自來水中的鐵和錳

3.持續監控-工作原理

HACH® EZ 系列分析儀采用在線比色技術，能夠準確可靠地測量關鍵水質參數。智能，自動化的操作和功能有助于提高分析儀的的分析性能。最小化停機時間并無需操作員干預。機器清洗是自動的，校準和驗證頻率都可以由用戶設置。EZ1000 系列能夠同時測量最多 8 個樣品流。這樣就降低了每個采樣點的成本，但是在下達指令時需要保證指令精準詳細。

EZ1000 鐵分析儀使用 TPTZ 試劑，其在反應時會形成很深的藍紫色，以此測量溶解鐵（II）、鐵（III）和總溶解鐵（II+III），循環時間為 15 分鐘，標準測量范圍為 0-1 mg/L。但可以通過校準曲線的設置或稀釋功能來測量低濃度（0-0.1mg/L）或高濃度（0-10mg/L）的樣品。

EZ1000 錳分析儀使用甲醛肟法在 450nm 處測量溶解的錳 Mn（II），標準測量范圍為 0-1 mg/L Mn，量程同樣可以有多種可選，循環時間為 10 分鐘。

如果客戶對于總鐵或總錳的含量比較關注，可以選擇 EZ2000 系列對應的總鐵或總錳分析儀。EZ2000 系列分析儀具有一個內部樣品消化裝置，能夠在分析前提供一個額外步驟用于消解不溶性或復合型金屬，從而達到總鐵或總錳的分析。

一般來說，實驗室分析水質指標數據具有較高的可信度。然而，在采樣和傳遞結果之間存在一個時間延遲，并且偶爾采樣可能會因為錯過了濃度峰值而監測不出風險。在線分析儀由于取樣的及時性和分析時間較短的特點，因而能夠大大降低這種風險。此外，EZ 系列分析儀提供標準的 4-20mA 信號輸出并配有報警程序，正常情況下在量程內的異常濃度都可以被監測到，并將報警信號發送至控制中心。

• 更強大的處理能力 

• 更高的生產效率

• 較短的啟動時間 

• 節省能源

• 改善水質

在丹麥，飲用水的供應主要來自地下水。政府的立場是飲用水應來自純凈的地下水，這些純凈的水只需要通過簡單的通風處理、pH 調整，然后過濾即可進行輸送至居民家中。砂濾工藝在丹麥已經使用了 100 多年，該過濾器開發項目的結果將于 2020 年在 IWA 水大會（丹麥）上公布。

世界各地的水處理廠普遍采用砂濾器，砂濾器有助于去除懸浮固體和病原體，改善味道和顏色而無需額外的化學物質。這些砂濾器需要通過定期反洗來保持最佳性能，反沖洗能夠清除集聚的顆粒并提高流速。然而，反洗過程會打斷水處理過程。因此有必要進行監測以優化過濾性能。目前較普遍的做法是針對濁度和流速進行檢測，不過化學指標的分析能夠為流程情況提供更深入的了解。

2018 年，丹麥實施了新的飲用水法規以符合歐盟關于參數、采樣頻率和采樣地點的相關法規。在此之前要求針對出廠水（下限）和用戶終端出水進行監測。歐盟法規調整后，用戶終端出水不僅需要監測還針對鐵和錳這兩項指標設置了限值，具體為鐵：0.2 mg/L，錳：0.05 mg/L。

傳統的做法是不定時的采集樣本，隨后送至實驗室分析各項參數水平，當然這也包括鐵和錳。如果通過指標數據表明濾池中的污染物無法通過反沖洗來去除，則有必要對濾料進行更換，更換濾料意味著該條生產線的停機，因此是一項耗時耗財的步驟。為更加準確高效的評估和監測濾池工藝的性能，該項目研究者通過在線監測濾池水樣中鐵和錳的濃度水平，為更加準確掌握濾池工藝狀態，他們還對不同濾料層間的水樣進行分析。

該項目應用的產品有 HACH® EZ1024 總溶解鐵（Fe（II） 和 Fe（III））分析儀，HACH® EZ1025 二價錳分析儀。這些儀器于 2018 年 11 月安裝，每小時采樣四次。項目初始，每臺儀器被設置為每小時從過濾器入口和出口分別抽取兩個樣品。通過與實驗室結果對比發現兩者具有良好的相關性。

 EZ1024 總溶解性鐵（II+III）分析儀工作現場組件：A-工業面板 PC，B-高精度微型泵，C-取樣泵，D-排水泵，E-光度

VIA 大學的項目經理，高級副教授 Loren Ramsay 說：“監測是飲用水處理研究的重要組成部分。為了保證監測的正確性，必須在處理過程中的多個位置進行頻繁的測量。使用具有多通道功能的在線鐵錳自動分析儀非常適合我們的需求。我們相信我們的項目成果對整個飲用水處理行業來說都非常有用。”

隨著傳感器技術的進步，連續監測和實時控制系統有助于優化水行業內的各種處理工藝。在提高工藝性能的同時也可以降低相關成本。隨著 HACH® EZ 系列在線分析儀的不斷優化和進步，如今不僅能實時評估進廠及出廠水的鐵錳含量，更重要的是通過對鐵錳含量的實時監測側面反映濾池工藝的性能和狀態，這對于更加高效的安排和管理濾池反沖洗操作大有幫助。此外，正如丹麥的案例所展示的一樣，錳和鐵的連續監測有助于開發新的改進過濾系統。