GD9821在线总磷自动分析仪的研究

　　1　引　　言

　　在火力发电、化工等企业中,循环冷却水是企业正常运行的一个非常重要的环节。若水处理不好,则每年由于热交换器及辅助设备的腐蚀、泄漏、结垢等引起的事故,将会造成巨大的经济损失。

　　当前循环水处理有效的方法是加入一定量的膦系阻垢、缓蚀剂(主要以磷作为活性基团,亦称有机磷系列药剂),以达到延缓热力设备结垢和腐蚀的目 的。由于该药剂具有良好的阻垢、缓蚀的特性,因此被广泛地应用于火力发电、化工等部门。这也促使了国内外竞相开发研究该系列药剂,目前已经有多种药剂 (HEDP、PBTCA、ATMP、PEPA等)应用在循环冷却水系统中。另一方面,由于膦系阻垢缓蚀剂的稳定性好,在水中不易分解,过量的使用会给水环 境带来污染,造成富养型的水质,使水中的微生物大量繁殖。因此,加强现场检测和控制是延缓热力设备结垢、腐蚀及降低环境污染的有效手段。但是目前国内基本 用手工分析,手动控制加药的方法,这种方法难于将药剂均匀适量地加入到循环水中。之所以存在上述问题,是因为总磷酸盐中有机成份的磷酸盐难于直接测量,用 现有国标方法(GB6913.3—86)测定一个试样不仅需要30分钟以上,而且需要加热100℃直至蒸干,因此不宜于在线快速分析。为了解决在线连续测 量问题,本文提出了一种基于紫外光氧化与复合分解剂催化氧化协同作用的方法,可将水中的有机磷成份在较短的时间内分解氧化为易于测量的正磷酸盐。试验证明 分解率可达到98%以上,可以满足在线测量的要求。根据这一原理开发研制了GD9821在线总磷自动分析仪,并应用于现场测量。

　　2　在线测量原理

　　2.1　膦系阻垢、缓蚀剂的UV光氧化法与复合催化氧化法的反应机理

　　紫外光氧化法在重金属、有机碳、氮、磷有机成份的检测及食品、空气、水的杀菌等方面得到了广泛的应用。其主要利用了有机物质吸收紫外辐射能后, 破坏了原有的C—N、C—P、C—C间的键能,使其发生断裂,因而达到可分析和杀菌的目的[1]。根据有机化合物的光化学反应与分子吸收光谱相关的特性, 通过UV1100紫外分光光度计测得工业循环冷却水常用的有机磷阻垢缓蚀剂HEDP、EDTMP、PAPE的最大吸收峰值,结果如图1所示。由吸收光谱图 可知,几种有机

　　化合物的特征吸收光谱均在紫外辐射区,最大吸收峰值均在λ=185～220nm范围内。根据光化学第一定律:只有被分子吸收的光才能引起反应。反应如下式:

　　但单一的紫外光氧化法,其效率很低,对有机成份的完全分解往往在1小时到8小时甚至更长的时间,不能实现在线测量。为提高分解速度,研制开发了 一种ST 01复合催化氧化剂,该复合试剂与紫外灯的协同作用,在5分钟内可将水样中的有机磷成份分解并达到测量的要求。单一的紫外照射或单独加入ST--01都无 法达到快速分解的目的,表1说明了紫外照射和ST-- 01协同作用的关系.