CN114354588A - 基于高级氧化技术与双环境消解方案的总氮在线检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于高级氧化技术与双环境消解方案的总氮在线检测方法。本发明采用氧气源电晕式臭氧发生器和夹套式鼓泡反应器使臭氧气体充分均匀地溶解于待测水样中；利用紫外诱导臭氧在水中迅速产生强氧化性的羟基自由基·OH，并在恒温条件下短时间内氧化消解不同形态和价态的含氮化合物；利用高级氧化技术可减少氧化消解过程中化学试剂的使用，解决国标法中易产生二次污染的问题。本发明提出了一种先酸后碱的双环境消解方案，可有效提高消解效率，并提高水体总氮含量测定的准确度和精密度。
Description
技术领域
本发明涉及水质检测技术领域，具体涉及一种基于高级氧化技术与双环境消解方案的总氮在线检测方法。
背景技术
水体总氮是指水中总溶解态氮与悬浮物中氮的总和。总溶解氮由两个部分组成：一个为无机部分，其主要由溶解的游离氨、无机铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐等组成；另一个为有机部分，其组成未知，通常包括尿素、蛋白质、氨基酸、酰基胺、富里酸、腐植酸等。大量的含氮化合物排放会导致水体严重富营养化，引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化。根据地表水环境质量标准(GB 3838-2002)，Ⅴ类水的总氮(以N计)标准限值为≤2mg/L。因此，对自然水体中总氮含量的在线检测具有重要现实意义。
对于水体总氮含量的检测，根据消解方法的不同，主要可分为碱性过硫酸钾法、微波消解法、紫外/过硫酸盐法、高温氧化法等，而目前市场上广泛应用的总氮水质在线自动监测仪主要是基于碱性过硫酸钾法。碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法(HJ 636-2012)是在碱性环境中，利用过硫酸钾溶液在较高的温度(＞120℃)下将溶液中所有含氮化合物的氮转化成硝酸盐，然后利用紫外分光光度计分别测量220nm和275nm波长处的吸光度，计算出净吸光度，最后根据总氮含量与净吸光度之间的正比关系进行总氮浓度的测定。该法具有成本低、转化率高、易于实现等优点，但依然存在一些不可避免的问题，如反应温度较高、氧化试剂容易失效、氧化消解时间长(＞30min)、氮空白不稳定、易产生二次污染等。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于高级氧化技术与双环境消解方案的总氮在线检测方法，采用氧气源电晕式臭氧发生器和夹套式鼓泡反应器使臭氧气体充分均匀地溶解于待测水样中；利用紫外诱导臭氧在水中迅速产生强氧化性的羟基自由基·OH，并在恒温条件下短时间内氧化消解不同形态和价态的氮化合物；减少氧化消解过程中化学试剂的使用，解决国标法中易产生二次污染的问题；提出一种先酸后碱的双环境消解方案，有效提高消解效率，并提高水体总氮含量测定的准确度。
按照本发明提供的技术方案，一种基于高级氧化技术的总氮水质在线检测装置，包括夹套式鼓泡反应器，在夹套式鼓泡反应器内部用石英管护套固定紫外灯；在所述夹套式鼓泡反应器的上部右侧设置一个进液口，连接多通道切换阀的通道2、通道4和通道6，其中通道2和通道4分别用于硫酸和氢氧化钠的进液，通道6用于去离子水和待测水样的进液；在所述夹套式鼓泡反应器的上部左侧设置一个出气口；所述出气口与碘化钾尾气吸收装置连接；在所述夹套式鼓泡反应器的下部右侧设置一个消解液出液口，与多通道切换阀的通道8相连；在所述夹套式鼓泡反应器的底部设置臭氧进气口，依次与电晕式臭氧发生器、流量计、流量调节阀和高纯氧气储罐相连，并在所述臭氧进气口的前后分别设置单向阀和气体分布器；在所述夹套式鼓泡反应器外层夹套的左上和右下分别设置循环水出口和循环水入口，并与循环水泵和恒温水槽相连；所述多通道切换阀的通道1、通道3、通道5、通道7、通道10分别与酸罐、碱罐、待测水样罐、废液罐、空气过滤器相连；所述多通道切换阀的通道9与分析单元中的比色皿相连；所述比色皿的底部设置出液口，与废液罐相连，并在所述出液口设置废液排放电磁阀；在所述分析单元中设置分光光度计进行吸光度的检测；所述多通道切换阀的公共通道与储液环及立式注射泵的第一孔位相连；所述立式注射泵的第二孔位与去离子水罐相连。
