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饮用水处理过程中的监测
消毒效果评估
在饮用水处理中,消毒是保障水质安全的关键环节。氧化还原电位的监测可以有效评估消毒剂的消毒效果。以氯消毒为例,当向水中投加氯气后,水中会形成游离氯等具有氧化性的物质,这些物质能够杀灭水中的细菌、病毒等病原体。随着消毒过程的进行,水中的氧化还原电位会发生变化。研究表明,当氧化还原电位达到一定数值时,如采用铂电极测量,ORP 值达到 650mV 以上时,对大肠杆菌等常见病原体具有较好的杀灭效果。通过实时监测氧化还原电位,可以及时调整消毒剂的投加量,确保消毒效果的同时,避免消毒剂投加过量产生有害副产物。例如,在某城市的自来水厂,通过安装在线 ORP 监测仪,实时监测消毒池出水的氧化还原电位,根据监测数据自动调整氯气的投加量,使出厂水的消毒效果始终保持在良好状态,同时有效控制了三卤甲烷等副产物的生成量,保障了居民的饮用水安全。
pH 值是衡量水中氢离子活度的重要指标,其数值为水中氢离子活度倒数的对数值。pH 值检测主要采用玻璃电极法和标准缓冲溶液比色法。
(一)玻璃电极法
玻璃电极法测定 pH 值的精度可达 0.01。该方法以玻璃电极为指示电极,饱和甘汞电极为参比电极,将二者插入溶液中组成原电池。当溶液中氢离子浓度发生变化时,玻璃电极与甘汞电极之间的电动势也会随之改变。在 25℃时,每单位 pH 标度对应的电动势变化值为 59.1mV,检测仪器可直接显示 pH 读数,且仪器配备有温度差异补偿装置,以确保检测结果的准确性。水的色度、浑浊度、余氯、氧化剂、还原剂以及较高含盐量等因素通常不会对该方法的测定产生干扰。但在强碱性溶液中,若存在大量钠离子,则会导致检测误差,使读数偏低。
微生物活动
微生物在水体中溶解氧与氨氮的相互关系中起着关键作用。如前所述,氨氮的氧化过程主要由亚硝化细菌和硝化细菌等微生物介导。这些微生物利用水中的溶解氧将氨氮逐步氧化为硝酸盐氮,从而降低氨氮含量,同时消耗溶解氧。微生物的种类、数量和活性受到多种因素的影响,除了水温、pH 值外,还包括水体中的营养物质含量、污染物浓度等。
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