自來水中的鐵和錳

3.持續(xù)監(jiān)控-工作原理

HACH® EZ 系列分析儀采用在線比色技術(shù)，能夠準(zhǔn)確可靠地測量關(guān)鍵水質(zhì)參數(shù)。智能，自動(dòng)化的操作和功能有助于提高分析儀的的分析性能。最小化停機(jī)時(shí)間并無需操作員干預(yù)。機(jī)器清洗是自動(dòng)的，校準(zhǔn)和驗(yàn)證頻率都可以由用戶設(shè)置。EZ1000 系列能夠同時(shí)測量最多 8 個(gè)樣品流。這樣就降低了每個(gè)采樣點(diǎn)的成本，但是在下達(dá)指令時(shí)需要保證指令精準(zhǔn)詳細(xì)。

EZ1000 鐵分析儀使用 TPTZ 試劑，其在反應(yīng)時(shí)會(huì)形成很深的藍(lán)紫色，以此測量溶解鐵（II）、鐵（III）和總?cè)芙忤F（II+III），循環(huán)時(shí)間為 15 分鐘，標(biāo)準(zhǔn)測量范圍為 0-1 mg/L。但可以通過校準(zhǔn)曲線的設(shè)置或稀釋功能來測量低濃度（0-0.1mg/L）或高濃度（0-10mg/L）的樣品。

EZ1000 錳分析儀使用甲醛肟法在 450nm 處測量溶解的錳 Mn（II），標(biāo)準(zhǔn)測量范圍為 0-1 mg/L Mn，量程同樣可以有多種可選，循環(huán)時(shí)間為 10 分鐘。

如果客戶對于總鐵或總錳的含量比較關(guān)注，可以選擇 EZ2000 系列對應(yīng)的總鐵或總錳分析儀。EZ2000 系列分析儀具有一個(gè)內(nèi)部樣品消化裝置，能夠在分析前提供一個(gè)額外步驟用于消解不溶性或復(fù)合型金屬，從而達(dá)到總鐵或總錳的分析。

一般來說，實(shí)驗(yàn)室分析水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)具有較高的可信度。然而，在采樣和傳遞結(jié)果之間存在一個(gè)時(shí)間延遲，并且偶爾采樣可能會(huì)因?yàn)殄e(cuò)過了濃度峰值而監(jiān)測不出風(fēng)險(xiǎn)。在線分析儀由于取樣的及時(shí)性和分析時(shí)間較短的特點(diǎn)，因而能夠大大降低這種風(fēng)險(xiǎn)。此外，EZ 系列分析儀提供標(biāo)準(zhǔn)的 4-20mA 信號(hào)輸出并配有報(bào)警程序，正常情況下在量程內(nèi)的異常濃度都可以被監(jiān)測到，并將報(bào)警信號(hào)發(fā)送至控制中心。

• 更強(qiáng)大的處理能力 

• 更高的生產(chǎn)效率

• 較短的啟動(dòng)時(shí)間 

• 節(jié)省能源

• 改善水質(zhì)

在丹麥，飲用水的供應(yīng)主要來自地下水。政府的立場是飲用水應(yīng)來自純凈的地下水，這些純凈的水只需要通過簡單的通風(fēng)處理、pH 調(diào)整，然后過濾即可進(jìn)行輸送至居民家中。砂濾工藝在丹麥已經(jīng)使用了 100 多年，該過濾器開發(fā)項(xiàng)目的結(jié)果將于 2020 年在 IWA 水大會(huì)（丹麥）上公布。

世界各地的水處理廠普遍采用砂濾器，砂濾器有助于去除懸浮固體和病原體，改善味道和顏色而無需額外的化學(xué)物質(zhì)。這些砂濾器需要通過定期反洗來保持最佳性能，反沖洗能夠清除集聚的顆粒并提高流速。然而，反洗過程會(huì)打斷水處理過程。因此有必要進(jìn)行監(jiān)測以優(yōu)化過濾性能。目前較普遍的做法是針對濁度和流速進(jìn)行檢測，不過化學(xué)指標(biāo)的分析能夠?yàn)榱鞒糖闆r提供更深入的了解。

2018 年，丹麥實(shí)施了新的飲用水法規(guī)以符合歐盟關(guān)于參數(shù)、采樣頻率和采樣地點(diǎn)的相關(guān)法規(guī)。在此之前要求針對出廠水（下限）和用戶終端出水進(jìn)行監(jiān)測。歐盟法規(guī)調(diào)整后，用戶終端出水不僅需要監(jiān)測還針對鐵和錳這兩項(xiàng)指標(biāo)設(shè)置了限值，具體為鐵：0.2 mg/L，錳：0.05 mg/L。

傳統(tǒng)的做法是不定時(shí)的采集樣本，隨后送至實(shí)驗(yàn)室分析各項(xiàng)參數(shù)水平，當(dāng)然這也包括鐵和錳。如果通過指標(biāo)數(shù)據(jù)表明濾池中的污染物無法通過反沖洗來去除，則有必要對濾料進(jìn)行更換，更換濾料意味著該條生產(chǎn)線的停機(jī)，因此是一項(xiàng)耗時(shí)耗財(cái)?shù)牟襟E。為更加準(zhǔn)確高效的評估和監(jiān)測濾池工藝的性能，該項(xiàng)目研究者通過在線監(jiān)測濾池水樣中鐵和錳的濃度水平，為更加準(zhǔn)確掌握濾池工藝狀態(tài)，他們還對不同濾料層間的水樣進(jìn)行分析。

該項(xiàng)目應(yīng)用的產(chǎn)品有 HACH® EZ1024 總?cè)芙忤F（Fe（II） 和 Fe（III））分析儀，HACH® EZ1025 二價(jià)錳分析儀。這些儀器于 2018 年 11 月安裝，每小時(shí)采樣四次。項(xiàng)目初始，每臺(tái)儀器被設(shè)置為每小時(shí)從過濾器入口和出口分別抽取兩個(gè)樣品。通過與實(shí)驗(yàn)室結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)兩者具有良好的相關(guān)性。

 EZ1024 總?cè)芙庑澡F（II+III）分析儀工作現(xiàn)場組件：A-工業(yè)面板 PC，B-高精度微型泵，C-取樣泵，D-排水泵，E-光度

VIA 大學(xué)的項(xiàng)目經(jīng)理，高級副教授 Loren Ramsay 說：“監(jiān)測是飲用水處理研究的重要組成部分。為了保證監(jiān)測的正確性，必須在處理過程中的多個(gè)位置進(jìn)行頻繁的測量。使用具有多通道功能的在線鐵錳自動(dòng)分析儀非常適合我們的需求。我們相信我們的項(xiàng)目成果對整個(gè)飲用水處理行業(yè)來說都非常有用。”

隨著傳感器技術(shù)的進(jìn)步，連續(xù)監(jiān)測和實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)有助于優(yōu)化水行業(yè)內(nèi)的各種處理工藝。在提高工藝性能的同時(shí)也可以降低相關(guān)成本。隨著 HACH® EZ 系列在線分析儀的不斷優(yōu)化和進(jìn)步，如今不僅能實(shí)時(shí)評估進(jìn)廠及出廠水的鐵錳含量，更重要的是通過對鐵錳含量的實(shí)時(shí)監(jiān)測側(cè)面反映濾池工藝的性能和狀態(tài)，這對于更加高效的安排和管理濾池反沖洗操作大有幫助。此外，正如丹麥的案例所展示的一樣，錳和鐵的連續(xù)監(jiān)測有助于開發(fā)新的改進(jìn)過濾系統(tǒng)。