所述电晕式臭氧发生器是一种以纯氧为气源的高压放电式臭氧发生器，以高纯氧为气源，可产生质量浓度范围为0～2.5wt％的臭氧与氧气的混合气体。
所述夹套式鼓泡反应器呈圆柱型，材质为普通玻璃，反应器尺寸为：高度200～300mm，内径30～35mm，外径35～40mm，壁厚2～4mm。最优选反应器尺寸为：高度250mm，内径32mm，外径38mm，壁厚3mm；外层夹套尺寸为：高度150～250mm，内径46～50mm，厚度2～4mm。最优选外层夹套尺寸为：高度200mm，内径48mm，厚度3mm。
所述夹套式鼓泡反应器内的待测水样容量最大为60mL。
所述石英管护套呈圆柱型，高度250～300mm，外径23～25mm。最优选石英管护套高度为280mm，外径24mm。
所述紫外灯的功率大小为18W，且照射的紫外光波长为254nm。
所述碘化钾尾气吸收装置为两级串联的碘化钾溶液吸收瓶。
所述夹套式鼓泡反应器的臭氧进气量范围为0.1～1.0L/min，最优选臭氧进气量为0.6L/min。
所述恒温水槽控制水温范围为25～45℃，最优选为40℃。
所述循环水泵为24V直流微型自吸水泵。
所述酸罐中的硫酸溶液浓度为0.05～0.5mol/L，优选为0.1mol/L。
所述碱罐中的氢氧化钠溶液浓度为0.05～0.5mol/L，优选为0.1mol/L。
所述待测水样罐中的待测水样总氮质量浓度范围为0.5～4.0mg/L。
所述多通道切换阀为10通道切换阀，内部集成电机控制电路，支持接受上位机的控制。
所述储液环储液容量范围为1～5mL，最优选储液环容量为5mL。
所述立式注射泵为双孔注射泵，其注射器容量为10mL。
所述废液排放电磁阀为电磁夹管阀。
所述检测装置的待测水样由多通道切换阀通道5吸取，由通道6注入夹套式鼓泡反应器；去离子水由立式注射泵第二孔位吸取，由通道6注入夹套式鼓泡反应器；硫酸溶液由多通道切换阀通道1吸取，由通道2注入夹套式鼓泡反应器；氢氧化钠溶液由多通道切换阀通道3吸取，由通道4注入夹套式鼓泡反应器；消解液由多通道切换阀通道8吸取，由通道9注入比色皿；夹套式鼓泡反应器产生的废液由多通道切换阀通道8吸取，由通道7注入废液罐；比色皿产生的废液通过比色皿底部的出液口注入废液罐；空气经空气过滤器过滤后，由多通道切换阀通道10吸取，用于试剂的隔离；所有试剂、待测水样、去离子水及废液的添加或排放均通过公共通道，并在储液环内暂时存储，靠立式注射泵与多通道切换阀的协同工作将其注入夹套式鼓泡反应器、比色皿或废液罐等。
一种基于高级氧化技术与双环境消解方案的总氮在线检测方法，包括以下操作步骤：
(1)开启恒温水槽，设置温度为25～45℃，同时开启循环水泵，使水经反应器外层夹套循环；
(2)由立式注射泵通过多通道切换阀的第6通道和第2通道依次将待测水样、去离子水、硫酸溶液注入夹套式鼓泡反应器，调节待测水样的pH值为1～3；
(3)当恒温水槽内温度恒定后，打开紫外灯、电晕式臭氧发生器、流量调节阀，调节臭氧进气量为0.1～1.0L/min，消解反应5～20min；
(4)通过多通道切换阀的第4通道将氢氧化钠溶液注入夹套式鼓泡反应器，调节待测水样的pH值为10.5～11.5，继续消解反应5～20min；
(5)关闭紫外灯和电晕式臭氧发生器，继续通氧气驱除待测水样中残余的臭氧；
(6)通气2～10min后关闭流量调节阀，通过多通道切换阀的第2通道将硫酸溶液注入反应器，调节水样的pH至中性或弱酸性，pH至6～7；
