污水處理中臭氧濃度的化學(xué)檢測方法
發(fā)布時間：2023-12-22 瀏覽:6次
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臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，具有很強(qiáng)的殺菌消毒、漂白、除味等特性，因此廣泛應(yīng)用于水消毒、食品加工殺菌凈化、食品貯藏保鮮、醫(yī)療衛(wèi)生和家庭消毒凈化等方面的產(chǎn)品。在臭氧發(fā)生器生產(chǎn)和應(yīng)用中，一定的臭氧濃度是保證消毒氧化效果、節(jié)約能源和防止污染的重要參數(shù)。
1. 臭氧發(fā)生器產(chǎn)量的標(biāo)定
發(fā)生器的臭氧產(chǎn)量是其*主要、*基本的技術(shù)指標(biāo)，而產(chǎn)量又是通過測定臭氧濃度后計算得出的。嚴(yán)格說，沒有測定臭氧濃度的可靠手段就不可能生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，目前市場臭氧發(fā)生器產(chǎn)量虛報假冒主要表現(xiàn)為沒有臭氧濃度指標(biāo)或不真實(shí)。
2. 臭氧濃度保證消毒效果
只有保證和其它消毒殺菌劑一樣，只有達(dá)到足夠的劑量，作用一定時間才能達(dá)到消殺效果。例如當(dāng)臭氧濃度為 0.08~0.6ppm 時，對空氣中細(xì)菌繁殖體中的大腸桿菌作用 30min ，其平均殺滅率達(dá) 84.60~99.9% ，而空氣中臭氧濃度為 0.34~0.85ppm 時，作用 10~30min ，其殺滅率可達(dá) 99.47~99.97% 。又如臭氧對空氣消毒時，當(dāng)濃度為 0.21mg/L 時，作用 10min 對金黃色葡萄球菌殺滅率達(dá) 90.81% ，如提高濃度為 0.72mg/L 時，作用時間仍為 10min ，殺滅率可達(dá) 99.99% 。
一般講臭氧的濃度愈高其殺菌效果愈好。
3. 環(huán)境臭氧濃度不能過高
臭氧除了對人類有益的一面外，同時它又是一種對環(huán)境污染的物質(zhì)，我國環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（ GB3095-1996 ）中規(guī)定臭氧的濃度限值（ 1 小時平均）一級標(biāo)準(zhǔn)為 0.12mg/m 3 ；二級標(biāo)準(zhǔn)為 0.16mg/m 3 ；三級標(biāo)準(zhǔn)為 0.20mg/m 3 。臭氧的工業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)大多數(shù)國家*高限值為 0.1ppm （ 0.20mg/m 3 ）。因此利用臭氧消毒殺菌濃度不應(yīng)過高，臭氧發(fā)生器的產(chǎn)量不是越高越好。例如：一般家庭用室內(nèi)殺菌的臭氧發(fā)生器產(chǎn)量應(yīng)在 200mg/h 左右，*高不要超過 400mg/h 。這樣，在臭氧殺菌工作 30~60min 后，室內(nèi)殘余濃度低于果品家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求。需要注意的是，一些過敏體質(zhì)的人，長時間暴露在臭氧含量超過 0.18mg/m 3 的環(huán)境下，回出現(xiàn)皮膚刺癢，呼吸不暢，咳嗽及鼻炎等癥狀。濃度再高，會給人體造成更大的傷害。
4. 臭氧應(yīng)用工程與設(shè)備需要監(jiān)測臭氧濃度
臭氧發(fā)生器發(fā)生臭氧能力在很大程度上受氣源的濕度、冷卻水溫度、放電面的老化等影響，所以要經(jīng)常對臭氧濃度進(jìn)行檢測。對大型臭氧設(shè)備，*好在流程中裝有高濃度臭氧（氣體）檢測儀，并有檢測混合后水的溶存臭氧檢測儀，還有檢測排放的尾氣中所含臭氧濃度的檢測儀。以便控制整個系統(tǒng)處在*佳工作狀態(tài)。
臭氧濃度檢測的化學(xué)方法如下：
1.化學(xué)檢測法
1.1 碘量法
