技術文章
TECHNICAL ARTICLES膜法余氯傳感器和恒電壓余氯傳感器是兩類常用的余氯檢測設備,它們的工作原理和結構差異決定了各自適用的水質場景。以下從兩者的核心特點出發,詳細說明其適合的水質應用:
一、膜法余氯傳感器(通常基于極譜法)
膜法余氯傳感器的核心結構是通過透氣膜將水樣中的余氯(如自由氯、總氯)與內部電解液隔離,余氯透過膜后在電極表面發生電化學反應,產生的電流與余氯濃度成正比。
核心特點:
抗干擾性較強:透氣膜可阻擋水中大部分離子(如氯離子、溴離子)、濁度顆粒、有機物等干擾物質,僅允許余氯分子透過。
需定期維護:膜易受污染(如藻類、油脂附著),需定期更換膜和電解液,維護成本較高。
響應速度較慢:余氯透過膜需要時間,檢測響應時間通常為 30-60 秒。
適合的水質應用:
市政自來水及飲用水管網
自來水含有一定礦物質和微量有機物,但濁度較低,膜法傳感器可有效避免水中常見離子(如氯離子)的干擾,確保檢測精度。
需長期在線監測余氯(保障消毒效果),雖需定期維護,但精度滿足飲用水標準(如我國生活飲用水衛生標準中余氯限值為 0.05-4mg/L)。
游泳池水、溫泉水
水中可能含有尿素、有機物、懸浮物,但濃度通常不高,膜法傳感器的抗干擾能力可減少這些物質對檢測的影響。
需實時監測余氯以控制消毒劑量,避免過度投加導致的皮膚刺激。
食品飲料行業清洗水
清洗過程中可能殘留少量清潔劑(如表面活性劑),膜法傳感器可減少其對檢測的干擾,確保消毒后的水質安全。
低濁度、中低污染的工業循環水
如空調循環水、冷卻系統補水,濁度較低且有機物含量不高,膜法傳感器可穩定工作,監測余氯以防止微生物滋生。
二、恒電壓余氯傳感器(基于恒電壓電解法)
恒電壓余氯傳感器通過在電極間施加恒定電壓,使水中余氯直接在電極表面氧化還原,產生的電流與余氯濃度相關,無透氣膜,結構更簡單。
核心特點:
抗干擾性較弱:水中的還原性物質(如亞硝酸鹽、硫化物)、高濃度離子(如氯離子、鐵離子)、濁度顆粒等會直接參與反應,導致檢測誤差。
維護成本低:無膜和電解液,僅需定期清洗電極(去除附著的污染物)。
響應速度快:無需透過膜,響應時間通常為 10-30 秒。
適合的水質應用:
高濁度、高污染的工業廢水(預處理階段)
如印染廢水、造紙廢水的預處理后消毒監測,水中可能含有高濁度、懸浮物,但恒電壓傳感器無需擔心膜污染,可快速響應余氯變化(即使精度稍低,也能滿足工藝控制需求)。
市政污水處理廠出水
尾水濁度較高,含有少量有機物和還原性物質,恒電壓傳感器維護簡單,可適應頻繁的水質波動,用于監測消毒效果(如確保余氯≥0.5mg/L 以達標排放)。
農業灌溉水
灌溉水可能含有泥沙、腐殖質(濁度較高),恒電壓傳感器無需維護膜,適合戶外長期監測(如滴灌系統的消毒控制),對精度要求不高(通常只需知道余氯是否在 0.1-1mg/L 范圍內)。
臨時或應急檢測場景
如突發水污染事件中的余氯快速篩查,恒電壓傳感器響應快、便攜性強(部分型號可做成手持設備),能快速判斷消毒是否到位。
高鹽度水體(如部分工業廢水)
雖然高氯離子會干擾檢測,但在某些對精度要求不高的場景(如鹽化工廢水的粗略消毒監測),其低成本和低維護性更具優勢。
三、兩類傳感器的對比總結
場景維度 | 膜法余氯傳感器 | 恒電壓余氯傳感器 |
水質濁度 | 適合低濁度(<10NTU) | 適合高濁度(>10NTU) |
干擾物質 | 抗有機物、離子干擾能力強 | 易受還原性物質、高濃度離子干擾 |
維護成本 | 高(換膜、電解液) | 低(僅清洗電極) |
精度要求 | 高(飲用水、食品級) | 中低(廢水、應急檢測) |
響應速度 | 較慢(30-60 秒) | 較快(10-30 秒) |
四、選擇建議
若水質清潔、低干擾、對精度要求高(如飲用水、泳池水),優先選膜法傳感器;
若水質渾濁、高污染、需低成本維護(如廢水、應急檢測),優先選恒電壓傳感器。
實際應用中,還需結合水質的具體參數(如濁度、有機物含量、離子濃度)和檢測頻率(在線 / 離線)綜合判斷