淺談化工廢水氨氮在線監(jiān)測儀器的選型及運行維護

李振興

摘要：近年來環(huán)境指標(biāo)監(jiān)測已經(jīng)成為化工企業(yè)環(huán)保工作的重點。環(huán)境監(jiān)測儀器是環(huán)境監(jiān)測工作中最核心的設(shè)備，特別是在線分析監(jiān)測儀器，直觀快捷的監(jiān)測到化工裝置外排物的指標(biāo)情況，指導(dǎo)化工企業(yè)快速做出合理調(diào)整，以滿足總排口的環(huán)境硬性指標(biāo)，達標(biāo)排放。工業(yè)廢水中氨氮的排放控制是一項基本的工作，控制水體中氨氮的排放總量可以有效的改善水質(zhì)。本文通過對氨氮分析方法進行比較，加上本企業(yè)氨氮在線監(jiān)測儀器的運行經(jīng)驗，對化工企業(yè)氨氮在線監(jiān)測儀器的選型和運行維護進行了研究，希望能對企業(yè)的環(huán)保工作有所幫助。

關(guān)鍵詞：環(huán)境指標(biāo)；氨氮在線監(jiān)測儀器；選型和運行維護

隨著全球氣候變化帶來的國際課題——環(huán)境保護，國家越來越重視環(huán)境保護工作，給國有化工企業(yè)帶來了不小的壓力和挑戰(zhàn)，企業(yè)在環(huán)保工作的投入也越來越大，但如何讓這些投入更有效的為企業(yè)經(jīng)濟效益服務(wù)，成為每個化工企業(yè)都需要考慮的問題。本文通過研究化工廢水中氨氮的檢測方法入手，分析各種在線監(jiān)測儀器的選型問題，提出現(xiàn)場使用和維護中存在的問題，并加以解決，提高企業(yè)氨氮在線監(jiān)測儀器的利用率。

一、水體中氨氮的危害

水環(huán)境中存在過量的氨氮會造成多方面的有害影響：

1、由于NH4+-N的氧化，會造成水體中溶解氧濃度降低，導(dǎo)致水體發(fā)黑發(fā)臭，水質(zhì)下降，對水生動植物的生存造成影響。

2、水中氮素含量太多會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，進而造成一系列的嚴重后果。由于氮的存在，致使光合微生物（大多數(shù)為藻類）的數(shù)量增加，即水體發(fā)生富營養(yǎng)化現(xiàn)象。

3、水中的NO2--N和NO3--N對人和水生生物有較大的危害作用。長期飲用NO3--N含量超過10mg/L的水，會發(fā)生高鐵血紅蛋白癥，當(dāng)血液中高鐵血紅蛋白含量達到70mg/L，即發(fā)生窒息。

正因為如此，化工廢水中氨氮的排放量要嚴格控制。

二、氮氮測量方法

氨氮國內(nèi)的主要方法主要有：分光光度法、氨氣敏電極法、蒸餾中和滴定法。

1、分光光度法

分光光度法分為水楊酸分光光度法，納氏試劑分光光度法，兩種原理相似，下面以納氏試劑分光光度法為例進行研究。

1.1 測量原理

以游離態(tài)的氨或銨離子等形式存在的氨氮與納氏試劑（碘化汞和碘化鉀的堿性溶液）反應(yīng)生成淡紅棕色絡(luò)合物，該絡(luò)合物的吸光度與氨氮含量成正比，測量吸光度，求出氨氮含量。

1.2 特點

響應(yīng)時間：慢，需等待顯色反應(yīng)完成后才能測試，一次測量至少需要30分鐘。

干擾：易受樣品色度、濁度干擾，且光度法易受周邊環(huán)境溫度、濕度等條件變化影響

進樣要求：嚴格，以免污染光學(xué)元件。

廢液危害：含汞廢液，毒性較大，需安全存放和特殊處理。

2、氨氣敏電極法

1.1 測量原理

在pH值大于11的環(huán)境下，銨根離子向氨轉(zhuǎn)變，氨通過氨敏電極的疏水膜轉(zhuǎn)移，造成氨敏電極的電動勢的變化，儀器根據(jù)電動勢的變化測量出氨氮的濃度。

1.2 特點

響應(yīng)時間：測量時間快，但測量前必須進行自動校準(zhǔn)，一次測量至少需要40分鐘。

干擾：電極上的電極膜易受污染，更換頻繁。

進樣要求：嚴格，以免電極膜。

廢液危害：不產(chǎn)生毒性較大的廢液，較為安全。

3、蒸餾中和滴定法

1.1 測量原理

調(diào)節(jié)水樣的 pH 值在 6.0～7.4，加入輕質(zhì)氧化鎂使呈微堿性，蒸餾釋出的氨用硼酸溶液吸收。以甲基紅-亞甲藍為指示劑，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定餾出液中的氨氮。

