余氯的測量！在自來水行業(yè)，醫(yī)療廢水，生活污水中均有應用。專業(yè)余氯監(jiān)測設備。

1. 余氯簡介

       溶于水中的氯是飲用水和水處理的有效、經濟的劑之一。氯強大的劑特性來自于它與和病毒的外層結合和摧毀的能力。飲用水氯化是保障飲用水供應的廣泛使用的方法之一。在美國，大約80%的市政供水系統(tǒng)用氯。

       加入水中的氯可以有以下形式：氯氣，次氯酸鈉溶液，或固體次氯酸鈣。當氯以任何這些形式添加到水中時，會產生次氯酸HOCl。次氯酸是非常有效殺死，但它是一種弱酸，分裂成氫電離（H+）和次氯酸鹽電離（OCl)

       一般來說，水并不清潔，因此當將氯加入水中時，氯的一部分與水中的有機物質發(fā)生反應，無法，這稱為水的需氯量。需氯量后的剩余氯濃度稱為總氯?？偮鹊囊徊糠峙c硝酸鹽或氨反應，不能，此部分稱為化合氯（或氯胺）。其余的氯是總自由氯，這是可用于的氯，以消滅致病生物。總自由氯是指次氯酸和次氯酸鹽的總和。兩者都通過破壞細胞壁中的脂質來殺死微生物和，破壞細胞內的酶和結構，使它們氧化和無害。HOCl 和 OCl-之間的區(qū)別在于它們氧化的速度。與次氯酸根相比，次氯酸是一種非常有效的更好的脫毒劑（100倍），它們通常被稱為有效氯。次氯酸能夠在幾秒鐘內氧化生物體，而次氯酸鹽電離可能需要長達30分鐘。次氯酸和次氯酸鹽的比例主要取決于pH，也受溫度輕微影響。因此，效果與水的pH值密切相關。隨著pH值的增加，次氯酸與次氯酸鹽的比值降低。在pH在7.5以下，次氯酸是主要物質。在pH在7.5以上，次氯酸鹽是主要物質。說明了氯的化學形式和20°C的pH值之間的關系。該表明，pH6和9之間的次氯酸與次氯酸鹽的比例在飲用水處理的典型pH范圍內有顯著變化。曲線陡部分介于 pH 7 和 8 之間。這一點很重要，因為HOCl比OCl–更強。

2. 飲用水中的游離氯含量

       在供水網(wǎng)絡（管道）中，目的是在系統(tǒng)的端點（即水）提供有效的。根據(jù) WHO ，在 pH 小于 8.0 的至少 30 分鐘接觸時間后，游離氯的剩余濃度必須大于或等于 0.5 mg/L。此定義僅在用戶直接從流動的水喝水時才適用。自由氯含量為0.5毫克/升的游離氯將含有足夠的殘留水平，以透過分配網(wǎng)絡維持水質，但當這種水儲存在容器或瓶子中24小時后，可能不足以維持水質。

       因此，游離氯水平應維持在如下：在30分鐘內，在添加次氯酸鈉（或當樣品從直接連接到配電網(wǎng)絡的家庭水?。r，應不超過2.0毫克/升的游離氯殘留存在（這確保水沒有令人不快的味道或氣味）。在24小時內，家庭用來儲存水的容器應保持至少0.2毫克/升的氯殘留（這確保了微生物清潔的水）。否則，建議添加次氯酸鈉。一般來說，飲用水中典型的游離氯水平為0.2 -2.0毫克/升，以確保微生物清潔，盡管監(jiān)管限制允許水平高達4.0毫克/升。

3. 游泳池中的游離氯含量

      住宅泳池推薦的小可用氯為 1-3 ppm，住宅水療中心為 3-5 ppm。HOCl 和 OCl-濃度與泳池中的pH值相關。理想情況下，池中的 pH 值應在 7.2 和 7.8 之間（7.4 是人類眼淚的 pH）。較高的pH可顯著降低氯的能力，而較低的pHE會導致沐浴者不適，尤其是對眼睛的不適。沐浴者尿液中的尿素也會與氯反應產生三氯化氮，其效果類似于淚斯。一般來說，刺激性效應以及游泳池中的"氯氣味"歸因于由氨衍生物和氯之間的化學反應形成的氯胺（NH2Cl、NHCl2、NCl3）。HOCl 和 OCl-完成游泳池清潔后，它們要么與另一種化學物質（如氨）結合，要么被分解成單個原子。這兩個過程都使氯無害。陽光加速了這些過程。因此，當游泳池未使用時，必須不斷向池中添加氯。

