基于 UV 法的 COD/TOC 多参数在线监测系统集成技术

将 UV 法 COD 与 TOC（总有机碳）监测集成于同一系统，可实现 “一仪多测"，降低设备成本与安装空间，核心集成技术如下：

硬件集成方案

共用核心模块：

采样与预处理系统：共用采样泵、过滤器、恒温流通池，通过电磁阀切换实现水样在 COD 与 TOC 检测单元间的分配，确保两参数测量的水样一致性。

光学平台：采用同一光学底座，集成 254nm（COD 检测）、185nm+254nm（TOC 检测，185nm 用于氧化有机物为 CO₂，254nm 用于检测 CO₂）光源，通过光栅或滤光片切换波长，减少光学元件数量。

TOC 检测单元集成：

氧化模块：采用紫外氧化法（185nm 紫外光氧化有机物），无需化学试剂，与 UV 法 COD 的无试剂特点匹配，氧化效率可达 95% 以上（对多数有机物）。

检测模块：集成非分散红外（NDIR）检测器，用于测量氧化产生的 CO₂浓度（TOC 与 CO₂浓度成正比），NDIR 检测器体积小（直径 30mm，长度 100mm），便于集成。

控制系统与时序设计

同步控制：采用 STM32 系列单片机作为主控制器，协调 COD 与 TOC 的测量时序，避免相互干扰：

测量周期：默认 10 分钟 / 次，先进行 COD 测量（2 分钟），间隔 1 分钟后进行 TOC 测量（7 分钟，含氧化时间）。

资源分配：光源、泵、检测器等硬件资源通过控制器调度，确保同一时间仅一个参数使用，避免冲突。

联动校准：当进行 COD 校准时，同步采集 TOC 标准溶液的测量值，更新 TOC 校准曲线，减少单独校准的工作量。

数据处理与输出

数据融合：系统内置 COD 与 TOC 的相关性模型（如 TOC = k×COD + b），可根据用户需求输出单独参数或融合结果（如 “COD 120mg/L，TOC 35mg/L，比值 3.4"）。

统一接口：数据通过同一通讯模块（4G/RS485）输出，支持 HJ 212-2017 协议，可同时上传 COD 和 TOC 数据至环保平台，无需额外协议转换。

集成优势与应用场景

优势：

成本降低：集成系统成本比单独 COD+TOC 仪器低 30-40%。

安装便捷：只需一套采样管路和安装空间，适合空间受限的监测点（如企业小型排污口）。

数据一致：同一水样测量，避免因采样差异导致的 COD 与 TOC 数据不匹配。

应用场景：

工业废水：同时监测 COD（排放指标）和 TOC（工艺控制指标），如制药废水处理中，TOC 更能反映可生物降解有机物含量。

饮用水：CODUV 监测天然有机物，TOC 监测总有机碳，二者结合评估消毒副产物生成风险。