Sådan påføres pH-meter og opløst iltmåler i spildevandsbehandling
1 Sådan fungerer et pH-meter
pH-værdien af enhver opløsning kan udtrykkes som hydrogenionkoncentration. På grund af selve vandets ioniseringseffekt indeholder hver liter rent vand 10-7 gram [H plus ] ved 22 grader C, og brints atomvægt og atomvalens er begge 1, så hver liter rent vand indeholder 10-7 gramækvivalenter af [H plus ] ], fordi [H plus ] i rent vand produceres på grund af dissociationen af selve vandmolekylerne, dvs.
H2O=H plus plus OH-
Rent vand er neutralt, det vil sige, at koncentrationerne af de to ioner er lige store, [H plus ]=[OH-], hvis produkt er en konstant temperaturkonstant, kaldet ionprodukt K vand.
K vand=[H plus ][OH-]=10-7*10-7=10-14
Ovenstående formel er anvendelig til enhver syre-base-opløsning, det vil sige enhver vandig opløsning, hvori [H plus ][OH-]-produkt er lig med 10-14. For eksempel, i en eller anden vandig opløsning [H plus ]=10-3 skal [OH-] være 10-11, så for enhver form for vandig opløsning, så længe [H plus ] er kendt, så [ OH-] er let at opnå, normalt. pH er defineret ved den negative værdi af den almindelige logaritme af hydrogenionkoncentrationen, udtrykt som: pH=-lg[H plus ],
Så pH-værdien af en neutral opløsning er lig med 7. Hvis der er et overskud af hydrogenioner, er pH-værdien mindre end 7, og opløsningen er sur; ellers er opløsningen basisk, hvis der er et overskud af hydroxidioner.
pH-værdien afhænger af mængden af opløste stoffer, så pH-værdien kan følsomt angive ændringen i vandkvaliteten. Ændringen af pH-værdien har stor indflydelse på organismers reproduktion og overlevelse og påvirker også i alvorlig grad den biokemiske funktion af aktiveret slam, hvilket påvirker behandlingseffekten. pH-værdien af spildevand er generelt kontrolleret mellem 6,5 og 7.
pH-værdien måles normalt ved den potentiometriske metode. En referenceelektrode med konstant potentiale og en måleelektrode bruges almindeligvis til at danne et primært batteri. Den elektromotoriske kraft af det primære batteri afhænger af koncentrationen af hydrogenioner og afhænger også af opløsningens pH. Type synke pH-meter. Instrumentets måleelektrode anvender en speciel glaselektrode, der er følsom over for pH, som har karakteristika med høj målenøjagtighed og god anti-interferens. Når den er nedsænket i opløsningen, der skal testes, balanceres hydrogenionerne i opløsningen, der skal testes, med hydrogenionerne i hydreringslaget på overfladen af elektrodepæren, og samtidig vil opløsningen i og uden for glaspære og hydreringslaget på indervæggen af elektrodepæren genererer en potentialforskel, og glaselektroden Det indre fyldes med en bufferopløsning med en fast pH-værdi, og udledningselektroden nedsænkes i den indvendige opløsning for at danner en halvcelle, og den halvcelle, der dannes ved nedsænkning af calomelelektroden i en mættet kaliumchloridopløsning, indføres samtidig i konverteren til måling. Forskellige pH-værdier svarer til forskellige potentialer, som konverteres til standard 4-20mA output gennem transmitteren.
2 Funktionsprincip for analysator for opløst ilt
Iltindholdet i vand kan fuldt ud vise graden af selvrensning af vand. For biologiske renseanlæg, der anvender aktivt slam, er det meget vigtigt at kende iltindholdet i beluftningstanken. Forøgelsen af opløst ilt i spildevand vil fremme andre biologiske aktiviteter end anaerobe mikroorganismer og dermed fjerne flygtige stoffer og stoffer, der er tilbøjelige til naturlige oxidationsioner for at rense spildevandet.
Der er tre hovedmetoder til bestemmelse af iltindhold: automatisk kolorimetrisk analyse og kemisk analysemåling, paramagnetisk metodemåling og elektrokemisk metodemåling. Mængden af opløst oxygen i vand måles generelt ved elektrokemisk metode.
Ilt kan opløses i vand, og opløseligheden afhænger af temperaturen, vandoverfladens samlede tryk, partialtrykket og salte opløst i vandet. Jo højere atmosfærisk tryk, jo større er vandets evne til at opløse ilt. Forholdet er bestemt af Henrys lov og Daltons lov. Henrys lov siger, at opløseligheden af en gas er direkte proportional med dens partialtryk.
Iltmålesensoren består af en katode (almindeligvis lavet af guld og platin), en strømførende modelektrode (sølv) og en strømfri referenceelektrode (sølv). Elektroderne er nedsænket i elektrolytter som KCl og KOH, og sensoren er dækket af en membran. Belægningen adskiller elektroderne og elektrolytten fra væsken, der skal måles, og kun opløst gas kan trænge ind i belægningen, hvilket beskytter sensoren, forhindrer elektrolytten i at undslippe, og forhindrer indtrængen af fremmede stoffer for at forårsage forurening og forgiftning.
En polariserende spænding påføres mellem modelektroden og katoden. Nedsænkes målecellen i vand med opløst ilt, diffunderer ilten gennem membranen, og iltmolekylerne på katoden (overskud af elektroner) reduceres til hydroxidioner [OH-]. Den elektrokemiske ækvivalent af sølvchlorid udfældes på modelektroden (elektronmangel). For hvert oxygenmolekyle udsender katoden 4 elektroner, og modelektroden accepterer elektroner for at danne en strøm: 4Ag plus 4Cl-=4AgCl plus 4e-.
Strømmens størrelse er proportional med partialtrykket af ilt i det målte spildevand. Signalet sendes til senderen sammen med temperatursignalet målt af den termiske modstand på sensoren. Relationskurven beregner iltindholdet i vandet og konverterer det derefter til et standardsignaloutput. Referenceelektrodens funktion er at bestemme det katodiske potentiale.
3. Karakteristika for pH-meter
Glasset på pH-elektroden vil gradvist ældes over tid, gradienten (ændringen i elektrodeoutputpotentialet forårsaget af en enheds-pH-ændring) vil forringes, og det vil tage lang tid at nå et stabilt potentiale. Levetiden for generelle elektroder kan nå to år. Derudover har temperaturen også stor indflydelse på aldring. Ældningsgraden for opbevaring ved 100 grader i flere uger svarer til lagringsgraden ved stuetemperatur i et år.
pH-måleren har fordelene ved nøjagtig måling, høj pålidelighed og bekvem installation og vedligeholdelse. Det er også følsomt over for forurening og kræver hyppig kalibrering. Generelt kalibreres den hver til halvanden måned, og elektroden udskiftes hvert andet år.
4. Funktioner af opløst iltmåler
Den opløste iltmåler har karakteristika af nem installation, lang kalibreringsperiode (3~4 måneder), ufølsomhed over for andre stoffer osv., og kan overvåge brugen af elektrolytten i membranen og sonden. Generelt bør elektrolytten og membranen udskiftes hvert til tredje år. .
