EZ 系列铁/锰在线分析仪在自来水过滤工艺中的应用

自来水中的铁和锰

3.持续监控-工作原理

HACH® EZ 系列分析仪采用在线比色技术，能够准确可靠地测量关键水质参数。智能，自动化的操作和功能有助于提高分析仪的的分析性能。最小化停机时间并无需操作员干预。机器清洗是自动的，校准和验证频率都可以由用户设置。EZ1000 系列能够同时测量最多 8 个样品流。这样就降低了每个采样点的成本，但是在下达指令时需要保证指令精准详细。

EZ1000 铁分析仪使用 TPTZ 试剂，其在反应时会形成很深的蓝紫色，以此测量溶解铁（II）、铁（III）和总溶解铁（II+III），循环时间为 15 分钟，标准测量范围为 0-1 mg/L。但可以通过校准曲线的设置或稀释功能来测量低浓度（0-0.1mg/L）或高浓度（0-10mg/L）的样品。

EZ1000 锰分析仪使用甲醛肟法在 450nm 处测量溶解的锰 Mn（II），标准测量范围为 0-1 mg/L Mn，量程同样可以有多种可选，循环时间为 10 分钟。

如果客户对于总铁或总锰的含量比较关注，可以选择 EZ2000 系列对应的总铁或总锰分析仪。EZ2000 系列分析仪具有一个内部样品消化装置，能够在分析前提供一个额外步骤用于消解不溶性或复合型金属，从而达到总铁或总锰的分析。

一般来说，实验室分析水质指标数据具有较高的可信度。然而，在采样和传递结果之间存在一个时间延迟，并且偶尔采样可能会因为错过了浓度峰值而监测不出风险。在线分析仪由于取样的及时性和分析时间较短的特点，因而能够大大降低这种风险。此外，EZ 系列分析仪提供标准的 4-20mA 信号输出并配有报警程序，正常情况下在量程内的异常浓度都可以被监测到，并将报警信号发送至控制中心。

• 更强大的处理能力 

• 更高的生产效率

• 较短的启动时间 

• 节省能源

• 改善水质

在丹麦，饮用水的供应主要来自地下水。政府的立场是饮用水应来自纯净的地下水，这些纯净的水只需要通过简单的通风处理、pH 调整，然后过滤即可进行输送至居民家中。砂滤工艺在丹麦已经使用了 100 多年，该过滤器开发项目的结果将于 2020 年在 IWA 水大会（丹麦）上公布。

世界各地的水处理厂普遍采用砂滤器，砂滤器有助于去除悬浮固体和病原体，改善味道和颜色而无需额外的化学物质。这些砂滤器需要通过定期反洗来保持最佳性能，反冲洗能够清除集聚的颗粒并提高流速。然而，反洗过程会打断水处理过程。因此有必要进行监测以优化过滤性能。目前较普遍的做法是针对浊度和流速进行检测，不过化学指标的分析能够为流程情况提供更深入的了解。

2018 年，丹麦实施了新的饮用水法规以符合欧盟关于参数、采样频率和采样地点的相关法规。在此之前要求针对出厂水（下限）和用户终端出水进行监测。欧盟法规调整后，用户终端出水不仅需要监测还针对铁和锰这两项指标设置了限值，具体为铁：0.2 mg/L，锰：0.05 mg/L。

传统的做法是不定时的采集样本，随后送至实验室分析各项参数水平，当然这也包括铁和锰。如果通过指标数据表明滤池中的污染物无法通过反冲洗来去除，则有必要对滤料进行更换，更换滤料意味着该条生产线的停机，因此是一项耗时耗财的步骤。为更加准确高效的评估和监测滤池工艺的性能，该项目研究者通过在线监测滤池水样中铁和锰的浓度水平，为更加准确掌握滤池工艺状态，他们还对不同滤料层间的水样进行分析。

该项目应用的产品有 HACH® EZ1024 总溶解铁（Fe（II） 和 Fe（III））分析仪，HACH® EZ1025 二价锰分析仪。这些仪器于 2018 年 11 月安装，每小时采样四次。项目初始，每台仪器被设置为每小时从过滤器入口和出口分别抽取两个样品。通过与实验室结果对比发现两者具有良好的相关性。

 EZ1024 总溶解性铁（II+III）分析仪工作现场组件：A-工业面板 PC，B-高精度微型泵，C-取样泵，D-排水泵，E-光度

VIA 大学的项目经理，高级副教授 Loren Ramsay 说：“监测是饮用水处理研究的重要组成部分。为了保证监测的正确性，必须在处理过程中的多个位置进行频繁的测量。使用具有多通道功能的在线铁锰自动分析仪非常适合我们的需求。我们相信我们的项目成果对整个饮用水处理行业来说都非常有用。”

随着传感器技术的进步，连续监测和实时控制系统有助于优化水行业内的各种处理工艺。在提高工艺性能的同时也可以降低相关成本。随着 HACH® EZ 系列在线分析仪的不断优化和进步，如今不仅能实时评估进厂及出厂水的铁锰含量，更重要的是通过对铁锰含量的实时监测侧面反映滤池工艺的性能和状态，这对于更加高效的安排和管理滤池反冲洗操作大有帮助。此外，正如丹麦的案例所展示的一样，锰和铁的连续监测有助于开发新的改进过滤系统。