碘量法是*常用的臭氧測定方法，我國和許多國家均把此法作為測定氣體臭氧的標(biāo)準(zhǔn)方法，我國建設(shè)部發(fā)布的《臭氧發(fā)生器臭氧濃度、產(chǎn)量、電耗的測量》標(biāo)準(zhǔn) CJ/T 3028.2 — 94 中即規(guī)定使用碘量法。其原理為強(qiáng)氧化劑臭氧（ O 3 ）與碘化鉀（ KI ）水溶液反應(yīng)生成游離碘（ I 2 ）。臭氧還原為氧氣。反應(yīng)式為：
O 3 + 2KI + H 2 O → O 2 + I 2 + 2KOH
游離碘顯色，依在水中濃度由低至高呈淺黃至深紅色。
利用硫代硫酸鈉（ NaS 2 O 3 ）標(biāo)準(zhǔn)液滴定，游離碘變?yōu)榈饣c（ NaI ），反應(yīng)終點(diǎn)為完全褪色止。反應(yīng)式為：
I 2 + 2Na 2 S 2 O 3 → 2NaI + NaS 4 O 6
兩反應(yīng)式建立起 O 3 反應(yīng)量與 NaS 2 O 3 消耗量的定量關(guān)系為 1molO 3 ： 2mol NaS 2 O 3 ，則臭氧濃度 C O3 計算式為：
C O3 =40x3x1000/1000 （ mg/L ） 式中：
C O3 ——臭氧濃度， mg/L ；
A Na ——硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液用量， ml ；
B ——硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液濃度， mol/L ；
V 0 ——臭氧化氣體取樣體積， ml 。
操作程序及方法參照標(biāo)準(zhǔn) CJ/T3028.2 — 94 。
測定標(biāo)準(zhǔn)型發(fā)生器濃度很方便。臭氧化氣體積用流量計計數(shù)， NaS 2 O 3 濃度一般配制為 0.100mol/L ，測定精度可達(dá)± 1% 。
測定空氣中臭氧濃度時，應(yīng)用在氣采樣器抽氣定量。為保證測定精度， NaS 2 O 3 配為 0.10mol/L 。
測定水溶臭氧濃度亦可用此公式計算，只是 V 0 代表采水量，取 1000ml 。 NaS 2 O 3 濃度為 0.10mol/L 。
碘量法優(yōu)點(diǎn)為顯色直觀。不需要貴重儀器。缺點(diǎn)是易受其氧化劑如 NO 、 CI 2 等物質(zhì)的干擾，在重要檢測時應(yīng)減除其它氧化物質(zhì)的影響。
1.2 比色法
比色法是根據(jù)臭氧與不同化學(xué)試劑的顯色或脫色反應(yīng)程度來確定臭氧濃度的方法。按比色手段分為人工色樣比色與光度計色 . 此法多用于檢測水溶解臭氧濃度 .
國內(nèi)檢測瓶裝水臭氧溶解濃度有使用碘化鉀、鄰聯(lián)甲胺等比色液的。其方式是利用檢測樣品顯色液管相比較，確定測樣臭氧溶解度值（ 0.05~0.08mg/L ） , 要求**的，則利用分光光度計檢測。
國外利用此法做成儀器，配制標(biāo)準(zhǔn)工具與藥品作為現(xiàn)場抽檢使用，很方便。如美國 HACH 公司、日本荏原公司的 DPD （二己基對苯二胺）比色盤，范圍為 0.05~2mg/L 。美國 HACH 公司微型比色儀，利用靛藍(lán)染料脫色反應(yīng)。在 600nm 波長比色， 0.05~0.75nm/L 濃度數(shù)字顯示，精度± 0.01nm/L 。受其它氧化劑干擾少。
1.3 檢測管
將臭氧氧化可變化試劑浸漬在載體上，作為反應(yīng)劑封裝在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑的玻璃管內(nèi)做成測管，使用時將檢測管兩端切斷，把抽氣器接到檢測管出氣端吸取定量臭氧氣體，臭氧濃度與檢測管內(nèi)反應(yīng)劑柱變色長度成正比，通過刻度值讀取濃度值。
德國、日本和我國都生產(chǎn)臭氧檢測管，濃度范圍分為高（ 1000ppm ）、中（ 10ppm ）、低（ 3ppm ）三種，用于檢測空氣臭氧濃度，適于現(xiàn)場應(yīng)用，使用簡便，但精度低（為± 15% ）。
