Kako primijeniti pH metar i mjerač otopljenog kisika u pročišćavanju otpadnih voda
1 Kako radi pH metar
pH bilo koje otopine može se izraziti u smislu koncentracije vodikovih iona. Zbog ionizirajućeg učinka same vode, svaka litra čiste vode sadrži 10-7 grama [H plus ] na 22 stupnja C, a atomska težina i atomska valenca vodika su 1, tako da svaka litra čiste vode sadrži 10-7 gram ekvivalenata [H plus ] ], jer [H plus ] u čistoj vodi nastaje zbog disocijacije samih molekula vode, odnosno:
H2O=H plus plus OH-
Čista voda je neutralna, to jest koncentracije dvaju iona su jednake, [H plus ]=[OH-], čiji je produkt stalna temperaturna konstanta, koja se naziva ionski produkt K voda.
K voda=[H plus ][OH-]=10-7*10-7=10-14
Gornja formula primjenjiva je na bilo koju kiselo-baznu otopinu, to jest, bilo koju vodenu otopinu, u kojoj je produkt [H plus ][OH-] jednak 10-14. Na primjer, u nekoj vodenoj otopini [H plus ]=10-3, tada [OH-] mora biti 10-11, tako da za bilo koju vrstu vodene otopine, sve dok je [H plus ] poznato, tada [ OH-] je lako dobiti, obično pH je definiran negativnom vrijednošću uobičajenog logaritma koncentracije vodikovih iona, izražen kao: pH=-lg[H plus ],
Tako je pH neutralne otopine jednak 7. Ako postoji višak vodikovih iona, pH vrijednost je manja od 7, a otopina je kisela; inače, otopina je alkalna ako postoji višak hidroksidnih iona.
pH vrijednost ovisi o količini otopljenih tvari, tako da pH vrijednost može osjetljivo pokazati promjenu kvalitete vode. Promjena pH vrijednosti ima velik utjecaj na reprodukciju i preživljavanje organizama, a također ozbiljno utječe na biokemijsku funkciju aktivnog mulja, što utječe na učinak tretmana. pH vrijednost kanalizacije općenito se kontrolira između 6,5 i 7.
pH vrijednost se obično mjeri potenciometrijskom metodom. Referentna elektroda s konstantnim potencijalom i mjerna elektroda obično se koriste za izradu primarne baterije. Elektromotorna sila primarne baterije ovisi o koncentraciji vodikovih iona, a također ovisi o pH otopine. Tip sinker pH metar. Mjerna elektroda instrumenta ima posebnu staklenu elektrodu osjetljivu na pH, koja ima karakteristike visoke točnosti mjerenja i dobre zaštite od smetnji. Kada se uroni u otopinu koja se ispituje, vodikovi ioni u otopini koja se ispituje uravnoteženi su s vodikovim ionima u hidratacijskom sloju na površini balona elektrode, a u isto vrijeme, otopina unutar i izvan stakleni balon i hidratacijski sloj na unutarnjoj stijenci balona elektrode stvaraju razliku potencijala, a unutrašnjost staklene elektrode ispunjena je puferskom otopinom s fiksnom pH vrijednošću, a izlazna elektroda je uronjena u unutarnju otopinu tvore polućeliju, a polućelija nastala uranjanjem kalomelne elektrode u zasićenu otopinu kalijevog klorida istovremeno se uvodi u pretvarač za mjerenje. Različite pH vrijednosti odgovaraju različitim potencijalima, koji se pretvaraju u standardni 4-20mA izlaz kroz transmiter.
2 Princip rada analizatora otopljenog kisika
Sadržaj kisika u vodi može u potpunosti pokazati stupanj samopročišćavanja vode. Za postrojenja za biološki tretman koji koriste aktivni mulj vrlo je važno znati sadržaj kisika u spremniku za prozračivanje. Povećanje otopljenog kisika u kanalizaciji potaknut će biološke aktivnosti osim anaerobnih mikroorganizama, čime će se ukloniti hlapljive tvari i tvari koje su sklone prirodnim oksidacijskim ionima za pročišćavanje kanalizacije.
Postoje tri glavne metode za određivanje sadržaja kisika: automatska kolorimetrijska analiza i mjerenje kemijskom analizom, mjerenje paramagnetskom metodom i mjerenje elektrokemijskom metodom. Količina otopljenog kisika u vodi općenito se mjeri elektrokemijskom metodom.
Kisik se može otopiti u vodi, a topljivost ovisi o temperaturi, ukupnom tlaku površine vode, parcijalnom tlaku i solima otopljenim u vodi. Što je viši atmosferski tlak, veća je sposobnost vode da otapa kisik. Odnos je određen Henryjevim zakonom i Daltonovim zakonom. Henryjev zakon kaže da je topljivost plina izravno proporcionalna njegovom parcijalnom tlaku.
Senzor za mjerenje kisika sastoji se od katode (obično izrađene od zlata i platine), protuelektrode s kojom prolazi struja (srebro) i referentne elektrode bez struje (srebro). Elektrode su uronjene u elektrolite kao što su KCl i KOH, a senzor je prekriven dijafragmom. Premaz odvaja elektrode i elektrolit od tekućine koja se mjeri, a samo otopljeni plin može prodrijeti kroz premaz, čime se štiti senzor, sprječava istjecanje elektrolita i sprječava upad stranih tvari koje uzrokuju onečišćenje i trovanje.
Između protuelektrode i katode primjenjuje se polarizirajući napon. Ako je mjerna ćelija uronjena u vodu s otopljenim kisikom, kisik difundira kroz dijafragmu, a molekule kisika prisutne na katodi (višak elektrona) reduciraju se u hidroksidne ione [OH-]. Elektrokemijski ekvivalent srebrnog klorida taloži se na protuelektrodi (nedostatak elektrona). Za svaku molekulu kisika, katoda emitira 4 elektrona, a protuelektroda prihvaća elektrone za stvaranje struje: 4Ag plus 4Cl-=4AgCl plus 4e-.
Jačina struje proporcionalna je parcijalnom tlaku kisika u izmjerenoj kanalizaciji. Signal se šalje predajniku zajedno sa temperaturnim signalom izmjerenim toplinskim otporom na senzoru. Krivulja odnosa izračunava sadržaj kisika u vodi, a zatim ga pretvara u standardni izlazni signal. Funkcija referentne elektrode je određivanje katodnog potencijala.
3. Karakteristike pH metra
Staklo na pH elektrodi postupno će stariti tijekom vremena, gradijent (promjena izlaznog potencijala elektrode uzrokovana jediničnom promjenom pH) će se pogoršati i bit će potrebno dosta vremena da se postigne stabilan potencijal. Vijek trajanja općih elektroda može doseći dvije godine. Osim toga, temperatura također ima velik utjecaj na starenje. Stupanj starenja skladištenja na 100 stupnjeva nekoliko tjedana ekvivalentan je stupnju starenja skladištenja na sobnoj temperaturi godinu dana.
pH metar ima prednosti točnog mjerenja, visoke pouzdanosti i prikladne instalacije i održavanja. Također je osjetljiv na onečišćenje i zahtijeva čestu kalibraciju. Općenito, kalibrira se svaki mjesec do mjesec i pol, a elektroda se mijenja svake dvije godine.
4. Značajke mjerača otopljenog kisika
Mjerač otopljenog kisika ima karakteristike jednostavne instalacije, dugog razdoblja kalibracije (3~4 mjeseca), neosjetljivosti na druge tvari itd., te može pratiti upotrebu elektrolita u membrani i sondi. Općenito, elektrolit i membranu treba mijenjati svake jedne do tri godine. .