(7)通过多通道切换阀的第9通道将消解液注入比色皿，分别在220nm和275nm处测定吸光度，根据净吸光度及总氮校准曲线计算得到待测水样的总氮含量；
(8)打开比色皿底部的废液排放电磁阀，将比色皿中的消解液排放至废液罐；通过多通道切换阀第8通道及第7通道将夹套式鼓泡反应器内剩余的消解液排放至废液罐；
(9)由立式注射泵从第二孔位吸取去离子水，通过多通道切换阀第9通道注入比色皿，静置后打开比色皿底部的废液排放电磁阀，将比色皿中的清洗废液排放至废液罐，重复该操作步骤，对比色皿进行多次清洗；
(10)由立式注射泵从第二孔位吸取去离子水，通过多通道切换阀第6通道注入夹套式鼓泡反应器内，重复操作多次，注入去离子水；开启流量调节阀，调节氧气进气量为0.5～2.0L/min，鼓泡10～60S后关闭流量调节阀，通过多通道切换阀第8通道及第7通道将清洗废液排放至废液罐，重复该操作步骤，对夹套式鼓泡反应器进行多次清洗。
最优选的，一种基于高级氧化技术与双环境消解方案的总氮在线检测方法，主要包括以下操作步骤：
(1)开启恒温水槽，设置温度为40℃，同时开启循环水泵，使水经反应器外层夹套循环。
(2)由立式注射泵通过多通道切换阀的通道6和通道2依次将16mL待测水样、18mL去离子水、2mL硫酸溶液注入夹套式鼓泡反应器，调节待测水样的pH值约为2。
(3)当恒温水槽内温度恒定后，打开紫外灯、电晕式臭氧发生器、流量调节阀，调节臭氧进气量为0.6L/min，消解反应10min。
(4)通过多通道切换阀的通道4将3mL的氢氧化钠溶液注入夹套式鼓泡反应器，调节待测水样的pH值为11左右，继续消解反应10min。
(5)关闭紫外灯和电晕式臭氧发生器，继续通氧气驱除待测水样中残余的臭氧。
(6)通气5min后关闭流量调节阀，通过多通道切换阀的通道2将1mL硫酸溶液注入反应器，调节水样的pH至中性或弱酸性。
(7)通过多通道切换阀的通道9将3.5mL的消解液注入比色皿，分别在220nm和275nm处测定吸光度。根据净吸光度及总氮校准曲线计算得到待测水样的总氮含量。
(8)打开比色皿底部的废液排放电磁阀，将比色皿中的消解液排放至废液罐；通过多通道切换阀通道8及通道7将夹套式鼓泡反应器内剩余的消解液排放至废液罐。
(9)由立式注射泵从第二孔位吸取3.5mL去离子水，通过多通道切换阀通道9注入比色皿，静置30S后打开比色皿底部的废液排放电磁阀，将比色皿中的清洗废液排放至废液罐。重复该操作步骤，对比色皿进行3次清洗。
(10)由立式注射泵从第二孔位吸取10mL去离子水，通过多通道切换阀通道6注入夹套式鼓泡反应器内，重复操作3次，注入30mL去离子水；开启流量调节阀，调节氧气进气量为1.0L/min，鼓泡30S后关闭流量调节阀，通过多通道切换阀通道8及通道7将清洗废液排放至废液罐。重复该操作步骤，对夹套式鼓泡反应器进行3次清洗。
本发明采用氧气源电晕式臭氧发生器，可避免副产物(NOx)的产生及其对总氮检测造成的氮干扰；本发明采用夹套式鼓泡反应器促使臭氧气体充分均匀地溶解于待测水样中；本发明利用紫外诱导臭氧在水中迅速产生强氧化性的羟基自由基·OH，在低温条件下短时间内即可氧化消解不同价态和形态的含氮化合物，减少氧化消解过程中化学试剂的使用及二次污染的产生；本发明提出了一种先酸后碱的双环境消解方案，可有效提高消解效率，并提高水体总氮含量测定的准确度和精密度。
通过以上方法与结构的设计，与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)以高纯氧为气源，可避免以空气为气源产生的有害副产物(NOx)及其对总氮检测造成的氮干扰，同时产生的臭氧混合气体气压较高，便于连续调节臭氧进气量；
(2)反应温度低，≤40℃；
(3)氧化消解时间短，20min可氧化消解4.0mg/L的总氮标准溶液；
