部数据库，查阅测量记录；

    --查看标准函数；

    --查看操作记录；

    --维护和保养；等等。

    在显示的屏幕下方有两行按键提示，说明相关按键所启动的特定功能的信息，提示栏上方是状态行，显示出对于所选菜单的注释或者对当前运行项目的说明。

    操作软件有一个集成帮助系统和填充软管系统，在仪器进行校准和测量之前，所有的软管里面都必须充满相应的液体。

    2．仪器的参数设置

    在使用仪器时，根据实际情况需要调整一些参数，通过主菜单SETUP下的子菜单打开相应的输入屏，在输入区域中键入数值，确认后，仪器会保存输入值，并按照输入参数控制仪器的运行。

    我们对部分参数进行了设置：

    --测量频率：12分钟

    --校准频率：每天一次

    --校准测量范围：0~200mg/l

    --模拟量输出：4~20mA

    --日期和时间：

    在设置了分析间隔、校准频率和COD校准标准以后，仪器软件自动计算出电解液、再生液、标准液和去离子水的每日用量并显示在屏幕上。

    3．仪器的校准

    仪器在运行过程中可手动或自动定时进行校准。在下列情况下开始测量前可以手动进行校准。

    --仪器已在运行中。

    --仪器长时间未运行。

    --已将仪器测量范围重新设定。

    --更换了工作电极。

    校准工作通过主菜单“Service”来进行。按ENTER键打开子菜单，选定5.Caibration或5校准工作开始并自动进行：

    “最小再生时间”结束后，仪器按照屏上所示顺序注入标准液，从0.0mg/l溶液开始进行三点校准。第二点以标准液浓度的50%校准,第三点按标准液浓度的100%校准。

第一个测量点(COD0.0mg/l,纯电解液)为零点电流。

    可以通过观测单个点的测量信号及结果来随时检查仪器的运行情况。

    该画面显示测量数据(电流和COD基准点值).随着校准过程的进行,黑色条相应增加长度,当黑色条达到100%位置时,校准工作完成。

    如果需要取消校准时,可以按F10键.校准工作完成时,状态行中会显示“Calibration completed”信息。

    按F4键则屏幕显示出到现在为止所有的标准函数。

    按F10键之后，服务菜单再次出现。按ESC键退回到主菜单下，此时可开始测量。

    校准完成后，应检查电流值是否满足如下关系：

    2�A〈Curr1〈25�A    Curr3- Curr1〉100�A

    如果不能满足上面两个或其中任何一个关系，应联系厂家。

    4．运行模式

    选定主菜单RUN，按ENTER键，仪器进入运行模式。按F2键启动运行模式,按ESC键取消运行并回到主菜单中。

    进入运行模式后，测量数据屏出现，屏幕下方的操作有如下提示：

    --按F3键：进入测量状态屏

    --按F4键：查看标准函数

    --按F6键：不需中断运行模式便可进入内部数据库查看测量数据。

    --按F10键：终止运行模式，回到主菜单。

    再测量数据屏中可以按F3键调出测量状态屏来观察测量记录和仪器当前运行状态。

    5．COD修正

    ELOX100A型COD监测仪运用电化学原理测量水样的COD 值，是基于已知浓度的标准液来校准仪器量程的零点、中点、和满量程三点的电流值，建立一个标准函数，仪器在测量被测水样的COD时，将测出的电流值对应于标准曲线，得出水样的COD值。

    具体的做法是：

    与仪器平行地进行实验室测量，用实验室COD测量数据与仪器测得的相应电流密度I-spec组成数据对；

    将数据对输入到仪器的操作软件中，软件将这些数据对拟合成一条直线或复合折线。

（六）仪器的维护

    1．试剂的补充：在设置了分析间隔、校准频率和COD校

准标准后，仪器就可以自动计算出电解液、标准液和去离子水的每日用量并显示在屏幕上。大约用量如下：

    PW水：3.5l/day

    电解液:273 l/day

    再生液:395 l/day

    标准液:42 l/day

    根据每日用量,定期进行试剂补充。

    2．停机时的处理

    （1）短期停机（2天以内）：要终止运行模式，排空采样及回流管路，保持仪器通电状态，关闭采样管路。

    （2）长期停机时：要终止运行模式，排空采样及回流管路，关闭仪器电源，保存电极，清洗测量池，放松泵阀软管，清洗排水管，将装置保存在干燥无霜处。

    （3）短期停机后重新启动仪器：首先开通采样管路，填充测量池，校准，开启运行模式。

    3．每周维护：除补充必须的试剂外，要检查泵阀软管，校准仪器，在一个测量周期内观察和校正仪器。

    4．每月维护：清洗测量池，清洗试剂容器，检查并更换泵阀软管，填充软管系统及测量池，校准仪器。

    维护时一定要注意：

    （1）工作电极很敏感！禁止触摸电极表面和使用清洗工具清洗电极！仪器断电时，任何情况下电极都不可置于溶液中！

    （2）去除参比电极上的结晶物时，必须使用去离子水清洗电极三次以上，以溶解盐分。

    （七）常见故障排除

    1．显示屏变暗（绿灯亮）：可能是保险丝熔断，检查及更换右侧的两根保险丝。

    2．运行模式中显示：“校准失败”

    可能原因是工作电极无信号输出，标准液用完或校准操作错误或搅拌器故障。

    解决办法是：--检查试剂容器的液位，及时补充试剂。

                --检查试剂是否被输入测量池。

                --检查输入测量池的液位是否正常。

                --紧急停机，配制新的标准液 ，启动运行模式进行校准。

                --与服务商联系。

    3．运行模式中显示：“电解液加热器故障”

    可能原因是电解液加热器是空的。

    解决办法是：紧急停机，点击“填充管道系统”，检查并确保各种溶液被输送，等待几分钟后开启运行模式。

    4．校准的灵敏度降低

   可能原因是：参比电极中无电解液或工作电极的镀层脱落。

    解决办法是：--用标准K2SO4溶液天注参比电极。

                --检查工作电极镀层是否有闪光点，有则更换电极，用再生液注满测量池，至少等待1小时后再进行操作。

    5．标准液电流值变高

   可能是去离子水不纯，应确保去离子水电导率小于100�s/cm。

三．结束语

    ELOX-100A型COD在线自动检测仪，自投用以来已有5年时间，运行一直较平稳，指示准确且维护量很小，试剂的消耗量也较小，为某化工厂RW水的回收利用提供了很好的服务，为电厂提供了4百万吨/年合格水，大大节约了能源。

                                       注：本文为专家原创，文责由作者自负。