污水在線硝態氮分析儀的工作原理

污水在線硝態氮分析儀的核心功能是連續、自動監測污水中硝態氮（以 NO??-N 計）的濃度，其工作原理基于硝態氮的化學或物理特性，通過特定檢測方法將濃度轉化為可量化的電信號或光信號，再經數據處理輸出結果。目前主流技術路線包括紫外UV光譜法（如XTNO3-N-300型）、離子選擇電極法（如NOT-9000型）和流動注射分析法（FIA），以下分述其原理及在線實現方式：

一、XTNO3-N-300型紫外UV光譜法硝氮分析儀

核心原理：利用硝態氮的紫外特征吸收

硝態氮（NO??）在220nm 紫外光下有強烈吸收（因硝酸根離子的電子躍遷特性），而水中有機物在 220nm 和 275nm 均有吸收，可通過 275nm 處的吸收值校正干擾（公式：A 有效 = A??? - 2×A???，消除有機物對 220nm 的疊加吸收）。根據朗伯 - 比爾定律，硝態氮濃度與校正后的吸光度成正比（C = k×A 有效，k 為校準系數）。

在線實現流程：

1，自動取樣與預處理：

分析儀通過蠕動泵抽取污水樣品，經內置過濾器（通常 0.45μm 膜）去除懸浮物，避免堵塞流路或干擾光路；部分設備會加入弱酸性試劑（如 H?SO?）抑制微生物活性，防止 NO??被還原。

2，檢測池反應與吸光度測量：

預處理后的樣品進入石英檢測池，儀器內置雙波長紫外光源（220nm 和 275nm）依次照射樣品，光電檢測器同步采集兩波長下的吸光度（A???和A???）。

3，數據處理與輸出：

內置算法自動計算校正吸光度（A 有效），結合校準曲線（通過標準溶液預先標定）轉化為硝態氮濃度，實時顯示并上傳數據（支持 4-20mA、RS485 等接口）。

二、NOT-9000型離子選擇電極法硝氮分析儀

核心原理：基于特定電極對 NO??的選擇性響應

硝態氮離子選擇電極（ISE）的敏感膜（通常為硝酸根選擇性材料，如季銨鹽類聚合物）對 NO??有特異性識別能力。當電極浸入樣品時，NO??與膜表面發生離子交換，產生跨膜電位差，其值與樣品中 NO??活度的對數成正比（符合能斯特方程：E = E? + (RT/nF)×ln(a)，a為 NO??活度，近似濃度）。

在線實現流程：

1，樣品預處理：

樣品經過濾除懸浮物后，進入恒溫反應池（控制溫度 ±0.1℃，減少溫度對電位的影響），部分設備會加入離子強度調節劑（ISA），固定溶液離子強度，使活度與濃度近似相等。

2，電位測量：

池中插入硝態氮 ISE 和參比電極（如 Ag/AgCl 電極），兩者組成原電池，電極儀實時測量電位差（E）。

3，濃度計算：

儀器通過內置校準曲線（用已知濃度標準溶液標定E 與 lgC的關系），將電位差轉化為硝態氮濃度，同時補償溫度、pH（通常需控制 pH 5-9，避免 H?與 NO??競爭）等干擾。

4，電極維護：

定期自動用標準溶液校準（兩點校準），用專用清洗液（如稀硝酸）去除膜表面污染，延長電極壽命（12個月）。

三、流動注射分析法（FIA）

核心原理：通過化學反應顯色，再測吸光度

利用硝態氮在特定條件下的化學還原性：在酸性介質中，NO??被還原劑（如 Cd-Cu 柱）還原為 NO??，隨后與磺胺和 N-1 - 萘基乙二胺發生重氮偶合反應，生成紫紅色偶氮化合物，在 540nm 處有最大吸收，吸光度與硝態氮濃度成正比。

在線實現流程：

1，連續流路設計：

樣品、還原劑、顯色劑通過蠕動泵按比例注入密閉流路，經混合圈充分混合，在反應盤管中完成還原和顯色反應（溫度控制在 25-30℃，加速反應）。

2，檢測與定量：

顯色后的溶液進入紫外 - 可見檢測器，測量 540nm 處的吸光度，通過與標準溶液的吸光度對比，計算硝態氮濃度。

3，自動化控制：

每檢測一定數量樣品（如 20 個），自動注入空白和標準溶液校準；流路定期用稀酸清洗，防止還原柱失效（Cd 柱通常 3-6 個月更換）。

總結：污水在線硝態氮分析儀的核心是將實驗室方法自動化，通過預處理、反應、檢測和維護的全流程，實現無人值守的連續監測，滿足污水廠硝化/反硝化工藝調控、環保排放監管等需求。