(4)以氧气经高压电晕产生的臭氧为引发剂，并利用紫外诱导臭氧在水中迅速产生强氧化性的羟基自由基·OH，减少氧化消解过程中化学试剂的使用，且残余的臭氧气体可自身分解为氧气，减少二次污染；
(5)先酸后碱的双环境消解方案，可有效提高消解效率，并提高水体总氮含量测定的准确度。
附图说明
图1是本发明基于高级氧化技术的总氮水质在线检测装置的结构示意图；
图2是本发明的总氮校准曲线。
其中，1-高纯氧气储罐；2-流量调节阀；3-流量计；4-电晕式臭氧发生器；5-单向阀；6-气体分布器；7-外层夹套；8-循环水出口；9-出气口；10-紫外灯；11-进液口；12-循环水入口；13-消解液出液口；14-碘化钾尾气吸收装置；15-循环水泵；16-恒温水槽；17-空气过滤器；18-多通道切换阀；19-废液罐；20-待测水样罐；21-碱罐；22-酸罐；23-尾气排放；24-比色皿；25-分析单元；26-废液排放电磁阀；27-储液环；28-立式注射泵；29-去离子水罐。
具体实施方式
如图1所示，为本发明基于高级氧化技术的总氮水质在线检测装置，包括夹套式鼓泡反应器，在夹套式鼓泡反应器内部用石英管护套固定紫外灯10；夹套式鼓泡反应器的上部右侧设置一个进液口11，连接多通道切换阀18的通道2、通道4和通道6，其中通道2和通道4分别用于硫酸和氢氧化钠的进液，通道6用于去离子水和待测水样的进液；在夹套式鼓泡反应器的上部左侧设置一个出气口9；出气口9与碘化钾尾气吸收装置14连接；在夹套式鼓泡反应器的下部右侧设置一个消解液出液口13，与多通道切换阀18的通道8相连；在夹套式鼓泡反应器的底部设置臭氧进气口，依次与电晕式臭氧发生器4、流量计3、流量调节阀2和高纯氧气储罐1相连，并在臭氧进气口的前后分别设置单向阀5和气体分布器6；在夹套式鼓泡反应器外层夹套7的左上和右下分别设置循环水出口8和循环水入口12，并与循环水泵15和恒温水槽16相连；所述多通道切换阀18的通道1、通道3、通道5、通道7、通道10分别与酸罐22、碱罐21、待测水样罐20、废液罐19、空气过滤器17相连；多通道切换阀18的通道9与分析单元25中的比色皿24相连；比色皿24的底部设置出液口，与废液罐19相连，并在出液口设置废液排放电磁阀26；在分析单元25中设置分光光度计进行吸光度的检测；多通道切换阀18的公共通道与储液环27及立式注射泵28的第一孔位相连；立式注射泵28的第二孔位与去离子水罐29相连。
电晕式臭氧发生器4是一种以纯氧为气源的高压放电式臭氧发生器，以高纯氧为气源，可产生质量浓度范围为0～2.5wt％的臭氧与氧气的混合气体。
夹套式鼓泡反应器呈圆柱型，材质为普通玻璃，反应器尺寸为：高度250mm，内径32mm，外径38mm，壁厚3mm；外层夹套7尺寸为：高度200mm，内径48mm，厚度3mm。
夹套式鼓泡反应器内的待测水样容量最大为60mL。
石英管换套呈圆柱型，石英管护套高度为280mm，外径24mm。
紫外灯10的功率大小为18W，且照射的紫外光波长为254nm。
碘化钾尾气吸收装置14为两级串联的碘化钾溶液吸收瓶。
夹套式鼓泡反应器的臭氧进气量范围为0.6L/min。
恒温水槽16控制水温范围为40℃。
循环水泵15为24V直流微型自吸水泵。
酸罐22中的硫酸溶液浓度为0.1mol/L。
碱罐21中的氢氧化钠溶液浓度为0.1mol/L。
待测水样罐20中的待测水样总氮质量浓度范围为0.5～4.0mg/L。
多通道切换阀18为10通道切换阀，内部集成电机控制电路，支持接受上位机的控制。
选储液环27容量为5mL。
立式注射泵28为双孔注射泵，其注射器容量为10mL。
废液排放电磁阀26为电磁夹管阀。
