氨氮水质在线分析仪是一种用于实时监测水体中氨氮含量的专用分析仪器。以下是关于它的详细介绍:
一、工作原理
分光光度法
基于氨氮与特定试剂反应生成有颜色的化合物,该化合物对特定波长的光有吸收特性。例如,在碱性介质中,氨氮与纳氏试剂反应生成淡红棕色胶态化合物。通过测量该化合物在特定波长(如420nm左右)处的吸光度,根据朗伯 - 比尔定律(A = εbc,其中A是吸光度,ε是摩尔吸光系数,b是比色皿光径长度,c是溶液浓度),可以计算出氨氮的浓度。
离子选择电极法
氨氮在水中会解离出铵离子(NH??),离子选择电极对铵离子有选择性响应。当电极与含有氨氮的水体接触时,会在电极表面产生一定的电位差,该电位差与溶液中铵离子的浓度有关。通过测量电位差,并利用能斯特方程(E = E?+ (RT/zF)lnα,其中E是电极电位,E?是标准电极电位,R是气体常数,T是温度,z是离子价态,F是法拉第常数,α是离子活度)可以确定氨氮的浓度。
二、主要组成部分
采样系统
包括水泵、管路和采样探头等部件。水泵负责将水样从待测水体中抽取到仪器内部。采样探头通常安装在水体中的合适位置,其设计要保证能够采集到具有代表性的水样。例如,在一些污水处理池中,采样探头会安装在不同深度和不同位置,然后通过管路混合后将水样输送到分析仪。
反应系统
对于分光光度法,这里有试剂存储装置和反应容器。试剂存储装置会存放如纳氏试剂、碱性试剂等反应所需的化学试剂。反应容器则是让水样和试剂充分混合反应的场所,并且要保证反应条件(如温度、时间等)的稳定。在离子选择电极法中,反应系统主要是用于调节水样的pH值等条件,以保证电极能够准确地测量铵离子浓度。
检测系统
在分光光度法中,主要包括光源(如氘灯或钨灯)、单色器(用于选择特定波长的光)、比色皿和光电探测器。光源发出的光经过单色器后得到特定波长的光,通过比色皿中的反应溶液,光电探测器接收透过溶液后的光信号,并将其转换为电信号。对于离子选择电极法,主要是电极和信号放大器,电极将化学信号(离子浓度对应的电位)转换为电信号,信号放大器则将微弱的电信号放大以便后续处理。
数据处理与显示系统
数据处理单元会对检测系统传来的电信号进行处理,根据预先设定好的校准曲线(对于分光光度法)或者电极响应方程(对于离子选择电极法)计算出氨氮的浓度。显示系统则会将计算结果以数字、图表等形式直观地显示出来,同时还可以设置报警阈值,当氨氮浓度超过设定值时发出声光报警信号。
三、应用场景
污水处理领域
在污水处理厂的进水口、各处理单元(如曝气池、沉淀池等)和出水口安装氨氮水质在线分析仪,可以实时监测污水处理过程中氨氮的变化情况。例如,在硝化 - 反硝化过程中,通过监测氨氮浓度可以及时调整曝气量、加碱量等参数,确保污水处理效果达到排放标准。
地表水监测
对于河流、湖泊等地表水的监测点,安装在线分析仪可以及时发现氨氮污染情况。比如在一些流经农业种植区或工业区的河流断面,通过在线监测可以快速发现是否有氨氮超标排放的情况,以便采取相应的措施,如排查污染源、启动应急处理程序等。
饮用水源地监测
保障饮用水安全是至关重要的。在饮用水源地安装氨氮水质在线分析仪,可以实时掌握水源水中氨氮的含量。如果氨氮超标,可能会对人体健康造成危害,需要及时采取措施,如更换水源或加强水处理工艺等。