离子选择电极在污水铵氮和硝酸氮监测中的应用_离子电极_铵氮

离子选择电极在污水铵氮和硝酸氮监测中的应用

2010/10/22 11:01:00

除氮工艺
污水处理厂生化降解除氮过程中，除了溶解氧外，还有两个重要的参数不容忽视，那就是铵氮和硝酸氮。这三个参数互相关联，它们之间的浓度对应关系调整的好坏直接关系到污水处理的效果和鼓风机的电力消耗。

图1 是这三个参数在硝化和反硝化除氨工艺中的时间浓度对应关系。在硝化过程中，鼓风机引入足量的空气，溶氧浓度维持在约2mg/l 的平均水平，随着铵氮浓度的减小，硝酸氮浓度相应增大。在反硝化过程中，鼓风机停止工作，溶氧慢慢降低到0,这时进行的是厌氧反应，硝酸氮逐步被还原成氮气，除氮过程成功完成，同时污水中的铵氮浓度逐渐增高。之前经常也用ORP 这个参数来监测控制硝化和反硝化工艺，但 ORP 这个参数不大稳定，有时会误警报，提前终止反硝化工艺。

测试原理

在离子电极法仪器没推出来之前，通常用大型在线分析仪来在线监测铵氮和硝酸氨这两个指标。这种分析仪购置和维护成本都很高，比如需要特殊的样品预处理过滤装置，需要反应试剂等；另外测试结果也有一定的“延迟滞后”。离子电极法最初的应用是在实验室中分析特定的离子浓度，操作者需要拥有特定的操作技巧、严格预处理样品、调节溶液的离子强度、保持恒温测试等。当时普遍认为离子电极法不适合在线监测。但在2002 年情况有了质的变化，WTW 成功推出AmmoLyt 离子测试电极，可直接投入到曝气池中测试铵氮浓度。

ISE 离子电极采用电位感测原理，如图2 所示，通常离子选择电极跟水样接触的顶端是一层敏感膜，这层敏感膜对特定的离子有选择性，即特定离子的浓度变化会在敏感膜表面产生一个电位差。全套电极必须包括工作电极和参考电极，如图3 所示。有了电位这个参数，很容易通过众所周知的能斯特方程转换成相应离子的浓度，就跟pH 测试一样简单。由于铵根离子会受钾离子的干扰，硝酸根离子会受氯离子干扰，所以在WTW 的电极中，就有专门的钾离子测试电极，来补偿并消除干扰离子的影响。