化工污水处理厂氨氮含量在线检测仪的选型

汪斌，洪一华

（衢州巨化检测中心，浙江衢州324004）

经验交流

化工污水处理厂氨氮含量在线检测仪的选型

汪斌，洪一华

（衢州巨化检测中心，浙江衢州324004）

针对某化工污水处理厂废水中组分复杂，存在能与氨氮测定所用显色剂作用形成络合反应和其他反应的物质，测定结果不能完全反映废水中氨氮含量的问题，采用5种方法对化工污水处理厂的进水、中间废水和达标排放的废水进行氨氮含量检测的比对。结果表明，进水、中间废水和达标排放的废水分别应选用按HJ 535－2009纳氏试剂分光光度法设计的在线检测仪法、在线氨气敏电极法和在线氨气敏电极法（或水杨酸法在线检测仪）检测仪。

在线检测；水杨酸法；纳氏试剂法；氨气敏电极法；离子色谱法；化工污水处理厂废水

某化工污水处理厂汇集各化工企业废水进行集中处理。各化工企业所用原料和产品各不相同，故废水中各有机物和无机物种类多，组分复杂，对氨氮含量测定影响也较大。

现在已经颁布的氨氮含量检测方法国家标准和环保行业标准有4个，分别是HJ535－2009、HJ 536－2009、HJ 537－2009和HJ/T 195－2005[1-4]。当废水样品色度较高且氨氮含量也较高时采用HJ 537－2009，以消除色度的干扰；HJ/T 195－2005一般实验室不具备条件。在线检测仪器氨氮含量测定方法主要有3种，其中2种是参照HJ535－2009和HJ 536－2009采用分光光度法设计的工作流程，另1种是氨气敏电极法。

针对浊度、色度、氯离子和其他因素对在线氨氮检测仪检测的影响，选择不同的样品和不同原理的在线检测仪进行比对，查找各类方法对影响因素的局限性，以选择化工污水处理厂废水各环节合适的氨氮在线检测仪。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

水杨酸-酒石酸钾钠溶液（ρ=50 g/L），亚硝基铁氰化钠溶液（ρ=10 g/L），纳氏试剂，氯化铵（分析纯），碘化汞-碘化钾-氢氧化钠（HgI2-KI-NaOH）溶液，氨氮标准溶液。

722型分光光度计；氨氮在线分析仪：Amtax Compact II、岛津公司NHN-4210、TresCon Uno A111。

1.2 实验样品

纯水样品为去离子水，废水样品采集某污水处理厂的进水、中间过程废水、排放废水，标准样品采用氯化铵（NH4Cl）配制。

1.3 实验方法

配制标准样品并加入质量浓度1～5g/L的Cl-（与实际废水样品中的Cl-含量接近），采集某污水处理厂的废水样品（进水和出水），为分析浊度、色度、Cl-含量和其他因素对测定结果的影响，采用5种方法测定氨氮含量进行比对：1)按HJ 536－2009水杨酸分光光度法设计的在线检测仪法；2)按HJ 535－2009纳氏试剂分光光度法设计的在线检测仪法；3)采用氨气敏电极法设计的在线检测仪法；4)实验室离子色谱法；5)按HJ 536－2009水杨酸分光光度法的实验室方法。

2 结果和讨论

2.1 进水不同方法的比对

氨氮在废水中呈溶解状态，在线检测仪均设置了前处理超微滤膜（0.1μm）过滤装置，可去除悬浮物和色度对在线检测结果的影响。但该化工污水处理厂进水中组分复杂，某些组分与水杨酸法和纳氏试剂法的显色剂形成络合离子，影响了颜色的形成或改变了颜色的色类，测定结果不理想。

采用4种方法检测同一进水样品中的氨氮含量，结果见表1。其中离子色谱法采用色谱柱对其他干扰物质进行分离，以氨离子作为定量，故以离子色谱法测得的结果作为真值。

表1 4种方法检测的进水氨氮含量Tab 1 Four methods to detect ammonia and nitrogen content in inflow water

从表1可知，不同测定方法所测得的数据相差较大，纳氏试剂法所测得的数据与离子色谱法比较接近。

2.2 中间废水不同方法的比对

2.2.1在线检测与实验室检测比较

在线检测仪前处理过滤装置采用0.1 μm的超微滤膜，去掉了大部分色度，而实验室按HJ535－2009和HJ 536－2009这2种方法不经过过滤，故实验室检测数据比在线检测仪偏高，而在线检测仪测定结果正常。氨气敏电极法由于电极的膜头在化工综合废水中使用时易造成堵塞，不适用于悬浮物和色度高的废水使用。

实验室水杨酸法和在线水杨酸法检测中间过程废水样品结果见表2。

表2 浊度和色度对检测数据的影响Tab 2 Effect of turbidity and chromaticity on testing data

从表2可知，在线检测仪所测得的数据比实验室略低，主要是过滤膜产生的吸光度误差。

2.2.2Cl-含量的影响

化工综合废水中Cl-的质量浓度通常在2～4 g/ L。为考察氯化物对氨氮含量测定的影响，在已知氨氮标准样品（质量浓度0.5 mg/L）中定量加入氯化钠基准试剂得到不同Cl-含量的水样，以不同的氨氮在线检测仪进行比对，并与标准值进行比较，结果见表3。

表3 Cl-含量对氨氮检测数据的影响Tab 3 Effectof Cl-contenton ammonia and nitrogen testing data

从表3可知，Cl-含量对在线检测仪产生正误差，而在线氨气敏电极法影响较小。

2.3 出水不同方法的比对

对经过处理后达到GB 18918－2002排放标准的废水（出水），采用4种方法进行比对，并用离子色谱法进行真值的确认[5]。结果见图1。

图1 4种方法检测的出水氨氮含量Tab 1 Four methods to detect ammonia and nitrogen content in outflow water

从图1可知，在线纳氏试剂法、在线水杨酸法和在线氨气敏电极法所测得的数据与离子色谱法相对偏差较大平均分别为19.2%、2.82%和-0.40%，在线纳氏试剂法偏差大，故不适合污水处理厂出水氨氮含量的检测。

3 结论与建议

对化工污水处理厂的进水、中间废水和达标排放的废水，采用按HJ 536－2009水杨酸分光光度法设计的在线检测仪法、按HJ 535－2009纳氏试剂分光光度法设计的在线检测仪法、氨气敏电极法设计的在线检测仪法、实验室离子色谱法和按HJ 536－2009水杨酸分光光度法的实验室法进行氨氮含量检测的比对，结果表明：1)化工污水处理厂的进水组分复杂，各类有机和无机物种类多，浊度和色度较高，对测定值影响也较大，应选用基于纳氏试剂法原理的在线检测仪进行检测氨氮含量。

2)中间过程废水，应选用在线氨气敏电极法，Cl-影响小。

3)排放废水浊度、色度和氨氮均较低，在排放标准要求的指标内，其中NH3-N的质量浓度小于10 mg/L，宜选用氨气敏电极法在线检测仪或水杨酸法在线检测仪。

[1]水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法:HJ 535－2009[S].

[2]水质氨氮的测定水杨酸分光光度法:HJ 536－2009[S].

[3]水质氨氮的测定蒸馏-中和滴定法:HJ 537－2009[S].

[4]水质氨氮的测定气相分子吸收光谱法:HJ/T 195－2005 [S].

[5]城镇污水处理厂污染物排放标准:GB 18918－2002[S].

X703.3

B DOI 10.3969/j.issn.1006-6829.2016.04.014

2016-04-28；

2016-05-21