在線餘氯分析儀

在自來水和汙水處理廠的出水階段，廣泛采用加氯消毒工藝，以殺滅水中的細菌和病毒。在工業(ye) 循環冷卻水處理中，也采用加氯殺菌除藻工藝，因為(wei) 冷卻水在循環過程中，由於(yu) 部分水蒸發，水中的營養(yang) 物質被濃縮了，細菌等微生物就會(hui) 大量繁殖，易於(yu) 形成黏泥汙垢，過多的黏泥汙垢會(hui) 導致管道堵塞和腐蝕。

加氯消毒一般是指向水中通入氯氣殺死細菌等微生物，通常是采用瓶裝氯氣。

遊離氯——氯氣在水中生成HClO和ClO^-, HClO和ClO^-之和稱為(wei) “遊離氯”。其中遊離氯對細菌等微生物有很強的滅殺作用，是遊離氯中的有效殺毒成分，所以也將HClO稱為(wei) “有效遊離氯”。

化合氯——在遊離氯起殺菌作用之前，由於(yu) 水中溶有銨離子、有機物的各種雜質，這些雜質會(hui) 首先與(yu) 遊離氯反應，耗去一部分遊離氯。例如，遊離氯會(hui) 迅速與(yu) 溶液中的銨離子形成單氯胺和二氯胺。在較長一段時間裏，遊離氯還會(hui) 與(yu) 有機化合物（例如蛋白質和氨基酸）起反應，形成各種有機氯化合物。氯胺和有機氯化合物一起叫做化合氯。

總氯——化合氯加上遊離氯就是溶液中的總氯量，稱為(wei) 總氯。在這些物質中隻有遊離氯才是有效的消毒劑，化合氯幾乎沒有殺毒能力。隻有滿足上述耗氯需要後，才會(hui) 有多餘(yu) 的遊離氯來殺滅細菌。

加氯量——加氯消毒時加入的氯量稱為(wei) 加氯量，加氯量應包括需氯量和餘(yu) 氯量兩(liang) 部分。需氯量是指用於(yu) 殺死細菌及氧化有機物和還原性物質所需要的氯量。

餘(yu) 氯量——是指為(wei) 抑製水中殘餘(yu) 細菌再度繁殖而餘(yu) 留在水中的氯量，稱為(wei) 餘(yu) 氯或殘餘(yu) 氯。有人把遊離氯稱為(wei) 餘(yu) 氯，這是不確切的，殺滅細菌後剩餘(yu) 的遊離氯才是餘(yu) 氯。

為(wei) 了維持殺滅細菌的效果，出水中始終要保持餘(yu) 氯量在0.5～1mg/L,在供水管網末端也要保持0.05～0.1mg/L的餘(yu) 氯。測量出水中剩餘(yu) 遊離氯含量的儀(yi) 器稱為(wei) 餘(yu) 氯分析儀(yi) 。

在線餘(yu) 氯分析儀(yi) 主要在下列場合使用：

①自來水廠出水中餘(yu) 氯含量的在線監測；

②汙水處理廠出水中餘(yu) 氯含量的在線監測；

③循環冷卻水中餘(yu) 氯含量的在線監測；

④鍋爐給水處理中餘(yu) 氯含量的在線監測。

當采用經過消毒處理的自來水作鍋爐給水進行脫鹽處理時，必須除去自來水中的餘(yu) 氯。因為(wei) 餘(yu) 氯的存在會(hui) 破壞離子交換樹脂的結構，使其強度變差，容易破碎。特別是在自來水廠附近時，水中的餘(yu) 氯含量較高，更需要除氯。目前常用的除氯方法有活性炭脫氯法和添加化學藥劑除氯法。

