在自來(lái)水和污水處理廠(chǎng)的出水階段，廣泛采用加氯消毒工藝，以殺滅水中的細(xì)菌和病毒。在工業(yè)循環(huán)冷卻水處理中，也采用加氯殺菌除藻工藝，因?yàn)槔鋮s水在循環(huán)過(guò)程中，由于部分水蒸發(fā)，水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被濃縮了，細(xì)菌等微生物就會(huì)大量繁殖，易于形成黏泥污垢，過(guò)多的黏泥污垢會(huì)導(dǎo)致管道堵塞和腐蝕。

加氯消毒一般是指向水中通入氯氣殺死細(xì)菌等微生物，通常是采用瓶裝氯氣。

游離氯——氯氣在水中生成HClO和ClO^-, HClO和ClO^-之和稱(chēng)為“游離氯”。其中游離氯對(duì)細(xì)菌等微生物有很強(qiáng)的滅殺作用，是游離氯中的有效殺毒成分，所以也將HClO稱(chēng)為“有效游離氯”。

化合氯——在游離氯起殺菌作用之前，由于水中溶有銨離子、有機(jī)物的各種雜質(zhì)，這些雜質(zhì)會(huì)首先與游離氯反應(yīng)，耗去一部分游離氯。例如，游離氯會(huì)迅速與溶液中的銨離子形成單氯胺和二氯胺。在較長(zhǎng)一段時(shí)間里，游離氯還會(huì)與有機(jī)化合物（例如蛋白質(zhì)和氨基酸）起反應(yīng)，形成各種有機(jī)氯化合物。氯胺和有機(jī)氯化合物一起叫做化合氯。

總氯——化合氯加上游離氯就是溶液中的總氯量，稱(chēng)為總氯。在這些物質(zhì)中只有游離氯才是有效的消毒劑，化合氯幾乎沒(méi)有殺毒能力。只有滿(mǎn)足上述耗氯需要后，才會(huì)有多余的游離氯來(lái)殺滅細(xì)菌。

加氯量——加氯消毒時(shí)加入的氯量稱(chēng)為加氯量，加氯量應(yīng)包括需氯量和余氯量?jī)刹糠?。需氯量是指用于殺死?xì)菌及氧化有機(jī)物和還原性物質(zhì)所需要的氯量。

余氯量——是指為抑制水中殘余細(xì)菌再度繁殖而余留在水中的氯量，稱(chēng)為余氯或殘余氯。有人把游離氯稱(chēng)為余氯，這是不確切的，殺滅細(xì)菌后剩余的游離氯才是余氯。

為了維持殺滅細(xì)菌的效果，出水中始終要保持余氯量在0.5～1mg/L,在供水管網(wǎng)末端也要保持0.05～0.1mg/L的余氯。測(cè)量出水中剩余游離氯含量的儀器稱(chēng)為余氯分析儀。

在線(xiàn)余氯分析儀主要在下列場(chǎng)合使用：

①自來(lái)水廠(chǎng)出水中余氯含量的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)；

②污水處理廠(chǎng)出水中余氯含量的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)；

③循環(huán)冷卻水中余氯含量的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)；

④鍋爐給水處理中余氯含量的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。

當(dāng)采用經(jīng)過(guò)消毒處理的自來(lái)水作鍋爐給水進(jìn)行脫鹽處理時(shí)，必須除去自來(lái)水中的余氯。因?yàn)橛嗦鹊拇嬖跁?huì)破壞離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)，使其強(qiáng)度變差，容易破碎。特別是在自來(lái)水廠(chǎng)附近時(shí)，水中的余氯含量較高，更需要除氯。目前常用的除氯方法有活性炭脫氯法和添加化學(xué)藥劑除氯法。

