基于电渗析离子转型的氨氮在线监测技术研究

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1、分类号密级硕士学位论文题目：基于电渗析离子转型的氨氮在线监测技术研究英文并列题目：ResearchontheAmmoniaNitrogenOnlineMonitoringTechnologyBasedontheElectrodialysisIonTransition研究生：陈晓东专业：控制科学与工程研究方向：检测技术与自动化装置导师：杨慧中教授指导小组成员：学位授予日期：2015年6月答辩委员会主席：丁锋江南大学地址：无锡市蠡湖大道1800号二○一五年六月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知

2、，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：碎昤I曰期：年6月;曰关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定:江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被査阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内

3、容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。签名：两、fe导师签名：日期：年〈月）日摘要摘要近年来，水环境问题日益受到人们的关注。氨氮作为水体富营养化以及水质污染的重要指标，成为环境监测的最常用检测变量。目前市场上氨氮在线监测仪主要使用的检测方法是钠氏试剂分光光度法和氨气敏电极法，其中使用钠氏试剂分光光度法的占大多数。但是这种方法容易受到水样色度、浊度的影响，在检测前需要经过复杂的水样预处理过程，设备维护工作量大，需要添加的反应试剂毒性大，会对环境造成二次污染。氨气敏电极法不需要对水样进行预处理，但是氨气敏电极的输出信号受温度等

4、环境影响。因此开发一套结构简单、测量精度高、对环境无二次污染，快速高效的水质氨氮在线监测装置尤为重要，本文的主要研究成果如下：（1）在氨气敏电极方法的基础上，设计了一种采用电渗析离子转型的方法，电解去离子水生成强碱性电解水，取代传统氨气敏电极方法中使用的氢氧化钠溶液，该方法与国标法检测结果对比显示，这种方法完全可以满足氨氮在线监测的需求。（2）针对氨气敏电极易受温度影响的特点，基于能斯特方程，采用回归分析的方法，结合实验研究建立了氨气敏电极测量电位与溶液浓度和温度三者间的三维关系模型，并实验验证了模型的可行性及准确性。（3）进一步研究发现，溶液的

5、搅拌速度会影响氨气敏电极的检测下限。氨气敏电极输出电位受温度和溶液搅拌速度的共同影响，基于能斯特方程，设计正交实验方案，研究建立了氨气敏电极关于温度和搅拌速度的补偿模型，并实验验证了模型的可行性及准确性。（4）对水质氨氮在线自动监测装置进行了优化设计，通过优化装置的电渗析模块、检测模块、PLC控制模块，大大提高了装置的测量精度，延长了装置的使用寿命。并优化了装置的界面。关键词：氨氮；氨气敏电极；电渗析；温度；搅拌速度；补偿模型；PLC；LabVIEWIAbstractAbstractEnvironmentalproblemshavebecomea

6、nincreasingconcerninrecentyears.Asanimportantindicatorofwaterpollution,ammonianitrogenbecomethemostcommonlydetectedvariableofenvironmentalmonitoring.Theprinciplemethodsofdetectingtheammonianitrogenareammonia-gas-sensingelectrodemethodandNessler’sreagentcolorimetricmethodamong

7、themarketdetectionmachine.TheNessler’sreagentcolorimetricmethodiswidelyusedinthemajorityofonlinewaterqualitymonitoringdevices.However,itiseasytobeaffectedbychromaticityandturbidityinthesolution.Weshouldprocesspretreatmentofwatersamples,andthatleadstomoremaintenancework.What’s

8、more,theaddedchemicaloxidantishighlytoxicandcausessecondarypollution