1.2 特點

響應(yīng)時間：測量時間非常長，一般兩個小時以上。

干擾：抗干擾能力強。

進樣要求：適合實驗室分析，要求苛刻。

三、氮氮在線監(jiān)測儀的選型

由于國有企業(yè)一般采購設(shè)備時，在沒有特殊原因的情況下，都首選國產(chǎn)的，所以以下全部考慮國產(chǎn)設(shè)備。

根據(jù)上述比較，可以看出采用蒸餾中和滴定法的氨氮監(jiān)測儀適合在實驗室內(nèi)使用，機型較大，占用空間較大，用于分析較為重要的水樣。外排水氨氮在線監(jiān)測儀不適合采用這樣的分析儀器。

而采用氨氣敏電極法的在線監(jiān)測儀，測量總時間較長，壓縮了企業(yè)調(diào)整廢水排放的時間，不利于達標(biāo)排放；水樣要求較高，雜物較多影響電極膜的壽命。同時雖說是國產(chǎn)設(shè)備，但往往其配件都是進口的，特別是電極配件，基本上都是進口的，氨氣敏電極較為昂貴，電極膜更換頻繁，費用也很高。最主要的是這種儀器故障最多的就是“校準(zhǔn)無效”，由于校準(zhǔn)不正常，導(dǎo)致誤差極大，大到上千，小到為零，不僅頻繁，而且排查故障原因也很困難，有吸不上水樣或試劑的原因、有試劑過期或不準(zhǔn)的原因、還有電極膜需更換的情況，更有電極故障的原因，排查起來費時費力費錢，給運行監(jiān)測造成極大的麻煩。

最后來看一下采用分光光度法的在線監(jiān)測儀，測量時間中規(guī)中矩，但比電極法的短；對水樣要求一樣嚴格，需要對進樣進行處理，即進行預(yù)處理；校準(zhǔn)周期可以選擇，無需每次測量前進行校準(zhǔn)，節(jié)省試劑；故障率較低，只要水樣和試劑添加及時到位，很少出現(xiàn)故障，可長周期運行，節(jié)省維修時間和人力。但會產(chǎn)生有毒廢液，需要嚴格管理，但一般的化工企業(yè)都會有自己的實驗室，都會產(chǎn)生這樣或那樣的有毒有害液體，每年都會由專門的單位進行收集處理，可納入全企業(yè)的管理范疇。

綜上比較，從企業(yè)的經(jīng)濟運行來看，選型時考慮采用分光光度法的在線監(jiān)測儀比較符合外排水在線監(jiān)測工作。

三、分光光度法氮氮在線監(jiān)測儀的運行維護

既然分光光度法氮氮在線監(jiān)測儀比較適合用于化工企業(yè)外排廢水的在線監(jiān)測工作，那么如何讓設(shè)備長周期精確的運行就需要相應(yīng)的人員來解決了。

1、首先儀器運行需要良好的電源環(huán)境，電源電壓不穩(wěn)定、接地不良好會影響測量的精度，因此要配備穩(wěn)壓電源和定期測量接地電阻情況，來降低儀器的干擾。

2、然后為儀器提供一個適宜的環(huán)境溫度，每臺設(shè)備都有自身環(huán)境因素的要求，一定要按照說明書控制環(huán)境溫度。

3、不要頻繁的開關(guān)機，儀器不用時，最好處在待機狀態(tài)下，避免開關(guān)機引起的較大電流沖擊。

4、對儀器易損件做好配品配件計劃，做到有備無患。

5、對操作人員要做好培訓(xùn)工作，接觸試劑要使用防護器具，避免發(fā)生人身傷害事件。

6、定期檢查采樣管路，定期清理過濾器，保證水樣符合測量要求。

7、根據(jù)各種試劑和標(biāo)液的使用量和使用期限，及時配置和添加。

結(jié)語：

國有化工企業(yè)不但要追逐經(jīng)濟效益，還要承擔(dān)社會責(zé)任，嚴格控制氨氮排放指標(biāo)。本文討論了氨氮在線監(jiān)測儀的選型及維護，旨在幫助國有企業(yè)更好的完成氨氮排放監(jiān)測管理工作。當(dāng)然，為了進一步提升管理，節(jié)約成本，除了選擇適合的測量儀器，企業(yè)還應(yīng)考慮儀器的統(tǒng)一性，盡量使用同一家產(chǎn)品或同一類產(chǎn)品，便于使用和維護，也便于配品配件綜合利用，更便于人員培訓(xùn)素質(zhì)提升。