检测装置的待测水样由多通道切换阀18通道5吸取，由通道6注入夹套式鼓泡反应器；去离子水由立式注射泵28第二孔位吸取，由通道6注入夹套式鼓泡反应器；硫酸溶液由多通道切换阀18通道1吸取，由通道2注入夹套式鼓泡反应器；氢氧化钠溶液由多通道切换阀18通道3吸取，由通道4注入夹套式鼓泡反应器；消解液由多通道切换阀18通道8吸取，由通道9注入比色皿24；夹套式鼓泡反应器产生的废液由多通道切换阀18通道8吸取，由通道7注入废液罐19；比色皿24产生的废液通过比色皿24底部的出液口注入废液罐19；空气经空气过滤器17过滤后，由多通道切换阀18的通道10吸取，用于试剂的隔离；所有试剂、待测水样、去离子水及废液的添加或排放均通过公共通道，并在储液环27内暂时存储，靠立式注射泵28及多通道切换阀18的协同工作将其注入夹套式鼓泡反应器、比色皿24或废液罐19等。
一种基于高级氧化技术与双环境消解方案的总氮在线检测方法，主要包括以下操作步骤：
(1)开启恒温水槽16，设置温度为40℃，同时开启循环水泵15，使水经反应器外层夹套7循环。
(2)由立式注射泵28通过多通道切换阀18的通道6和通道2依次将16mL待测水样、18mL去离子水、2mL硫酸溶液注入夹套式鼓泡反应器，调节待测水样的pH值约为2。
(3)当恒温水槽16内温度恒定后，打开紫外灯10、电晕式臭氧发生器4、流量调节阀2，调节臭氧进气量为0.6L/min，消解反应10min。
(4)通过多通道切换阀18的通道4将3mL的氢氧化钠溶液注入夹套式鼓泡反应器，调节待测水样的pH值为11，继续消解反应10min。
(5)关闭紫外灯10和电晕式臭氧发生器4，继续通氧气驱除待测水样中残余的臭氧。
(6)通气5min后关闭流量调节阀2，通过多通道切换阀18的通道2将1mL硫酸溶液注入反应器，调节水样的pH至中性或弱酸性。
(7)通过多通道切换阀18的通道9将3.5mL的消解液注入比色皿24，分别在220nm和275nm处测定吸光度。根据净吸光度及总氮校准曲线计算得到待测水样的总氮含量。
(8)打开比色皿24底部的废液排放电磁阀26，将比色皿24中的消解液排放至废液罐19；通过多通道切换阀18通道8及通道7将夹套式鼓泡反应器内剩余的消解液排放至废液罐19。
(9)由立式注射泵28从第二孔位吸取3.5mL去离子水，通过多通道切换阀18通道9注入比色皿24，静置30S后打开比色皿24底部的废液排放电磁阀26，将比色皿24中的清洗废液排放至废液罐19。重复该操作步骤，对比色皿24进行3次清洗。
(10)由立式注射泵28从第二孔位吸取10mL去离子水，通过多通道切换阀18通道6注入夹套式鼓泡反应器内，重复操作3次，注入30mL去离子水；开启流量调节阀2，调节氧气进气量为1.0L/min，鼓泡30S后关闭流量调节阀2，通过多通道切换阀18通道8及通道7将清洗废液排放至废液罐19。重复该操作步骤，对夹套式鼓泡反应器进行3次清洗。
分光光度法定量测定水质总氮的理论基础是朗伯-比尔定律，其检测的基本原理是在溶液的吸光度与硝酸根浓度之间建立线性模型。其中朗伯-比尔定律由公式(1)表示为：
A＝KCL (1)
公式(1)中，A为吸光度值；K为吸光系数，单位为L·mg/mm，与入射光波长及吸光物质的性质等因素有关；C为吸光物质浓度，单位为mg/L；L为吸收液层厚度，单位为mm。通过配制已知浓度硝酸钾的标准试样，测定不同浓度标准试样在220nm和275nm下的吸光度，由公式(2)和(3)分别计算出空白试样的校正吸光度Ab与样品的校正吸光度As，如公式(4)所示，两者的差值即为净吸光度Ar。在实验的多次检测和验证下，发现绘制总氮标准曲线过程中测定的275nm下的吸光度小于仪器自身噪声所造成吸光度的偏差，因此，A275可忽略不计。
Ab＝Ab220-Ab275 (2)
As＝As220-As275 (3)
Ar＝As-Ab (4)
用无氨水代替待测水样，按照以上基于高级氧化技术与双环境消解方案的总氮在线检测方法操作步骤进行7次平行测定，由公式(2)计算得到空白试样的平均校正吸光度Ab。空白试验结果如表1所示。
表1空白实验结果表