4. 測量方法

在飲用水中測量游離氯有三種主要標準方法：

1）色度測量方法：色度檢測是基于試劑添加的方法（如 pH 測量方法中所述）。采集水樣，添加試劑（DPD、N-N-二甲苯胺、化學粉末或片劑），并根據(jù)溶液的顏色強度，確定游離氯水平。

2）電流測量探頭：電流測量是一種電化學技術，用于測量與物質濃度相關的化學反應發(fā)生的電流變化。典型的安培傳感器由兩個不同的電組成--陽和陰（即銀/鉑或銀/金）。通常，氯氣測量探頭中發(fā)生以下還原氧化反應amperometric：陰（測量電）：HOCl  + H+  +2e -> Cl- +H  2O（減少次氯酸）陽（參比電）：Cl-  + Me ->  MeCl  +e（氯化離子氧化）陽可以分為兩部分，一個參比電和反電，使測量更加穩(wěn)定。此類系統(tǒng)稱為三電傳感器，具有純金的測量電（或工作）、反電 （CE）和Ag/AgCl 參考電 （RE）。 

當電位施加到測量電上時，只有次氯酸被還原。HOCl 在金陰被還原為氯化物。同時，銀陽被氧化成氯化銀（AgCl）。陰處電子的釋放和陽的接受電子產生電流，在恒定條件下，電流與傳感器外部介質中的游離氯濃度成正比。換句話說，測量電和參比電之間的電壓是恒定的，電流是自由氯濃度的直接測量。然后，傳感器輸出轉化為電子電路常用的4-20mA。

恒電位電路的簡化原理圖，其中參比電連接到運算放大器的反向輸入。測量電 （WE） 連接到地面，參比電的電位保持不變 （Ei）。流經Rm的電流與游離氯濃度成正比，可以通過測量Rm上的電壓，從而發(fā)現(xiàn)I=Vm/Rm。恒電位的另一種方法是使用電流到電壓轉換器測量測量電 （WE） 的電流輸出。

用于三電傳感器的簡化電位電位電路

       通常電覆蓋膜（其中次氯酸（HOCl）通過它擴散），提供更好的選擇性分析。在無膜的情況下，系統(tǒng)稱為裸電安培測量，在無外加電壓的情況下，系統(tǒng)稱為電池。從技術角度來看，許多屬于安培測量類別的電化學方法，包括裸電和電鍍系統(tǒng)，有時被錯誤地稱為性阿不都熱化。

5. 補償

      安培法氯傳感器直接測量HOCl，而不是OCl-或Cl2,因此其測量的準確性在改變氯濃度、pH值、溫度、樣品流量和壓力時受到影響。此外，安培法傳感器由于其特定的結構而更容易結垢，這將導致清潔和校準頻率增加。

      pH值為7.0至8.0通常是大多數(shù)飲用水設施的正常運行范圍。在這個范圍內，HOCl濃度比OCl-低得多。由于安培法傳感器直接測量 HOCl，因此范圍內 pH 值的任何變化都將對傳感器的準確性產生重大影響。因此，為了可靠地實現(xiàn)全自由氯的美解，使用額外的pH傳感器根據(jù)pH值進行數(shù)學補償讀數(shù)，但是，如前所述，對pH值進行可靠的測量需要溫度補償，因此需要額外的溫度傳感器。

      由于流量和壓力靈敏度，安培法傳感器必須安裝到流動單元中，以便傳感器以恒定的流速工作，并防止膜上形成氣泡。這樣可以獲得準確的自由氯讀數(shù)。傳感器直接安裝在管道內，沒有流動單元來調節(jié)樣品提供不穩(wěn)定的響應，因為讀數(shù)與流量和壓力（由于膜）都相關。

       對于上述討論，很明顯，使用安培傳感器直接測量游離氯的方法復雜而昂貴，需要流動單元、多次補償以及頻繁的清潔和校準程序。

      ORP傳感器提供的測量值與有效氯的濃度成正比。使用多項式公式，可以計算有效氯值。此計算需要樣品的 pH 值和溫度測量。這種方法不能直接測量游離的余氯，因此水樣中的任何氧化劑都將被解讀為游離余氯的增加。然而，它是評價飲用水的可靠、經濟的方法。

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