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基于光学特性表征含油污水含油量
来源:济南乾来环保技术有限公司 发布时间:2019-11-14 15:02:15 浏览次数:

  为实现含油污水含油量在线测量,本章基于含油污水光学特性随含油量的变化规律,通过最小二乘法[57]获取含油污水光学特性与含油量关系。首先通过酒精做方法验证,然后借助 Origin 软件实现含油污水光学特性与含油量的拟合,为避免单一波段不完全对应,本章选择双波段进行拟合分析。

  5.1 方法验证

  将乙醇(分析纯,天津市大茂化学试剂厂)配制成体积分数分别为 10%、20%、40%、50%、60%、80%和 95%的酒精溶液。利用 TU-1900 双光束紫外可见分光光度计对酒精溶液进行透射光谱测量,测量范围是 190-260nm,光谱带宽为 2nm,石英比色皿光程为5mm、10mm 和 20mm,室温为 24℃,所测结果为封装酒精溶液光学腔的总透射光谱,其结果如图 5.1 所示。

  如图 5.1 所示,酒精溶液透射光谱分别在 220nm 和 250nm 处存在强吸收。选择体积分数为 10%、20%、40%、60%、80%、95%的酒精溶液进行透光度与体积分数的拟合,体积分数为 50%的酒精溶液用来分析拟合误差。其中,220nm 和 250nm 波长处封装酒精溶液光学腔的透光度与体积分数如表 5-1 所示。

  分别对 220nm 和 250nm 波长处封装酒精溶液光学腔透光度与体积分数进行最小二乘法拟合,拟合结果如表 5-2 和表 5-3 所示,其中,拟合精度为相关系数 R2,误差为体积分数拟合值相对于真值的相对误差。

  由表 5-2 可以看出,三种光程的拟合精度都比较高,10mm 光程的拟合误差最小,且拟合相对误差在线性拟合时最小,其值为 1.89%,则封装酒精溶液光学腔透光度与体积分数的拟合在 10mm 光程线性拟合中拟合效果最佳,拟合精度为 0.9936,拟合误差为1.89%。

  则 220nm 波长处,酒精溶液体积分数与透光度关系为:

  式中:y——体积分数,%;

  x ——透光度,%。

  由表 5-3 可以看出,10mm 光程的拟合精度相对较高,且拟合误差相对较小。在线性拟合时体现出了较好的拟合效果,拟合精度为 0.9681,拟合误差为 9.41%。

  则 250nm 波长处,酒精溶液体积分数与透光度关系为:

  式中:y——体积分数,%;

  x ——透光度,%。

  以上说明,通过酒精溶液体积分数与透光度的拟合关系式,可以求解出一定透光度对应的体积分数,则此方法可以用于获取含油污水光学特性与含油量的关系,为实现含油污水含油量在线测量提供理论支撑和数据参考。