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史上最全水质分析仪解读

分析仪表属于化工五大参数仪表中的一大类,分为实验室分析仪和自动在线分析仪两种,实验室分析仪需手动取样分析,而在线分析仪不需人工介入分析过程,而是将实验室的分析步骤全部用自动化来实现。

工厂较常用的自动在线分析仪有:


主制程区:O2 、CO/CO2、H2O、DEW-

POINT、PH、COND等

水处理:SIO2、PH、COND、TURBIDITY、DO等

废水处理:COD、TC/TOC、PH、COND等,

锅炉:ZrO2型氧分析仪、不透光率分析仪、锅炉烟囱尾气分析仪等

根据不同的原理,可用不同的方法来实现这些分析参数的测量,今天主要带大家了解各种水质自动在线分析仪。

PH分析仪

PH值的测量:

可用PH试纸(石蕊试纸)来测量,但是溶液中含金属离子或溶液为有机物溶液时,误差可达到2个PH。

一般用电极电位法来测量PH值,电位分析法所用的电极被称为原电池。原电池是一个系统,它的作用是使化学反应能量转成为电能。此电池的电压被称为电动势(EMF),此电动势(EMF)由二个半电池构成。其中一个半电池称作测量电极,它的电位与特定的离子活度有关,比如甘汞电极在25摄氏度时,1个PH的变化,导致电极电位59.16MV的变化;另一个半电池为参比半电池,通常称作参比电极,与测量溶液相通,电位恒定不变。另外还有一支温度电极,用于补偿样品温度变化的干扰,(温度越高,溶液的PH值越小),

测量电极和参比电极结构图:

由于标准的氢电极很难应用于实际中,所以参比电极常用甘汞电极、银-氯化银电极,注意参比电极内的电解液不可以能与被测溶液发生化学反应,选型时应注意这一点。

测量电极常用玻璃电极(厚约0.2-0.5mm),它在PH=2-10之间有良好的线性,最佳工作范围PH=4-10,超出此范围精度会下降。

下图为参比电极示意图:Ag-AgCl电极和甘汞电极:

下图为玻璃电极示意图:

在线PH分析仪一般将参比电极,测量电极,还有温度电极三支电极合为一个整体

CONDUCTIVITY(电导率)分析仪

在特定的条件下,距离为1CM,截面积为1CM2的两电极间的介质电阻的倒数,为电导率,与电阻率成倒数关系,它的大小和水中电解物的浓度成正比,所以可

用来恒量水的纯净程度。

测量两电极间的电阻就可以得出电导率,但是只能用交流电来测电极间的电阻,因为直流电会使被测溶液发生电解,所以电导率仪一般有一路交流供电(AC110V或220V),还有一路变送器的输出信号为直流24V供电。

水处理指标:

脱盐水<2US/CM、超纯水<0.2US/CM

TURBIDITY(浊度)分析仪

浊度分析仪可使用在不同地方的过滤装置上测量原水或纯净水的浊度,如饮用水,各种生产和工业用水,以及任何需要使用合格水的地方。

原理

利用光的散射原理,即光线通过水样时,遇到水样

中的混浊微粒时会发生光的散射

散射式:90度角

单位:NTU,主要是低量程应用

直射式:

单位:FTU,主要是高量程应用

湿度分析仪

干湿球湿度计,露点式湿度计,电解式湿度计,电容式湿度计等,较多的采用露点分析仪,气体中的水分含量一般用露点温度来表示。 

在冬天,会看到这样一种现象,由于室外的温度较低,室内的湿热空气会在窗玻璃上结露,如果用除湿器将室内的湿气除去,那么玻璃上的露水会慢慢消去,若室外温度再下降到一定的程度时,尽管室内的湿气已经十分干燥,但玻璃上还是会有一层露层出现,这个现象说明的,玻璃上的结露温度与玻璃所在的环境中的含水量有关,这关系为一一对应关系,即每一下结露温度(露点温度)对应环境中的一个含水量值,所以露点温度是度量气体含水量的一种单位制。

