电极法氨氮监测仪的光学干扰排除技术

电极法氨氮监测虽以电化学响应为核心，但水样中的有色物质（如染料、腐殖酸）可能通过光学干扰间接影响测量（如吸附在电极膜表面改变其透光性），或干扰预处理中的 pH 测量（光学 pH 传感器受颜色影响），排除技术如下：

有色物质对电极膜的干扰与排除

干扰机制：高色度水样（如印染废水，色度＞500 倍）中的有色有机物（如偶氮染料）会强烈吸附在电极敏感膜表面，形成 “染色层"，阻碍 NH₃分子透过膜与内参比溶液反应，导致电极响应灵敏度下降（斜率从 0.059V 降至 0.050V 以下），测量值偏低。

排除技术：

预处理脱色：在过滤后增加活性炭吸附柱（颗粒活性炭，粒径 0.5-1mm），活性炭对有色有机物的吸附容量＞50mg/g，可将水样色度降至 50 倍以下；吸附柱饱和后用热空气（120℃）再生，重复使用（再生周期 2-4 周）。

抗吸附电极膜：选用表面光滑的氟化物膜（如聚偏氟乙烯 PVDF 膜），膜表面接触角＞90°（疏水性强），有色有机物吸附率降低 70%；配合每 2 天用无水乙醇擦拭膜表面 1 次，去除残留有色物质。

交替测量法：每测量 3 次实际水样后，测量 1 次清洁水样（去离子水），若清洁水样的测量值偏高（＞0.5mg/L），说明膜表面有吸附污染，自动启动清洗程序（用去离子水 + 超声波清洗 30 秒）。

对 pH 测量的光学干扰与排除

干扰场景：采用光学 pH 传感器（基于 pH 指示剂变色）的预处理系统中，有色水样会吸收或反射特定波长的光，导致 pH 测量误差（如实际 pH=11，测量值 = 10.2），进而影响氨氮转化（NH₄⁺→NH₃）。

排除技术：

电化学 pH 传感器替代：改用玻璃电极 pH 传感器（不受颜色影响），其测量基于氢离子选择性响应，与水样颜色无关，pH 测量误差≤±0.1（色度＜1000 倍时）。

双波长补偿：若必须使用光学 pH 传感器，采用双波长测量（如 550nm 和 610nm，分别为指示剂变色前后的特征波长），通过计算两个波长的吸光度比值消除背景颜色干扰，pH 测量误差从 ±0.5 降至 ±0.15。

应用案例

某印染废水处理厂（色度 300-800 倍，氨氮 50-200mg/L）：原电极法监测因膜吸附导致每周需更换 1 次电极，测量误差达 15-20%；采用 “活性炭脱色 + PVDF 抗吸附膜" 方案后，色度降至 30 倍以下，电极膜吸附现象显著减少，电极寿命延长至 3 个月，测量误差稳定在 ±5% 以内，pH 测量改用玻璃电极后，调节精度提升至 ±0.05。