工业循环水系统中存在三大问题:结垢、腐蚀和微生物生长。为此,人们研制开发出各种水处理试剂,包括阻垢剂、缓蚀剂、絮凝剂等,以减轻此类现象。目前国内外生产的水处理试剂已基本上可以控循环水中存在的问题,但在系统中如何保持合适浓度的有效试剂,成为控制技术的关键。因此,快速、准确地测定工业水系统中水处理剂的浓度至关重要。本研究围绕循环冷却水系统中水处理剂的在线监测这一课题展开,主要研究内容和结果如下:(1)根据钢厂净循环水系统的现场运行情况,设计水处理剂在线监测的技术路线,即将水处理剂和荧光示踪剂按一定比例混合投入系统,对荧光示踪剂进行在线监测,以荧光示踪剂的浓度推算出水处理剂浓度,对水处理剂含量进行间接监测。(2)选定羧基磺基萘二甲酰亚胺(CSN)作为荧光示踪剂,以斑马鱼作为受试生物,进行CSN的毒性试验,试验表明,斑马鱼在CSN浓度为500 ng/mL下曝露96 h后,CSN未对受试生物斑马鱼构成可见的威胁。根据钢厂循环冷却水系统的水质参数,考察温度、pH值、杀生剂等参数对CSN荧光强度的影响。试验结果显示,CSN除受杀生剂的影响导致荧光值降低外,在循环冷却水中其他水质参数条件下,CSN能保持很好的惰性,可作为循环冷却水的荧光示踪剂。(3)从集成化、专用化、小型化的现代分析仪器设计理念出发,研制专用的在线荧光监测仪。仪器部件包括电源模块、激发光源模块、流通池、光信号过滤聚焦装置、检测器、数据分析处理和结果显示装置等。(4)通过实验室试验,考察在线荧光监测仪的稳定性,以及所研发的监测方法及仪器的精密度、检出下限等性能指标。结果显示,仪器的性能达到设计要求。(5)应用动态模拟装置,初步验证了荧光示踪方法在线间接监测水处理剂含量的可行性。试验结果显示,当循环冷却水浓缩倍数值小于2.5时,荧光示踪剂浓度与总磷浓度之间有很好的相关性,采用CSN与水处理剂以一定比例混合的荧光示踪方法,结合研制的在线荧光监测仪,可对循环水浓缩倍数低的循环水系统,如钢厂净循环冷却水系统中的水处理剂含量实行在线间接监测。