按照试验方法测定空白溶液7次，并根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)规定以3倍标准偏差-S和标准曲线斜率-k的比值(3S/k)计算检出限-LOD，得到的LOD≈0.0056mg/L。
同时，用硝酸钾配制0.5、1.0、2.0、3.0、4.0mg/L的总氮标准溶液，在同样的工艺条件下反应，并用同样的检测方法平行测定3次，由公式(3)计算出各标准溶液的平均校正吸光度As，再由公式(4)计算出净吸光度Ar，结果如表2所示。
表2标准溶液消解后的吸光度
| 序号 | 总氮标准溶液浓度(mg/L) | 净吸光度(A<sub>r</sub>) |
| 1 | 0.5 | 0.1368 |
| 2 | 1.0 | 0.2410 |
| 3 | 2.0 | 0.4729 |
| 4 | 3.0 | 0.7422 |
| 5 | 4.0 | 0.9531 |
利用表2的数据绘制总氮校准曲线，如图2所示，在0.5～4.0mg/L范围内线性拟合得到的总氮校准曲线方程为y＝0.2375x+0.0104，测定系数R2为0.9985。其中y代表净吸光度，x代表总氮溶液浓度。
进一步配制1.0mg/L和3.0mg/L的总氮标准溶液，对不同浓度总氮水样进行6组平行测定，并计算检测的精密度和示值误差，结果如表3所示。
表3标样实验结果表
由表3可知，基于高级氧化技术的分光光度法在量程范围内检测总氮的精密度和示值误差分别为0.53％和2.70％，远小于总氮水质自动在线监测仪性能指标要求：精密度≤5％和示值误差在±10％内。
为进一步验证本专利所提出的双环境消解方案的有效性，配制尿素(2mg/L)和氯化铵(2mg/L)的总氮混合溶液，加入硫酸调节溶液的pH至2，反应温度为40℃，进气量0.6L/min，先在酸性条件下消解10min，将总氮溶液中的尿素在臭氧紫外协同作用下消解成NH4 +和NO3 -，然后加入氢氧化钠调节溶液的pH至11，在碱性条件下再消解10min，将总氮溶液中的氯化铵和尿素产生的NH4 +经氧化消解转化为NO3 -，最后利用紫外分光光度计测出总氮的转化率为98.64％，效果优良。
虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。总之，凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于高级氧化技术与双环境消解方案的总氮在线检测方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
(1)开启恒温水槽，设置温度为25～45℃，同时开启循环水泵，使水经反应器外层夹套循环；
(2)由立式注射泵通过多通道切换阀的第6通道和第2通道依次将待测水样、去离子水、硫酸溶液注入夹套式鼓泡反应器，调节待测水样的pH值为1～3；
(3)当恒温水槽内温度恒定后，打开紫外灯、电晕式臭氧发生器、流量调节阀，调节臭氧进气量为0.1～1.0L/min，消解反应5～20min；
(4)通过多通道切换阀的第4通道将氢氧化钠溶液注入夹套式鼓泡反应器，调节待测水样的pH值为10.5～11.5，继续消解反应5～20min；
(5)关闭紫外灯和电晕式臭氧发生器，继续通氧气驱除待测水样中残余的臭氧；
(6)通气2～10min后关闭流量调节阀，通过多通道切换阀的第2通道将硫酸溶液注入反应器，调节水样的pH至中性或弱酸性，pH至6～7；
(7)通过多通道切换阀的第9通道将消解液注入比色皿，分别在220nm和275nm处测定吸光度，根据净吸光度及总氮校准曲线计算得到待测水样的总氮含量。
2.根据权利要求1所述的基于高级氧化技术与双环境消解方案的总氮在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(8)打开比色皿底部的废液排放电磁阀，将比色皿中的消解液排放至废液罐；通过多通道切换阀第8通道及第7通道将夹套式鼓泡反应器内剩余的消解液排放至废液罐；
