الكلور المتبقي هو مفتاح تطهير مؤشر في معالجة مياه الشرب ، دقة الكشف عن الكلور المتبقي له تأثير مباشر على تقييم سلامة المياه وتطهير الآثار . نتائج اختبار الكلور المتبقي من نوعية المياه أداة كشف تتأثر بالعديد من العوامل ، بما في ذلك أداء الجهاز ، مواصفات التشغيل ، والظروف البيئية ، خصائص العينة و الاضطرابات الكيميائية . وفيما يلي تحليل منهجي لهذه العوامل من عدة أبعاد .

مبدأ التقنية وأداة الأداء

1 . استشعار نوع والانتقائية

جوهر كاشف الكلور المتبقي هو استشعار نوع يحدد دقة الكشف ونطاق التطبيق :

- أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية : استنادا إلى طريقة قِيَاس اِستِقطَابِيَّة أو طريقة potentiostatic ، يمكن تقدير تركيز الكلور المتبقي بقياس التغيرات الحالية في تفاعل الأكسدة مع الكلور . هذا النوع من أجهزة الاستشعار من السهل أن تتأثر درجة حرارة المياه ، التعكر و تدخل الأيونات ( مثل البروم والأوزون ) ، تحتاج إلى معايرة بانتظام .

- قياس الألوان الاستشعار : استخدام الكلور المتبقي و DPD ( ن ، n-diethylphenylenediamine ) لون رد الفعل ، من خلال تحديد الإجار . الأسلوب له خصوصية عالية الكلور الحر ، ولكن الوقت اللونية ، ودرجة الحموضة كاشف الجودة يجب أن تسيطر عليها بدقة .

- أجهزة الاستشعار الفلورية : للكشف عن الكلور المتبقي من خلال تفاعل وضع العلامات الفلورية ، وحساسية عالية ولكن مكلفة ، ومناسبة للتحليل المختبري .

2 - معايرة وصيانة المركز

- تواتر المعايرة : يمكن للمعايرة غير المنتظمة ( اليومية أو الأسبوعية على سبيل المثال ) أن تؤدي إلى الانجراف في خط الأساس ، لا سيما في البيئات ذات الرطوبة العالية أو الفرق في درجة الحرارة العالية .

- دقة الحلول القياسية : يمكن أن يؤدي سوء إعداد الحلول القياسية للمعايرة ( مثل استخدام الكواشف التي انتهت صلاحيتها أو عدم مراعاة تصحيح درجة الحرارة ) إلى أخطاء منهجية .

- الشيخوخة الكهربائي : بعد فترة طويلة من استخدام أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية ، يمكن أن تكون ملوثة الفيلم الحساسة أو تخميلها ، والتي تحتاج إلى أن تكون في الوقت المناسب مصقول أو استبدالها .

3 - حدود الكشف والقرار

- انخفاض تركيز الكلور المتبقي ( على سبيل المثال ، 0.01 مغ / لتر ) يتطلب دقة عالية ( على سبيل المثال ، 0.001 مغ / لتر ) ، وإلا فإن البيانات قد تكون مشوهة بسبب عدم كفاية القرار .

- عندما تتجاوز العينة ذات التركيز العالي نطاق الاختبار ، فإنها تحتاج إلى تخفيف ، ولكن عملية التخفيف قد تؤدي إلى أخطاء بسبب سوء التشغيل .

مواصفات التشغيل ومعالجة العينات

1 - شروط أخذ العينات وحفظها

- حاويات أخذ العينات : يمكن أن يؤدي عدم استخدام حاويات نظيفة وخالية من بقايا الكلور ( مثل زجاجات الزجاج البني ) إلى تلوث العينات أو فقدان الامتزاز .

- تخزين الوقت وطريقة : الكلور المتبقي هو متقلبة و تتحلل بواسطة الضوء ، لا تجنب الضوء أو تأخير الكشف ( أكثر من 2 ساعة ) يمكن أن يؤدي إلى انخفاض النتائج . فمن المستحسن أن اختبار سريع أو إضافة المثبتات ( على سبيل المثال ، ثيوسلفات الصوديوم ) في الموقع .

- التحكم في درجة الحرارة : تسارع التحلل من الكلور المتبقي في درجة حرارة عالية ، وانخفاض درجة الحرارة يمكن أن يؤدي إلى تغيير في الذوبان .

2 - توحيد إجراءات التشغيل

- قياس الألوان العملية : عدم إضافة الكواشف DPD ، العازلة ، أو خلط غير كافية ، يمكن أن يؤدي إلى عدم كفاية اللون أو التركيز المحلي الانحراف .

- التحريك الكهروكيميائي : قد يؤدي التحريك السريع إلى تدخل الفقاعات ، بينما يؤدي بطء التحريك إلى عدم كفاية التفاعل .

- توقيت القراءة : قياس الألوان يجب أن تتبع بدقة لون الوقت ( على سبيل المثال ، 5 دقائق ) ، في وقت مبكر جدا أو في وقت متأخر جدا من القراءة تؤثر على العلاقة الخطية .

3 . عبر التلوث والتنظيف

- بعد الكشف المستمر عن تركيزات عالية من العينات ، إذا لم يتم تنظيف أجهزة الاستشعار أو استبدال خزان العينة ، الكلور المتبقية يمكن أن تلوث بعد تركيز منخفض من العينات .

