随着人类生产效率和生活质量的不断提高,人类以及动植物的数量正在不断接近自然界的环境负荷量,自然资源的保护与高效利用也引起了越来越多的重视。城市污水处理厂是人类影响水环境质量的关键环节,其运行效率和尾水质量受到越来越多的重视。部分污水处理厂为了满足日益严格的污水排放标准,采用远超于实际所需量的能耗和药耗来换取水质的稳定达标,造成资源和投资的大量浪费,也给后续处理和回用带来不便。将智能化技术应用于污水处理中,智能控制处理环节,可有效实现提质增效、节能减排的双重目标。实时在线紫外-可见（UV-Vis）光谱水质检测法是一种具有多种优势的水质实时检测技术,在水质在线检测领域已有一定地发展。本文通过对污水处理厂二级出水有机污染物的分析研究,探索了采用UV-Vis光谱法检测二级出水有机物浓度的可行性;进一步地,采用统计学方法构建了水质COD预测模型,并详细地讨论了模型优化构建过程;最后,结合UV-Vis光谱法检测水中有机物的方法原理和COD预测模型的构建过程,提出了采用UVVis光谱法检测抗生素废水的模型构建思路,为智能化水质检测多领域应用的发展奠定基础。具体内容如下:1.UV-Vis光谱法检测二级出水有机物浓度的可行性研究（1）研究分析了紫外-可见光谱法检测九种带某类或某几类活性官能团有机物的光谱特征吸收。结果显示,具有羟基或醛基且两者不直接相连的葡萄糖、甲醇和甲醛并无特征吸收;有两种直接相连活性基团的苯酚、苯甲酸、乙酸钠、丙酸钠、丁酸钠和对苯醌在UV-Vis波段均有一定的特征吸收。对于结构简单的有机物,具有两种或两种以上活性官能团,特别官能团直接相连时,显示出更高的紫外-可见光吸收特性。（2）计算出了采用本实验设备检测各有机物相对应的紫外-可见光谱法最低仪器检出限,按照检出限的大小从低到高分别依次为:对苯醌（0.404 mg/L）<苯甲酸（0.776 mg/L）<苯酚（1.354 mg/L）<乙酸钠（35.87 mg/L）<丙酸钠（55.70 mg/L）<丁酸钠（57.69 mg/L）。2.UV-Vis光谱法水质COD预测模型的构建（1）构建了二沉池出水和三级出水260组水样的全波段和4种选取特征波长建模波长的COD预测模型。结果显示,模型内部交叉验证均方根误差（RMSE）总体差距小,差值最大仅为0.721 mg/L;内部RMSE最小值为4.991 mg/L,与三级总出水COD平均值的相对误差为16.3%,数值偏大。由此可见,采用二沉池出水和三级总出水水样建立的预测模型,其预测能力还需要进一步提高。（2）采用三级总出水共计90组水样构建的COD预测模型,相较于采用全部水样建模明显拥有更高的精度。同时采用COD、硝酸盐和浊度特征波长构建的模型,获得了最优的预测能力,模型拟合优度为0.992,预测RMESP为1.979 mg/L。由此可见,采用硝酸盐和浊度特征波段中对应全波段模型回归方程中系数为负值的波长建模,对模型可以起校准作用,减少了非预测目标水质参数的光谱吸收对模型的影响,进一步了提高模型的预测精确度。3.UV-Vis光谱法检测抗生素废水可行性探究（1）通过实验室配水获取了四环素、氧氟沙星和链霉素在UV-Vis波段的特征吸收波长:四环素有3个特征吸收波长,分别为:217.5 nm、275 nm、357.5 nm,对应最高吸光度分别为:169.69（1/m）、188.32（1/m）、183.31（1/m）;氧氟沙星有四个特征吸收波长,分别为227.5 nm、255 nm、287.5 nm、330 nm,对应最高吸光度分别为:378.38（1/m）、339.44（1/m）、609.77（1/m）、276.15（1/m）;链霉素仅在375 nm处有一特征吸收,对应最高吸光度为12.12（1/m）。（2）通过三种抗生素溶液最大特征波长的吸光度值与质量浓度线性的拟合图,计算出氧氟沙星、四环素、链霉素的紫外-可见光谱法检测最低检出限依次为0.68mg/L、1.57 mg/L、47.22 mg/L,其中,氧氟沙星的检出限达到了微克水平。（3）提出了如下含抗生素制药废水预测模型的构建思路:利用数据驱动模型构建紫外-可见光谱法抗生素预测模型,采用统计分析方法找到衡量其他有机物浓度的波长用于校准模型,并结合现实因素（例如参考制药厂的制作工艺参数）进一步提高抗生素预测模型的预测精度。医疗废水中的抗生素组成更为复杂,难以针对性的检测其中某一种抗生素,可采用化学计量方法找到1个或数个特征波长构建用以表征废水处理程度的模型。