膜法余氯傳感器的透氣膜在長期使用后會出現哪些問題？

膜法余氯傳感器的透氣膜（通常為聚四氟乙烯、聚乙烯等材質的選擇性透氣膜）是核心組件之一，其功能是允許水中的余氯（如 HClO、Cl?等小分子氣體）透過，同時阻隔懸浮物、大分子有機物、離子等干擾物質。但長期使用后，透氣膜會因水質、環境等因素出現多種問題，直接影響傳感器的檢測精度和穩定性。以下是常見問題及成因分析：

一、膜污染與堵塞

物理性堵塞

表現：膜表面或孔隙被懸浮物、顆粒物覆蓋，余氯透過速率下降，傳感器響應變慢（如原本 10 秒穩定，變為 30 秒以上），檢測值偏低甚至無響應。

成因：

水樣中高濁度物質（如泥沙、黏土顆粒）、藻類、微生物絮體長期附著在膜表面；

工業廢水中的膠體、顏料顆粒（如印染廢水）堵塞膜的微孔（孔徑通常為 0.1-1μm）。

高發場景：污水處理廠出水、工業廢水、農業灌溉水（含泥沙）等。

化學性污染

表現：膜表面形成化學沉積層，透氣性永酒下降，即使清洗也無法恢復。

成因：

水中高濃度鈣、鎂離子（硬水）與投加的氯劑反應，生成難溶性鹽（如碳酸鈣）沉積在膜表面；

含硫化物的水體（如工業廢水、市政污水）中，S2?與氯反應生成硫單質，附著在膜上形成黑色污染層；

含油脂、表面活性劑的水樣（如食品加工廢水），有機物滲透進膜的微孔并吸附，改變膜的透氣性能。

二、膜老化與材質劣化

機械性能下降

表現：膜變脆、開裂或破損，失去選擇性透過能力，干擾物質（如離子、大分子）直接進入電極反應區，導致檢測值劇烈波動或偏高。

成因：

長期浸泡在水中（尤其是高溫水體，如工業循環水，水溫＞40℃），膜的高分子鏈發生水解或氧化，柔韌性降低；

傳感器安裝位置振動（如泵體附近），膜與電極外殼摩擦導致局部破損；

維護時清洗工具（如毛刷）過度用力，造成膜表面劃傷。

透氣選擇性喪失

表現：膜對余氯的透過效率下降，同時對其他氣體（如 CO?、O?）的透過率增加，導致背景電流升高，檢測基線漂移。

成因：

水中強氧化劑（如臭氧、過氧化氫）長期作用，破壞膜的分子結構，使孔隙變大；

紫外線照射（如戶外露天安裝）加速膜的老化降解（尤其非耐候性材質）。

三、膜與電解液的交互問題

電解液滲透與干涸

表現：膜的密封性下降，內部電解液（如 KCl 溶液）通過膜的破損處或老化孔隙泄漏，導致電極反應環境失衡，檢測信號減弱。

成因：

膜與電極殼體的密封膠老化（如硅膠密封圈硬化），出現縫隙；

膜長期使用后親水性增強，電解液被水樣稀釋或反向滲透流失。

電解液污染

表現：膜破損后，水樣中的雜質（如重金屬離子、有機物）進入電解液，與參比電極反應（如 Ag/AgCl 參比電極被 S2?污染生成 Ag?S），導致參比電位漂移，檢測精度驟降。

四、對傳感器性能的綜合影響

檢測精度下降：余氯透過量不足，導致檢測值偏低；干擾物質穿透則導致檢測值偏高，誤差可達 ±0.1-0.5mg/L（遠超正常范圍）。

響應速度變慢：膜阻力增大，余氯達到電極表面的時間延長，從正常的 10-30 秒變為 1-5 分鐘，無法及時反饋水質變化。

校準失效：膜性能不穩定時，校準曲線線性變差，即使頻繁校準，檢測值仍會快速漂移。

總結與維護建議

透氣膜的問題多源于污染、老化和機械損傷，解決方式包括：

定期清洗（每周 1-2 次，用軟毛刷或中性清洗劑去除表面污染物）；

按廠家建議周期更換膜（通常 1-3 個月，水質惡劣時縮短至 2 周）；

避免在高濁度、強腐蝕性、高溫水體中長時間使用（必要時搭配預處理裝置，如過濾單元）。

及時處理膜的問題是保證膜法余氯傳感器精度的關鍵，否則可能導致工藝控制失誤（如飲用水消毒不足或過度投加）。