在水處理行業中,氯化消毒是最為廣泛應用的消毒方法之一,通過向水中投加氯消毒劑殺滅病原微生物,保障飲用水安全和游泳池水質衛生。余氯是指水中消毒后剩余的有效氯,其含量是衡量消毒效果和水質穩定性的核心指標。余氯儀作為專門用于測量水中游離氯和總氯濃度的在線分析儀器,通過比色法或電化學法實現對水中余氯含量的連續在線監測,為飲用水處理、污水消毒和游泳池水質管理提供了可靠的監測手段。本文就其測量原理、儀器類型及在水處理中的應用進行介紹。

余氯的形態與消毒意義
余氯是水中有效氯殘留的總稱,包括游離余氯和化合余氯兩種形式。游離余氯包括次氯酸和次氯酸根離子等形態,是消毒作用強有效氯形態,在水中存在時間相對較短。化合余氯是指氯與水中氨氮或有機胺類化合物結合生成的氯胺類化合物,消毒能力較游離余氯弱,但穩定性好、在水中的存在時間較長。總余氯是游離余氯與化合余氯的總和,反映水中所有有效氯的總量。
在飲用水處理中,出水余氯是國家飲用水衛生標準中的強制性指標。出廠水的游離余氯濃度需保持在一定水平以上,以保證消毒效果。管網末梢水的余氯濃度需保持在一定水平以上,以抑制供水管網中微生物的再生長。余氯濃度過高則可能產生消毒副產物和不良氣味,影響飲用口感和安全性。
比色法余氯儀的測量原理
比色法余氯儀的測量基于化學顯色反應的定量分析。DPD法是應用廣泛的余氯比色測定方法之一,水樣中的游離氯在pH值條件下與DPD指示劑反應,使溶液呈紫紅色。溶液中顏色的深淺與余氯濃度成正比關系。余氯儀通過光度計測量溶液對特定波長光線的吸收程度,根據朗伯-比爾定律計算出余氯濃度。
在線比色法余氯儀通過試劑泵將顯色試劑和緩沖液持續注入水樣流路中,發生顯色反應后流經比色池進行光度測量,實現對余氯濃度的連續監測。
電化學法余氯儀的測量原理
電化學法余氯儀是另一種常見的在線余氯測量方式。恒電位安培法余氯儀的工作原理基于電極表面的電化學反應,工作電極在恒定電位下將水中的次氯酸還原,產生的電流與次氯酸濃度成正比。膜覆蓋式電極通過選擇性滲透膜將電極與測量溶液隔開,減少干擾物質的影響。電化學法余氯儀無需添加化學試劑,運行成本較低,適合大規模的在線監測應用。
在飲用水與游泳池中的應用
在飲用水處理廠中,余氯儀安裝于濾后水和出廠水管路上,連續監測出廠水的游離余氯濃度,為加氯控制系統的反饋調節提供實時輸入信號,保證消毒效果的穩定。
在游泳池水處理系統中,余氯儀用于監測池水中的余氯水平,指導加藥泵的自動調節,保持池水余氯濃度維持在標準范圍內。游泳池水中的余氯濃度過高會刺激游泳者的眼睛和皮膚,過低則無法保證消毒效果。
使用維護
比色法余氯儀的試劑需在有效期內使用,過期試劑可能導致顯色靈敏度下降。比色池的測量窗應定期清潔,防止生物膜或沉淀物在光路上附著。電化學法余氯儀的電極和滲透膜應定期清洗和更換,校驗時使用標準溶液或DPD法比對進行驗證。
余氯儀通過比色或電化學方法實現了對水中余氯濃度的連續在線監測,為水處理工藝的消毒效果控制和加氯系統的自動調節提供了可靠的監測手段。其在飲用水處理和游泳池水質管理中的廣泛應用,有效保障了消毒效果的穩定性和水質的衛生安全性。