- الالتصاق بالمواد العضوية ( مثل الطحالب والزيوت الزيتية ) على سطح أطباق اللونية أو الأقطاب الكهربائية يمكن أن يعرقل التفاعل ، ويجب غسلها وتجفيفها بالماء الخالي من الكلور .

العوامل البيئية وخصائص نوعية المياه

1 . تأثير درجة الحرارة

- معدل التفاعل الكيميائي : معدل التفاعل بين الكلور المتبقي و DPD اللون يزيد مع زيادة درجة الحرارة ، ولكن ارتفاع درجة الحرارة يمكن أن يؤدي إلى عدم استقرار اللون .

- إشارة الكهربائي : الناتج الحالي من أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية يتأثر بدرجة كبيرة من درجة الحرارة ، والتي تتطلب وظيفة متكاملة لتعويض درجة الحرارة ( على سبيل المثال تصحيح معادلة نرنست ) .

2 - اضطراب الرقم الهيدروجيني

شكل الكلور المتبقي يختلف مع درجة الحموضة : في حالة حمضية ، الكلور ₂ أساسا ، في حالة محايدة هو hocl / OCL ⁻ ، كلوريد الأمونيوم ( nh ₂ CL / nhcl ₂ ) يمكن أن تنتج بسهولة في حالة قلوية . هناك فرق كبير في نشاط الكلور في أشكال مختلفة .

- قياس الألوان عادة ما يتطلب الرقم الهيدروجيني 6.5-7.5 ، الانحراف عن هذا النطاق قد يؤدي إلى انحياز لوني أو رد فعل الجانب .

3 - التعكر والمواد العالقة

- الرواسب والكائنات الحية الدقيقة في عينات المياه العكرة العالية ( مثل مياه النهر ومياه الصرف الصحي ) يمكن أن تمتص الكلور المتبقي أو حجب مسار الضوء ، مما يؤدي إلى انخفاض النتائج اللونية . قبل الترشيح ( 0.45 ميكرون غشاء الترشيح ) أو الطرد المركزي العلاج المطلوب .

- قد تكون الجزيئات الغروية مغلفة بالكلور المتبقي ، مما يؤدي إلى تركيز منخفض ” زائف “ يحدده الأسلوب الكهربائي ، وإلى عدم كفاية فعالية التطهير الفعلية .

4 - تعقيد نوعية المياه الخلفية

- تدخل مؤكسد : قد يتفاعل الأوزون ، وبيروكسيد ، وبرمنغنات في الماء مع الكلور المتبقي ، مما يؤدي إلى سوء تقدير أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية .

- المواد الاختزالية : الكبريتيدات ، أيونات الحديدوز ، وما إلى ذلك تستهلك الكلور المتبقي الذي يتعين إزالتها عن طريق المعالجة ( مثل التحميض والتطهير ) .

- تدخل المواد العضوية : يتفاعل حمض الدبالية ، التانين ، وما إلى ذلك ، مع الكلور المتبقي لإنتاج مركبات عضوية غير نشطة الكلور ، مما يخفي المستوى الحقيقي من الكلور المتبقي .

الكواشف الكيميائية و رد فعل اللون

1 . الاستقرار DPD كاشف

- DPD الحل بسهولة المؤكسدة ، تحتاج إلى أن تكون محمية من الضوء البارد ( 4 ℃ ) و استخدام محدود المدة ( عادة شهر واحد ) . فشل الكواشف يمكن أن يؤدي إلى لون الضوء أو عديم اللون .

- درجة الحموضة من حل العازلة ( على سبيل المثال ، الفوسفات ، جليكاين هيدروكسيد الصوديوم ) يجب أن تسيطر عليها بدقة ، وإلا حساسية اللون سوف تتأثر .

2 . لون رد فعل الجانب

- ارتفاع تركيز الكلورامين ( على سبيل المثال ، nh̀CL ) يتفاعل مع مديرية الأمن العام لإنتاج المنتجات الحمراء التي يمكن أن يساء فهمها على أنها خالية من الكلور . تمييع أو إطالة أمد التنمية .

- النحاس والحديد وغيرها من ايونات المعادن قد تحفز التحلل من الحزب الديمقراطي الاجتماعي ، مما يؤدي إلى زيادة غير طبيعية في امتصاص فارغة السيطرة على المجموعة .

معالجة البيانات وأداة خطأ

مجموعة خطية من منحنى القياسية

- قياس الألوان يحتاج إلى تحديث منحنى القياسية بانتظام ، لا سيما إذا كان كاشف دفعة عدد التغييرات أو أداة مصدر الضوء الشيخوخة . انخفاض تركيز المنطقة ( 0-0.5 مغ / لتر ) يمكن تكبير الخطأ .

- يتطلب الأسلوب الكهروكيميائية معايرة متعددة النقاط ( على الأقل 5 درجات ) لتفادي الانحراف غير الخطي الناجم عن نقطة معايرة واحدة .

2 - وحدة التحويل وتسجيل الأخطاء

- الخلط بين وحدات تركيز الكلور المتبقي ( مغ / لتر ، ميكروغرام / لتر ، جزء في المليون ) قد يؤدي إلى سوء فهم النتائج .

- عدم مراعاة الأرقام الصحيحة أو قواعد التقريب عند تسجيل البيانات ، مما قد يخفي التقلبات الحقيقية .