測量原理
離子選擇電法ISE從原理上來說,可以使儀器的構(gòu)造相對簡單,測量可以達到快速反應,然而當1991年氨離子測試方法出現(xiàn)的時候,它只能應用于實驗室分析,因為操作者需要擁有特定的操作技巧、嚴格預處理樣品、調(diào)節(jié)溶液的離子強度、保持恒溫測試等。當時普遍認為離子選擇電法不適合在線監(jiān)測。但在2002年情況有了質(zhì)的變化,氨離子在線選擇電法分析儀,這使用了特殊材料制品的電膜,電解液及反應電,以及為避免鉀離子對銨根離子測量的干擾,在測量電中,還設置有專門的鉀離子測量電,通過矩陣式補償方法,來補償并干擾離子的影響。該電因為可以很好的補償處理干擾,從而可以直接投入到污水的曝氣池中使用,測量氨氮的濃度。
自動補償干擾離子的影響
主要干擾離子有兩個:氯離子會干擾硝氮的測試;鉀離子會干擾氨氮的測試。10mg/l鉀離子大約會貢獻0.7mg/l的氨氮讀數(shù),100mg/l氯離子大約會貢獻0.7mg/l的硝氮讀數(shù)。氨氮、硝氮在低濃度(小于10mg/l)測量時受影響更大,因此,需選配額外的氯離子或鉀離子電,以補償干擾離子的影響。
免校正的測試
在安裝上相應的離子電后,傳感器可以馬上測試,無需校正。如果要求比較嚴格,只需執(zhí)行“現(xiàn)場水樣標定”就行了,非常簡單,傳感器無需從水樣中取出。用戶只需定時跟實驗室光度法比較,如果有偏差,再執(zhí)行“現(xiàn)場水樣標定”就行了。除了現(xiàn)場水樣標定外,還可選擇標準溶液2點校正(注:通常是不需要的)。通過校正,系統(tǒng)自動評估各種電的2個性能指標,即漂移電位和斜率。如果這2個指標落在許可范圍內(nèi),則表明校正是成功的。許可范圍為斜率:50;70mV;零點漂移電位:-45;+45mV。
應用
污水處理廠生化降解處理脫氮過程中,除了溶解氧外,還有兩個重要的分析參數(shù)不容忽視,那就是氨氮和硝酸氮,這些參數(shù)對于污水處理廠在低能耗狀態(tài)下,實現(xiàn)高處理效率和效果起著至關(guān)重要的作用。這三個參數(shù)互相關(guān)聯(lián),它們之間的濃度對應關(guān)系調(diào)整的好壞直接關(guān)系到污水處理的效果和鼓風機的電力消耗。以SBR處理工藝為例,是這三個參數(shù)在硝化和反硝化工藝中的時間濃度對應關(guān)系。在硝化過程中,鼓風機引入足量的空氣,溶氧濃度升高并維持在約2mg/l的平均水平,此時,氨氮濃度會逐步減小,硝酸氮濃度相應增大。在反硝化過程中,鼓風機停止工作,溶氧慢慢降低到0mg/l,硝酸氮逐步被還原成氮氣,除氮過程成功完成,同時污水中的氨氮濃度逐漸增高。在此反應過程中,實時檢測水體的氨NH4+和硝氮NO3-,溶解氧的濃度,可以進行準確的工藝控制。之前也常用ORP這個參數(shù)來監(jiān)測控制硝化和反硝化工藝,但ORP這個參數(shù)容易受水體中種種氧化因素的影響,表現(xiàn)不穩(wěn)定,特別是拐點判斷難度較大,經(jīng)常會出現(xiàn)誤操作,提前終止反硝化工藝。