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在線余氯分析儀的原理
閱讀：7089 發(fā)布時間：2016-6-30
在自來水和污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(yè)循環(huán)冷卻水處理中，也采用加氯殺菌除藻工藝，因為冷卻水在循環(huán)過程中，由于部分水蒸發(fā)，水中的營養(yǎng)物質(zhì)被濃縮了，細菌等微生物就會大量繁殖，易于形成黏泥污垢，過多的黏泥污垢會導(dǎo)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。
游離氯——氯氣在水中生成HClO和ClO-, HClO和ClO-之和稱為“游離氯”。其中游離氯對細菌等微生物有很強的滅殺作用，是游離氯中的有效殺毒成分，所以也將HClO稱為“有效游離氯”。
化合氯——在游離氯起殺菌作用之前，由于水中溶有銨離子、有機物的各種雜質(zhì)，這些雜質(zhì)會首先與游離氯反應(yīng)，耗去一部分游離氯。例如，游離氯會迅速與溶液中的銨離子形成單氯胺和二氯胺。在較長一段時間里，游離氯還會與有機化合物(例如蛋白質(zhì)和氨基酸)起反應(yīng)，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——化合氯加上游離氯就是溶液中的總氯量，稱為總氯。在這些物質(zhì)中只有游離氯才是有效的消毒劑，化合氯幾乎沒有殺毒能力。只有滿足上述耗氯需要后，才會有多余的游離氯來殺滅細菌。
加氯量——加氯消毒時加入的氯量稱為加氯量，加氯量應(yīng)包括需氯量和余氯量兩部分。需氯量是指用于殺死細菌及氧化有機物和還原性物質(zhì)所需要的氯量。
余氯量——是指為抑制水中殘余細菌再度繁殖而余留在水中的氯量，稱為余氯或殘余氯。有人把游離氯稱為余氯，這是不確切的，殺滅細菌后剩余的游離氯才是余氯。
為了維持殺滅細菌的效果，出水中始終要保持余氯量在0.5～1mg/L,在供水管網(wǎng)末端也要保持0.05～0.1mg/L的余氯。測量出水中剩余游離氯含量的儀器稱為余氯分析儀。
在線余氯分析儀主要在下列場合使用：
①自來水廠出水中余氯含量的在線監(jiān)測;
②污水處理廠出水中余氯含量的在線監(jiān)測;
③循環(huán)冷卻水中余氯含量的在線監(jiān)測;
④鍋爐給水處理中余氯含量的在線監(jiān)測。
當(dāng)采用經(jīng)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余氯。因為余氯的存在會破壞離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)，使其強度變差，容易破碎。特別是在自來水廠附近時，水中的余氯含量較高，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(xué)藥劑除氯法。
14.1在線余氯分析儀的測量方法、原理及探頭結(jié)構(gòu)形式
在線測量余氯的方法通常采用的是極譜法，也就是電解池法。
在線余氯分析儀的傳感器探頭有敞開式傳感器和隔膜式傳感器兩種型式。
敞開式傳感器——鉑后金陰極是測量電極，銀或銅陽極是反電極，被測液體在它們之間形成電解質(zhì)。由于電極與被測介質(zhì)直接接觸，容易受到污染，必須連續(xù)不斷地活化，這個過程由被測液體攜帶的小玻璃珠摩擦電極表面來完成。液體的電率必須穩(wěn)定，以保證液體電阻的變化不影響傳感器的測量結(jié)果。此外，液體中若存在鐵或硫的化合物及其他物質(zhì)時，也會對測量造成干擾。敞開式傳感器可測量游離氯和化合氯兩項。其極化時間長達24小時。
隔膜式傳感器——金陰極是測量電極，銀陽極是反電極，隔膜將傳感器密封，里面有*性的電解質(zhì)，電解質(zhì)含有氯化物離子。隔膜式傳感器的測量具有選擇性，隔膜只允許游離氯氯通過，化合氯不能通過,所以它不能測量化合氯，如果只有化合氯存在，就不能用它，但對于游離氯的測量，它是的選擇。
由于采用隔膜密封措施，隔膜式傳感器還具有以下優(yōu)點。
①鐵和硫的化合物等干擾組分不能通過隔膜，從而消除了交叉干擾。
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電導(dǎo)波動的影響。
④測量元件被隔膜密封，不會受到污染，因而其維護量小。
⑤傳感器極化時間短，一般只需30～60min。
目前，在線余氯分析儀大多采用隔膜式傳感器。
隔膜電極式余氯傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理：
隔膜電極式余氯傳感器是由金制的測量電極和銀制的反電極組成，電極浸入含有氯化物離子的電解質(zhì)溶液中，電極和電解液由隔膜與被測介質(zhì)隔離，然而允許氣體擴散穿過。隔膜的作用是防止電解液流失及被測液體中的污染物滲透進來引起中毒。
測量時，電極之間加一個固定的極化電壓，電極和電解液便構(gòu)成了一個電解池。隔膜傳感器具有選擇性，*能擴散通過隔膜的化合物是游離氯，能在電極上請反應(yīng)的是次氯酸(HClO)，即有效游離氯。傳感器是發(fā)生下列電極反應(yīng)：
測量電極(金陰極)：
反電極(銀陽極)：