14.1在線(xiàn)余氯分析儀的測(cè)量方法、原理及探頭結(jié)構(gòu)形式

在線(xiàn)測(cè)量余氯的方法通常采用的是極譜法，也就是電解池法。

在線(xiàn)余氯分析儀的傳感器探頭有敞開(kāi)式傳感器和隔膜式傳感器兩種型式。

敞開(kāi)式傳感器——鉑后金陰極是測(cè)量電極，銀或銅陽(yáng)極是反電極，被測(cè)液體在它們之間形成電解質(zhì)。由于電極與被測(cè)介質(zhì)直接接觸，容易受到污染，必須連續(xù)不斷地活化，這個(gè)過(guò)程由被測(cè)液體攜帶的小玻璃珠摩擦電極表面來(lái)完成。液體的電率必須穩(wěn)定，以保證液體電阻的變化不影響傳感器的測(cè)量結(jié)果。此外，液體中若存在鐵或硫的化合物及其他物質(zhì)時(shí)，也會(huì)對(duì)測(cè)量造成干擾。敞開(kāi)式傳感器可測(cè)量游離氯和化合氯兩項(xiàng)。其極化時(shí)間長(zhǎng)達(dá)24小時(shí)。

隔膜式傳感器——金陰極是測(cè)量電極，銀陽(yáng)極是反電極，隔膜將傳感器密封，里面有*性的電解質(zhì)，電解質(zhì)含有氯化物離子。隔膜式傳感器的測(cè)量具有選擇性，隔膜只允許游離氯氯通過(guò)，化合氯不能通過(guò),所以它不能測(cè)量化合氯，如果只有化合氯存在，就不能用它，但對(duì)于游離氯的測(cè)量，它是的選擇。

由于采用隔膜密封措施，隔膜式傳感器還具有以下優(yōu)點(diǎn)。

①鐵和硫的化合物等干擾組分不能通過(guò)隔膜，從而消除了交叉干擾。

②通過(guò)樣品池的流量＞30L/h (流速＞0.3cm/s時(shí)，測(cè)量值不受被測(cè)流量波動(dòng)影響。

③測(cè)量值不受被測(cè)液體電導(dǎo)波動(dòng)的影響。

④測(cè)量元件被隔膜密封，不會(huì)受到污染，因而其維護(hù)量小。

⑤傳感器極化時(shí)間短，一般只需30～60min。

目前，大多采用隔膜式傳感器。

隔膜電極式余氯傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理：

隔膜電極式余氯傳感器是由金制的測(cè)量電極和銀制的反電極組成，電極浸入含有氯化物離子的電解質(zhì)溶液中，電極和電解液由隔膜與被測(cè)介質(zhì)隔離，然而允許氣體擴(kuò)散穿過(guò)。隔膜的作用是防止電解液流失及被測(cè)液體中的污染物滲透進(jìn)來(lái)引起中毒。

測(cè)量時(shí)，電極之間加一個(gè)固定的極化電壓，電極和電解液便構(gòu)成了一個(gè)電解池。隔膜傳感器具有選擇性，*能擴(kuò)散通過(guò)隔膜的化合物是游離氯，能在電極上請(qǐng)反應(yīng)的是次氯酸（HClO），即有效游離氯。傳感器是發(fā)生下列電極反應(yīng)：

測(cè)量電極（金陰極）：  

反電極（銀陽(yáng)極）：

連續(xù)不斷的電荷遷移產(chǎn)生電流，電流強(qiáng)度與次氯酸濃度成正比。下圖是 一種常見(jiàn)的隔膜式余氯傳感器探頭的結(jié)構(gòu)圖：

隔膜式余氯傳感器的外形圖

隔膜式余氯傳感器的結(jié)構(gòu)圖

隔膜式余氯傳感器隔膜的夾層結(jié)構(gòu)圖

    一般是將鉑電阻測(cè)溫元件、pH電極和余氯傳感器組裝在一起，做成一個(gè)測(cè)量組件，用以對(duì)余氯傳感器的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行溫度補(bǔ)正和pH值校正。

14.2采用隔膜電極式余氯傳感器測(cè)量余氯注意事項(xiàng)：

①由于受低流量限制，隔膜電極傳感器只能安裝在流通式樣品池中，而不能安裝在明渠上直接測(cè)量。

②應(yīng)保證通過(guò)樣品池的流量＞30L/h (流速＞0.3cm/s)，并注意被測(cè)水樣的溫度、壓力和pH值不應(yīng)超過(guò)儀表允許范圍。

③被測(cè)水樣中不應(yīng)有能在傳感器隔膜上形成淀積物的任何懸浮固體，否則應(yīng)采取過(guò)濾措施。

④定期補(bǔ)充電解液和對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)（零點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)液必須經(jīng)活性炭過(guò)濾除氯，量程標(biāo)準(zhǔn)液可按儀表說(shuō)明書(shū)配置制）