為了確保居民飲水安全,自來水廠在出廠水中會(huì)投加消毒劑,以殺滅水中的細(xì)菌、病毒等微生物,同時(shí)在管網(wǎng)輸送過程中抑制微生物生長(zhǎng),防止二次污染。一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)——游離氯(簡(jiǎn)稱余氯),在水廠消毒中扮演著重要角色。
余氯的存在既是一種保護(hù),也是一種隱患:余氯與水中有機(jī)物(如腐殖酸)反應(yīng)會(huì)生成三氯甲烷(氯仿)、鹵代物、溴酸鹽等消毒副產(chǎn)物,部分副產(chǎn)物屬于致癌物質(zhì)。當(dāng)水中余氯過高時(shí),在日常生活中加熱會(huì)加速余氯與有機(jī)物的反應(yīng),導(dǎo)致消毒副產(chǎn)物的增加。當(dāng)水中余氯過低時(shí),無法抑制水中微生物的生長(zhǎng),也不利于飲水安全。
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,出廠水余氯應(yīng)維持在0.3~2mg/L,管網(wǎng)末梢水不低于0.05mg/L。因此,水廠余氯監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。
目前余氯的監(jiān)測(cè)技術(shù)主要分為兩大類:DPD國(guó)標(biāo)法和電極法。其中,電極法又根據(jù)測(cè)量原理和結(jié)構(gòu)的不同,細(xì)分為三電極恒壓法、原電池法和極譜法等多種方式。
那么,如何科學(xué)監(jiān)測(cè)余氯?本篇將聚焦于DPD法,詳細(xì)解析其測(cè)量原理、維護(hù)及選型關(guān)鍵要點(diǎn)。
DPD法余氯測(cè)量技術(shù)詳解
1. DPD國(guó)標(biāo)法測(cè)量原理
次氯酸與指示劑中的N,N-二乙基對(duì)苯二胺(簡(jiǎn)稱DPD)迅速反應(yīng)產(chǎn)生紅色(顯色)。水中余氯的濃度越高,紅色越深,通過測(cè)量吸光度可以計(jì)算出水中余氯的濃度。
2. 在線DPD法余氯分析儀結(jié)構(gòu)組成
DPD法余氯分析儀的結(jié)構(gòu)組成示意圖如上圖所示,一般包含試劑(指示劑、緩沖液)、進(jìn)試劑裝置、測(cè)量池單元等。
· 緩沖液和指示劑
DPD試劑的主要成分是N,N-二乙基對(duì)苯二胺(簡(jiǎn)稱DPD),DPD與水中余氯反應(yīng)變成紅色,實(shí)際在日常使用過程中,DPD也會(huì)與試劑瓶中空氣中的氧氣反應(yīng)變紅,因此DPD試劑混合后,隨著時(shí)間的推移,顏色會(huì)越來越紅,對(duì)低余氯測(cè)量產(chǎn)生干擾。
· 試劑供給裝置
試劑供給裝置的目的是將DPD試劑抽進(jìn)測(cè)量池,DPD每種試劑單次測(cè)量的用量約20~60uL(不同設(shè)備的用量不一樣)。
· 測(cè)量池
測(cè)量池一般內(nèi)部包括比測(cè)單元和攪拌單元。攪拌單元的目的是將指示劑、緩沖液、水樣充分混合,確保水中次氯酸與DPD充分接觸后顯色。比測(cè)單元的用于測(cè)量顯色后溶液的吸光度變化。
DPD余氯測(cè)量維護(hù)
DPD法余氯日常維護(hù)主要包括試劑更換、蠕動(dòng)泵管更換和測(cè)量池清洗:
DPD法余氯測(cè)量選型
DPD余氯在線分析儀作為水廠消毒劑投加的重要控制設(shè)備之一,要求DPD余氯分析儀測(cè)量準(zhǔn)確、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好,選型時(shí)建議重點(diǎn)考慮如下方面:
1. 試劑供給裝置
試劑供給裝置的長(zhǎng)期穩(wěn)定性是余氯測(cè)量精準(zhǔn)可靠的重要因素。如果每次試劑量不一致,會(huì)直接影響測(cè)量結(jié)果。目前市面上多采用蠕動(dòng)泵方案,但滾輪交替擠壓軟管會(huì)導(dǎo)致流體斷續(xù)輸出,形成脈沖流,進(jìn)而影響試劑量的穩(wěn)定性。
提升試劑量穩(wěn)定性的方法是選擇多滾輪結(jié)構(gòu)(如6滾輪優(yōu)于3滾輪);此外,蠕動(dòng)泵長(zhǎng)期擠壓泵管易導(dǎo)致泵體變形,選用高剛性材料(如不銹鋼、PPS塑料)制作泵外殼也是確保長(zhǎng)期穩(wěn)定性的關(guān)鍵。
2. 試劑攪拌功能
測(cè)量池需要快速混勻試劑與被測(cè)水樣,試劑攪拌功能重點(diǎn)選擇攪拌充分、故障率低的方案;從長(zhǎng)期可靠性方面考慮,驅(qū)動(dòng)攪拌的動(dòng)力應(yīng)減少運(yùn)動(dòng)部件的使用,如電機(jī)(電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)故障率相對(duì)高)。
3. 缺試劑診斷功能
試劑消耗完后,由于缺乏試劑無法顯色會(huì)導(dǎo)致測(cè)量值接近0,儀器異常的輸出會(huì)誤導(dǎo)消毒劑自動(dòng)投加系統(tǒng)增加消毒劑的投加量,最終造成出廠水余氯超標(biāo)和藥劑成本的增加。儀器的缺試劑診斷功能能提升數(shù)據(jù)的有效性,避免上述情況的發(fā)生。
4. 缺水樣檢測(cè)功能
當(dāng)測(cè)量池中沒有進(jìn)水但正常進(jìn)試劑時(shí),試劑與空氣反應(yīng)變成深紅色導(dǎo)致玻璃窗口快速被沾污,另外試劑結(jié)晶會(huì)造成管路堵塞。儀器的缺水樣診斷功能能自動(dòng)識(shí)別進(jìn)水異常并停止進(jìn)試劑,避免上述情況的發(fā)生。
5. DPD試劑
選擇試劑消耗量小的設(shè)備意味著更低的長(zhǎng)期使用成本,常見設(shè)備的一種試劑(如緩沖液)一個(gè)月的消耗量為500mL左右。
DPD法余氯測(cè)量技術(shù)是水廠消毒劑投加系統(tǒng)不可或缺的一部分。精準(zhǔn)、穩(wěn)定的余氯監(jiān)測(cè)不僅保障了飲水安全,更有效控制了消毒副產(chǎn)物的生成。希望本文能為您在余氯分析儀的選型和使用中提供幫助!
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編輯:趙凡
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