技術(shù)文章
TECHNICAL ARTICLES水樣中的懸浮物、膠體顆粒會(huì)對(duì)紫外光產(chǎn)生光散射(而非吸收),導(dǎo)致檢測(cè)器接收的光強(qiáng)減弱,被誤判為有機(jī)物吸收增強(qiáng),使 COD 測(cè)量值偏高。光散射的精準(zhǔn)校正是提升 UV 法監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性的核心技術(shù),具體方法如下:
光散射的影響機(jī)制
散射類(lèi)型:根據(jù)顆粒尺寸與光波長(zhǎng)的關(guān)系,分為瑞利散射(顆粒尺寸<λ/10,如膠體)和米氏散射(顆粒尺寸≈λ,如懸浮物),兩種散射均會(huì)導(dǎo)致 254nm 紫外光的傳播方向改變,檢測(cè)器接收光強(qiáng)降低。
影響程度:散射強(qiáng)度與顆粒濃度(濁度)正相關(guān),當(dāng)濁度>50NTU 時(shí),散射導(dǎo)致的吸光度偏差可達(dá) 0.1Abs 以上(相當(dāng)于 COD 偏差>50mg/L),嚴(yán)重影響測(cè)量準(zhǔn)確性。
傳統(tǒng)校正技術(shù)
雙波長(zhǎng)校正法:
原理:采用 254nm(有機(jī)物吸收 + 散射)和 546nm(僅散射,有機(jī)物幾乎不吸收)雙波長(zhǎng)測(cè)量,通過(guò)計(jì)算吸光度差值(A254 - k×A546,k 為散射校正系數(shù))消除散射影響。
局限性:k 值為經(jīng)驗(yàn)系數(shù),隨顆粒性質(zhì)(如粒徑、折射率)變化,在復(fù)雜水質(zhì)中校正精度有限(誤差 ±10%)。
濁度儀聯(lián)動(dòng)校正法:
原理:用在線濁度儀測(cè)量水樣濁度(NTU),建立 COD 測(cè)量值與濁度的線性校正模型(COD 校正 = COD 實(shí)測(cè) - a×NTU)。
適用場(chǎng)景:濁度與散射強(qiáng)度線性關(guān)系穩(wěn)定的場(chǎng)景(如市政污水處理廠),需定期(每月)校準(zhǔn) a 值。
創(chuàng)新校正技術(shù)
多角度光散射補(bǔ)償:
設(shè)計(jì):在流通池周?chē)O(shè)置多個(gè)檢測(cè)器(0°、90°、180°),0° 檢測(cè)器測(cè)量透射光(吸收 + 散射),90° 檢測(cè)器測(cè)量散射光,通過(guò)算法計(jì)算散射光對(duì)透射光的影響比例,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)補(bǔ)償。
優(yōu)勢(shì):能區(qū)分不同類(lèi)型散射(瑞利 / 米氏),校正精度比雙波長(zhǎng)法提升 50%,尤其適用于高濁度水樣(濁度>200NTU)。
機(jī)器學(xué)習(xí)散射校正模型:
原理:收集不同濁度、不同顆粒類(lèi)型水樣的 A254、散射光強(qiáng)、實(shí)際 COD 值數(shù)據(jù),訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型(如隨機(jī)森林),模型輸入為 A254 和散射特征參數(shù),輸出為校正后的 COD 值。
優(yōu)勢(shì):無(wú)需人工設(shè)定校正系數(shù),自動(dòng)適應(yīng)復(fù)雜多變的散射場(chǎng)景,某應(yīng)用案例顯示其校正誤差可降至 ±3% 以內(nèi)。
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