文档介绍：⑧基于近红外光谱法的废水疌快速测量方法的研究申请浙江大学博士学位论文生物系统工程与食品科学学院指导教师:王立人教授、杨祥龙教授专业:农业生物环境与能源工程年作者:何金成
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摘要谱分析,不仅能够区分不同浓度的废水,而且还可以区分废水的来源,能够分辨出废标准差作为检出限时,即置信度为%,对淖畹图斐鱿尬甃~,对水污染给人类健康和工农业生产以及自然环境造成严重的危害。有机污染物是水体污染的主要物质,由于种类繁多,难以一一定量测定,在水质评价中广泛采用综合性指标表征有机污染程度,生化需氧量⒒柩趿是最常用、最重要的指标之一。传统的测量方法是基于传统和已知的化学方法,需要消耗试剂、产生二次污染,只适合实验室使用,测量周期长,无法反映水体污染的动态过程,不适用于在线分析。自动化、实时化、网络化是水质监测发展的必然趋势,水质指标的测量技术必须符合这个趋势,因此有必要研究适合于自动化、实时化测量技术要求的水质指标测量新方法。近红外光谱技术是世纪年代以来发展最快、最引入注目的光谱分析技术,它测试时间短,实时反映被测对象状态;不破坏样品,不需对样品作预处理直接进行测定,适合现场检测:不消耗化学试剂,不会对环境造成污染,属于绿色分析技术,被广泛应用于各个领域。近红外光在光纤中近乎无损传输,通过光纤很容易实现远距离、多点同时测量,非常适合构建远离现场的在线监测系统。如果能把近红外光谱法应用于水质的测量,结合近红外光光纤技术,可以相对较低成本和较小技术难度构建大型的、远距离的、自动化、网络化的在线监测系统,其优越性是无可比拟的。本研究选取城市生活污水、养殖废水为研究对象,探讨近红外光谱技术对废水疌的测量方法、测量精度、测量条件、测量影响因素及其消除方法,为基于近红外技术的实时动态、多指标的水质监测系统的研制提供理论与实践基础,也为用近红外对其它水质指标的快速检测方法研究提供关键思路。主要研究内容和结论如下:擞弥鞒煞址治觯ㄐ苑治隽朔纤慕焱夤馄住Q芯勘砻鳎煌丛捶水、同一来源存放时间不同的废水近红外光谱有明显的差异。通过对废水的近红外光水随时间变化而发生的化学组成和物理特性的变化。闷钚《朔建立了废水虲的近红外光谱测量模型。~,~,,即置信度为%,则基于近红外光谱法废水测量模型对畹图斐鱿尬~,⒉饬坎问难≡瘢K式焱夤馄自谙卟饬肯低成杓提供基础数据。研究得出了废水疌近红外光谱测量的重要匹配参数是扫描次浙江大学博士学位论文
⑵钚《朔、人工神经网络柚等建模方法对废水疌数为次,扫描分辨率为。提出了双光程组合测量方法,因为近红外透射测量偏最小二乘法苑止夤舛确为参考建立的近红外透射光谱浊度测预测标准误差度;以散射法为参考的近红外反射光谱浊度饬磕P停稳健,对水样的适应性更广。通过对水样光谱进行正交信号校正法和净分析信号法处芯苛朔纤瓸/Q肥娜范ǚ椒ā⒀返奶粞》椒ê鸵斐Q时,单一光程测量难于保证测量灵敏度,在浊∮胠墓獬蹋在~谱区选用的光程测量,使用双光程组合方法建模,可以有效的提高测量灵敏度。近红外漫反射测量时,光纤探头与被测液面的距离梢选择冉狭私焱馔干洹⒎瓷漫反射和透反射饬糠绞较翨/饬模型的性能,透射测量方式下的模型优于反射测量方式下的模型,但是,在线测量中使用光纤的反射测量在测量系统的硬件布置方面更具优势。芯苛朔纤淖嵌群蚿涤τ媒焱夤馄准际醪饬康姆椒ā⒕ǘ取2捎量模型,校正相关系数N.,校正标准误差腟度,正相关系数N.,校正标准误差度,预测标准误差为度。建立了废水的焱庑UP停U喙叵凳齬。达,为,⑽等方面更具优势。芯苛俗嵌取⑽露榷訠/焱獠饬康母扇藕透扇畔椒ā提出了“基于干扰因素剔除法的浊度消除”和“基于散射和透射浊度阈值判断的浊度消除街窒嵌雀扇诺姆椒ǎü笛檠橹ぃ街址椒ǘ寄苡行У南踝嵌榷疌近红外测量的影响,其中“基于散射和透射浊度阈值判断的浊度消除”更理,有效消减了和温度干扰信息对疌近红外测量的影响。品剔除方法。对预处理方法的研究表明,建模前对水样光谱进行预处理是很有必要的,其中“.砘交瞬二阶导数光谱⒄恍藕判Uê途环治鲂号法等三种预处理方法较理想。比较了逐步多元线性回归、主成分回归近红外建模性能,其中以虯法建立的废水疌近红外模型的性能最好。关键词:近红外光谱;废水;生化需氧量;化学需氧量摘要浙江大学博士学位论文
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