(9)由立式注射泵从第二孔位吸取去离子水，通过多通道切换阀第9通道注入比色皿，静置后打开比色皿底部的废液排放电磁阀，将比色皿中的清洗废液排放至废液罐，重复该操作步骤，对比色皿进行多次清洗；
(10)由立式注射泵从第二孔位吸取去离子水，通过多通道切换阀第6通道注入夹套式鼓泡反应器内，重复操作多次，注入去离子水；开启流量调节阀，调节氧气进气量为0.5～2.0L/min，鼓泡10～60S后关闭流量调节阀，通过多通道切换阀第8通道及第7通道将清洗废液排放至废液罐，重复该操作步骤，对夹套式鼓泡反应器进行多次清洗。
3.根据权利要求1所述的基于高级氧化技术与双环境消解方案的总氮在线检测方法，其特征在于，采用基于高级氧化技术的总氮水质在线检测装置，包括夹套式鼓泡反应器，在夹套式鼓泡反应器内部用石英管护套固定紫外灯(10)；所述夹套式鼓泡反应器的上部设置一个进液口(11)，连接多通道切换阀(18)的第2通道、第4通道和第6通道，其中第2通道和第4通道分别用于硫酸和氢氧化钠的进液，第6通道用于去离子水和待测水样的进液；在所述夹套式鼓泡反应器的上部左侧设置一个出气口(9)；所述出气口(9)与碘化钾尾气吸收装置(14)连接；在所述夹套式鼓泡反应器的下部右侧设置一个消解液出液口(13)，与多通道切换阀(18)的通道8相连；在所述夹套式鼓泡反应器的底部设置臭氧进气口，依次与电晕式臭氧发生器(4)、流量计(3)、流量调节阀(2)和高纯氧气储罐(1)相连，并在所述臭氧进气口的前后分别设置单向阀(5)和气体分布器(6)；在所述夹套式鼓泡反应器外层夹套(7)的上和下分别设置循环水出口(8)和循环水入口(12)，并与循环水泵(15)和恒温水槽(16)相连；所述多通道切换阀(18)的第1通道、第3通道、第5通道、第7通道、第10通道分别与酸罐(22)、碱罐(21)、待测水样罐(20)、废液罐(19)、空气过滤器(17)相连；所述多通道切换阀(18)的通道9与分析单元(25)中的比色皿(24)相连；所述比色皿(24)的底部设置出液口，与废液罐(19)相连，并在所述出液口设置废液排放电磁阀(26)；在所述分析单元(25)中设置分光光度计进行吸光度的检测；所述多通道切换阀(18)的公共通道与储液环(27)及立式注射泵(28)的第一孔位相连；所述立式注射泵(28)的第二孔位与去离子水罐(29)相连。
4.根据权利要求1所述的基于高级氧化技术与双环境消解方案的总氮在线检测方法，其特征在于，所述电晕式臭氧发生器(4)是一种以纯氧为气源的高压放电式臭氧发生器。
5.根据权利要求1所述的基于高级氧化技术与双环境消解方案的总氮在线检测方法，其特征在于，所述夹套式鼓泡反应器呈圆柱型，材质为普通玻璃，反应器尺寸为：高度200～300mm，内径30～35mm，外径35～40mm，壁厚2～4mm；
外层夹套(7)尺寸为：高度150～250mm，内径46～50mm，厚度2～4mm。
6.根据权利要求1所述的基于高级氧化技术与双环境消解方案的总氮在线检测方法，其特征在于，所述紫外灯(10)的功率大小为18W，且照射的紫外光波长为254nm。
7.根据权利要求1所述的基于高级氧化技术与双环境消解方案的总氮在线检测方法，所述酸罐(22)中的硫酸溶液和碱罐(21)中的氢氧化钠溶液浓度均为0.05～0.5mol/L。
8.根据权利要求1所述的基于高级氧化技术与双环境消解方案的总氮在线检测方法，所述多通道切换阀(18)为10通道切换阀，内部集成电机控制电路，支持接受上位机的控制。
9.根据权利要求1所述的基于高级氧化技术与双环境消解方案的总氮在线检测方法，所述储液环(27)储液容量范围为1～5mL。
10.根据权利要求1所述的基于高级氧化技术与双环境消解方案的总氮在线检测方法，所述立式注射泵(28)为双孔注射泵。
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