根据不同的原理可以有多种不同种类的露点分析仪:有光电式露点湿度计,氯化锂露点湿度计等。

TOC/TC分析仪

TOC分析仪以测量制药行业用水中的有机物这一新的USP专论为指南。

有高温燃烧法、低温燃烧法、低温uv法,主要区别是让碳反应生成CO2的反应方式的不同,即反应器的类型不同。

高温燃烧法,反应器需加热至900摄氏度,并且用氧化铜作为催化剂。

在酸性条件下(PH小于等于2时),只有无机碳和载气(氧气或不含碳的空气)中的O2反应生成CO2,将无机碳生成的CO2洗涤除去后的样品再经过反应器和过硫酸盐、氧气反应生成CO2,再经过液气分离后送至红外线气体分析仪,分析出CO2的含量,就可以间接地测知TOC的含

量。

TC=TOC TIC,(TIC为无机碳),测量时需加硫酸或磷酸除去水样中的无机碳,则最后的测得的结果就是TOC,若不加硫酸或磷酸,则最后所测结果为TC。

六氨氮分析仪

每月河流的监测项目:水温、pH、电导率、溶解氧、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮、石油类、挥发酚、汞、铅等11项,部分省界断面还进行流量监测,以计算污染物通量。湖库的监测项目在河流监测项目的基础上,增加总磷、总氮、叶绿素a、透明度、水位等5项,而水中的氮是以硝酸根的形式存在的,因而检测硝酸根的含量刻不容缓。

原理

1.比色法:将分析的样品和反应试剂混合后,将溶液中的 NH4离子转化成氨气(NH3),氨气从被分析的样品中释放出来。然后将氨气转移到装有指示剂的测量池中,重新溶解在指示剂之中。

2.离子选择电极法:传感器由钾离子选择电极,pH电极(参比电极)和温度电极共同组成一个一体式电极。一体式电极即传感器柱体(CARTRICAL技术)内的几个参数可以互相修正减少干扰。

总磷分析仪

磷的危害:对人的皮肤造成伤害,对神经中枢造成伤害,且长期低剂量的有机磷农药不仅可使人慢性中毒并可能对人体产生致癌、致畸等危害。除此之外海洋生物大多对有机磷农药十分敏感,一些耐药性昆虫毫无反应的农药浓度,很快能够使海洋生物致死。所以,对磷含量的检测必不可少。

原理

在中性条件下,过硫酸钾溶液在高压釜内经120℃以上加热,产生如下反应:

K2S2O4 H2O→2KHSO4 [O]

从而将水中的有机磷、无机磷、悬浮物内的磷氧化成正磷酸。

在酸性介质中,正磷酸与钼酸铵反应,在锑盐存在下尘成磷钼杂多酸后,立即被抗坏血酸还原,生成蓝色的络合物,在880nm和700nm波长下均有最大吸收度。

余氯分析仪

余氯分析高智能化在线连续监测仪,由传感器和二次表两部分组成。可同时测量余氯、pH值、温度。可广泛应用于电力、自来水厂、医院等行业中各种水质的余氯和pH值连续监测

余氯是指氯投入水中后,除了与水中细菌、微生物、有机物、无机物等作用消耗一部分氯量外,还剩下了一部分氯量,这部分氯量就叫做余氯。余氯可分为化合性余氯和游离性余氯,总余氯即化合性余氯与游离性余氯之和。

原理

如果出厂水没有氯或加氯量不够,在管网里就可能使细菌、大肠杆菌等微生物大量繁殖,影响管网水质,因此在供水管网中必须保证一定的余氯量。电解液和渗透膜把电解池和水样品隔开,渗透膜可以选择性让ClO穿透;在两个电极之间有一个固定电位差,生成的电流强度可以换算成余氯浓度;

在阴极上:ClO 2H 2e → Cl H2O

在阳极上:Cl Ag →AgCl e

由于在一定温度和pH值条件下,HOCl、ClO和余氯之间存在固

定的换算关系,通过这种方式可测量余氯

部分图文来源于网络。

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