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印染工业产生的废水量大,水质组分复杂,对环境的污染严重。传统的水质化学需氧量(COD)检测方法和仪器因需要复杂的前处理过程,检测时间长,不能满足水质在线原位检测的需要。本课题基于朗伯比尔定律与化学计量学理论,在课题组研发的光纤传感系统的基础上,对印染废水COD原位检测方法及其影响因素展开了分析研究,系统地探究了印染废水COD值与紫外可见吸收光谱的关系以及定性定量预测模型的建立方法。课题研究结果在理论和实践上具有参考价值,为印染废水COD原位检测奠定了基础。研究利用配置的混合染料溶液模拟实际印染废水,使用光纤传感系统原位检测样本紫外可见光谱,建立了基于SIMCA的COD预测分类模型。结果表明建立的预测模型能够根据COD对该混合染料溶液样本进行较好的分类。预测正确率达到95%以上,总体识别率也达到了 75%以上。基于主成分回归(PCR)和偏最小二乘回归(PLS)建立了混合染液的COD定量预测模型。实验中比较了标准化、平滑和一阶导数等预处理方法对于PCR模型精度的影响,在PCR模型基础上建立了 PLS预测模型。结果表明针对本组染料溶液样本,采用标准化光谱预处理优于其他预处理方法。PLS的模型预测精度优于PCR,R2和RMSEP分别为0.874和19.6。针对实际印染废水,以PLS为基本回归算法,建立了基于boosting PLS的COD预测模型,并在boosting PLS算法中加入了无信息变量消除算法(UVE)步骤。结果表明,相比PCR、PLS方法建立的模型,boosting PLS模型的预测精度有较大提高,但计算时间也较长。加入UVE算法后,特征变量下降到全波段光谱变量的41.1%,降低了模型复杂度以及计算时间,预测精度也有所提高,预测结果R2=0.871,RMSEP=34.3。研究了浊度对于印染废水光谱法检测COD的影响,分析了浊度标准液、印染废水过滤后与浊度标准液混合液以及实际印染废水等多种样本中浊度对于紫外可见光谱的影响,分析了在浊度影响下,不同光谱预处理对于印染废水COD预测模型精度的影响。结果表明浊度标准液和混合液中浊度会使样本的光谱紫外波段特别是300nm以下区域产生较大偏移,随着波长的增大,特别进入可见波段后,浊度影响减弱。使用多元散射校正预处理后,通过光谱图以及模型误差计算均发现可基本消除浊度对COD的影响。对比其他预处理方法,在存在浊度影响下,多元散射校正能够显著提高boosting PLS算法建立的印染废水COD光谱预测模型精度,预测结果R2=0.843,RMSEP=36.7,表明模型具有较好的预测性能。研究了温度、pH值对印染废水COD光谱法原位检测的影响,以实际印染废水为实验对象,建立了在紫外、可见和全波段等不同波段处的boosting PLS预测模型,并对模型的优劣进行了评价分析。利用所建立的三个模型分析了温度、pH对光谱法检测COD的影响。结果表明,如无其他因素影响,在紫外波段即240-380nm范围内建立的预测模型的相关系数最高,误差最小,R2 = 0.873,RMSEP = 34.3。温度低于40℃时,印染废水COD受温度影响较小,可忽略温度影响;温度较高时,利用可见波段模型预测COD,得到的温度补偿函数具有较高的相关系数,R2 = 0.905。利用紫外波段建立的模型,预测COD时,在pH小于12时,因pH值对COD影响较小,可忽略不计pH值的影响。如果同时考虑温度、pH的影响,可采用全波段模型。该模型预测得到的COD受温度影响与紫外波段模型结果接近,COD受pH影响得到的偏移最大为7.77%,精度要求较低时,可忽略pH的影响。