基于误差反传网络废水氨氮检测方法及其数学建模的研究(2)
5.2.2样本数据处理 25
6.模型实际应用 31
7.结论与展望 34
7.1结论 34
7.2展望 34
附 录 38
1绪论
1.1 课题研究背景
氨氮是指水中的氮以游离氨（ ）和铵离子（ ）形式存在。水体中氨氮主要源于有机氮污染，是水体富营养化的重要指标。而氨氮超标在微生物作用下，可分解成亚硝酸盐氮，最终成为硝酸盐氮。没有经过处理或者处理不完全的含氮污染物排放到水体中会对环境造成一定的危害。微生物对水体中氨氮吸收使得微生物的大量繁殖，引起水华赤潮，其代谢产物，例如藻毒素有致肝癌等毒性。并且水中的溶解氧被藻类不断消耗，导致鱼类等水生动物大量死亡。慢慢的水体变得恶臭，其中的一些毒素富集在水生生物体内，经过植物链一层一层传递，导致食物链的各个层级受到不同程度的破坏，对食物链顶端的人类的健康也有很大的危害。另一方面当水中的亚硝酸盐氮过高，饮用此水将和蛋白质结合形成亚硝胺，是一种强致癌物质。长期饮用对身体极为不利。氨氮还有一定的腐蚀性，污水在管道中流动的过程中，大量的细菌也进入各个管道，细菌在管道中堆积形成垢，这些垢对管道设备堵塞、腐蚀，降低设备的使用寿命。
目前测量氨氮的主要方法是钠氏分光光度法和氨敏电极法。纳氏试剂法测量过程比较麻烦，试样取量大，会产生较多的实验废液，并且需要进行预处理，不然会水中悬浮物和有色离子的干扰，纳氏试剂对环境也有一定的污染。氨敏电极法法在实际废水检测中易受到其他污染物的干扰，偏离真实值。电极法通常不需要对水样进行预处理和具测量范围宽等优点。
因此，本文针对标准水样和实际废水的氨氮检测，建立两种方法之间的联系，以便在实际废水检测中用氨敏电极法替代钠氏分光光度法。
1.2水质情况
本文检测氨氮的水样，分为两种，一种是标准水样，一种是实际水样。其中标准水样是用分析纯的氯化铵配制；实际水样来自于上海中西三文药业有限公司，该厂的制药废水含有大量的苯酚、氨氮、COD，而其他污染物含量非常少。高浓度原水的苯酚含量在1000mg/L以上，COD含量在7-8万mg/L，厌氧池的氨氮含量在400-500mg/L，COD含量在1300mg/L左右，苯酚含量80mg/L左右，电导率30ms/cm多，温度20多度。我在制药厂的废水处理系统中根据不同浓度，抽选几个污水处理池进行取样，并用两种方法测得氨氮含量作为对比。
污水处理系统工艺流程：
工艺流程见上，该制药厂的污水经过预处理罐处理大量苯酚，然后进中和池处理，调节PH后输入厌氧池，经过厌氧发酵处理了一部分氨氮、COD，然后进入兼氧池，通过兼氧菌的进一步处理后进入好氧池，好氧池有5个，通过充分的曝气让活性污泥把有机物进一步分解，然后输入MBR池和中间池，中间池出水进RO房，通过RO膜的作用将合格的水排放出去，污水回流到集水井，打入调节池等待再处理。
1.3实验原理
1.3.1纳氏试剂法的实验原理
水里的氨与纳氏试剂中的碘化汞和碘化钾的碱性溶液发生反应生成淡红棕色胶态化合物，这种颜色在较宽的波长范围内可以被吸收。实验室一般测量的波长范围是410—425nm。
1.3.2电极法实验原理
氨气敏电极是以PH玻璃电极为指示电极，银-氯化银为参比电极形成的电极对，把它们一起放在盛有 0.1mg/L 的氯化铵内充液的塑料套管里。在塑料套管的底端有一个仅氨气可以通过的疏水微孔透气膜。在水样中加入氢氧化钠把pH提高到11以上，铵盐转化为氨，通过扩散作用氨通过半透膜而水和其他离子则不能通过，反应如下：
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