14.1在線餘(yu) 氯分析儀(yi) 的測量方法、原理及探頭結構形式

在線測量餘(yu) 氯的方法通常采用的是極譜法，也就是電解池法。

在線餘(yu) 氯分析儀(yi) 的傳(chuan) 感器探頭有敞開式傳(chuan) 感器和隔膜式傳(chuan) 感器兩(liang) 種型式。

敞開式傳(chuan) 感器——鉑後金陰極是測量電極，銀或銅陽極是反電極，被測液體(ti) 在它們(men) 之間形成電解質。由於(yu) 電極與(yu) 被測介質直接接觸，容易受到汙染，必須連續不斷地活化，這個(ge) 過程由被測液體(ti) 攜帶的小玻璃珠摩擦電極表麵來完成。液體(ti) 的電率必須穩定，以保證液體(ti) 電阻的變化不影響傳(chuan) 感器的測量結果。此外，液體(ti) 中若存在鐵或硫的化合物及其他物質時，也會(hui) 對測量造成幹擾。敞開式傳(chuan) 感器可測量遊離氯和化合氯兩(liang) 項。其極化時間長達24小時。

隔膜式傳(chuan) 感器——金陰極是測量電極，銀陽極是反電極，隔膜將傳(chuan) 感器密封，裏麵有*性的電解質，電解質含有氯化物離子。隔膜式傳(chuan) 感器的測量具有選擇性，隔膜隻允許遊離氯氯通過，化合氯不能通過,所以它不能測量化合氯，如果隻有化合氯存在，就不能用它，但對於(yu) 遊離氯的測量，它是的選擇。

由於(yu) 采用隔膜密封措施，隔膜式傳(chuan) 感器還具有以下優(you) 點。

①鐵和硫的化合物等幹擾組分不能通過隔膜，從(cong) 而消除了交叉幹擾。

②通過樣品池的流量＞30L/h (流速＞0.3cm/s時，測量值不受被測流量波動影響。

③測量值不受被測液體(ti) 電導波動的影響。

④測量元件被隔膜密封，不會(hui) 受到汙染，因而其維護量小。

⑤傳(chuan) 感器極化時間短，一般隻需30～60min。

目前，大多采用隔膜式傳(chuan) 感器。

隔膜電極式餘(yu) 氯傳(chuan) 感器的結構和工作原理：

隔膜電極式餘(yu) 氯傳(chuan) 感器是由金製的測量電極和銀製的反電極組成，電極浸入含有氯化物離子的電解質溶液中，電極和電解液由隔膜與(yu) 被測介質隔離，然而允許氣體(ti) 擴散穿過。隔膜的作用是防止電解液流失及被測液體(ti) 中的汙染物滲透進來引起中毒。

測量時，電極之間加一個(ge) 固定的極化電壓，電極和電解液便構成了一個(ge) 電解池。隔膜傳(chuan) 感器具有選擇性，*能擴散通過隔膜的化合物是遊離氯，能在電極上請反應的是次氯酸（HClO），即有效遊離氯。傳(chuan) 感器是發生下列電極反應：

測量電極（金陰極）：  

反電極（銀陽極）：

連續不斷的電荷遷移產(chan) 生電流，電流強度與(yu) 次氯酸濃度成正比。下圖是 一種常見的隔膜式餘(yu) 氯傳(chuan) 感器探頭的結構圖：

隔膜式餘(yu) 氯傳(chuan) 感器的外形圖

隔膜式餘(yu) 氯傳(chuan) 感器的結構圖

隔膜式餘(yu) 氯傳(chuan) 感器隔膜的夾層結構圖

    一般是將鉑電阻測溫元件、pH電極和餘(yu) 氯傳(chuan) 感器組裝在一起，做成一個(ge) 測量組件，用以對餘(yu) 氯傳(chuan) 感器的測量結果進行溫度補正和pH值校正。

14.2采用隔膜電極式餘(yu) 氯傳(chuan) 感器測量餘(yu) 氯注意事項：

①由於(yu) 受低流量限製，隔膜電極傳(chuan) 感器隻能安裝在流通式樣品池中，而不能安裝在明渠上直接測量。

②應保證通過樣品池的流量＞30L/h (流速＞0.3cm/s)，並注意被測水樣的溫度、壓力和pH值不應超過儀(yi) 表允許範圍。

③被測水樣中不應有能在傳(chuan) 感器隔膜上形成澱積物的任何懸浮固體(ti) ，否則應采取過濾措施。

④定期補充電解液和對傳(chuan) 感器進行校準（零點標準液必須經活性炭過濾除氯，量程標準液可按儀(yi) 表說明書(shu) 配置製）