河南省煤业集团中原大化公司是以生产合成氨、尿素为主的大型化工企业,生产过程中所产生的工业废水主要含氨氮,以前主要靠人工分析,不仅检测周期较长,而且人为不确定因素易造成偏差,达不到环保要求。我公司经过市场调研和对兄弟厂家应用情况考察后,决定采用德国GIMAT公司的AMMONO-LAB20/200氨氮分析仪,该分析仪可以在0~200 mg/L的范围内连续测量排放污水的氨氮量,方便、快捷,分析时间间隔可调,完全满足环保检测的要求。
分析仪的管路充满水样,水样的pH值可以通过加入碱的多少来测定。加入碱液(试剂溶液)后,溶液的pH值提高到10.5~10.9,当溶液的pH值大于9 时,水样中待测的铵离子转化为气态氨,此时氨气敏性电极测量出氨含量,就可以直接测量出水样中的氨氮浓度。水样温度可以用温度电极测得,这样就可以对pH和氨氮的温度进行自动补偿。
分析仪的控制器ORKY控制所有设备的操作、仪表的调节、氨氮测量的输出以及测量值的计算,并在显示器上显示。
整个测量周期大约持续8 min,在一个测量周期内可以暂停,以节省试剂。分析仪可以利用两种不同浓度的校准溶液来进行自动校准。测量时注意水样温度、水质、校验标准液等对测量的影响,以保证测量准确。
AMMONO-LAB 20/200氨氮在线分析仪在投用过程中,首先使用仪器厂家的标准试剂校准,但当正式投入在线分析时,测量值却存在较大偏差,且在重复检测中这种偏差不太稳定。经过反复试验,发现在加碱液调整pH值的过程中,pH的测量值极不稳定,原来pH值本该在氨氮废水加碱调整到10.5及蠕动泵停止后,才缓慢上升至10.9,而实际上pH值却上升过快。怀疑是pH值测量不太准确。经重新校正分析仪,并再次测量pH值后,当pH值调到10.5且蠕动泵停止后,pH值缓慢上升。但最终测得废水中的氨氮值与人工分析值存在较大偏差,尽管偏差有些改善,但仍然无法满足要求。经过逐一排查、校验温度传感器及修正参数,问题仍未解决,最后把故障重点集中在氨气敏电极上。通过查询有关资料发现,氨气敏电极的粘膜头充满了一种特殊的电解液,首次加入或者补充电解液应该在分析仪试运行期间进行,氨气敏电极必须装1个粘膜头,且使用前先在约3 mol的氯化钾溶液中浸泡24 h。由于分析仪购置后一直未投入使用,造成电解液流失,经重新加入电解液,并校验合格后,分析仪投运正常。
结合在线氨氮分析仪的测量原理及实际工作经验,对该仪器的维护及注意事项进行探讨。
(1)取样系统的选择。整个取样管路系统要求严密,尽量减少中间活结头,以免产生测量死区。
(2)过滤器的安装。进入氨氮分析仪的水样最好加装过滤系统,一方面减少测量电极的污染,另一方面防止固体颗粒对电极表面的划伤,延长测量电极的使用寿命。但过滤材质选择要合适,避免材质与氨氮发生反应。
(3)做好分析仪的日常维护。经常检查水样流量,及时清洗测量电极,并随时根据测量情况及时校验。
(4)注重仪表的校验工作。每次使用标液校验时,在校验上限后,先用蒸馏水清洗,再进行下限标液标定,因为氨氮分析仪是比较精细的测量指标,稍有残留势必造成校验偏差。
(5)仪表的保养。每周清洗1次电极的填充物和循环泵;根据使用情况,1~4周补充满标准液和试剂溶液;3个月校准1次pH电极及更新氨气敏电极的粘膜头和蠕动泵的软管。