Rad pH metara i analizatora otopljenog kisika
1. Princip rada pH metra
pH vrijednost vode ovisi o količini otopljenih tvari, pa pH vrijednost može osjetljivo ukazati na promjene kvalitete vode. Promjene pH vrijednosti imaju veliki utjecaj na reprodukciju i preživljavanje organizama. Istovremeno, oni također ozbiljno utječu na biokemiju aktivnog mulja, što utječe na učinak tretmana. pH vrijednost kanalizacije općenito se kontrolira između 6,5 i 7. Voda je kemijski neutralna, a određene molekule vode spontano se razlažu prema sljedećoj formuli: H2O=H++OH-, odnosno na vodik ioni i hidroksidni ioni. U neutralnoj otopini, koncentracije vodikovih iona H+ i hidroksidnih iona OH- su 10-7mol/l, a pH vrijednost negativna je od logaritma baze 10 koncentracije vodikovih iona: pH{{11} }log, dakle neutralno. pH vrijednost otopine jednaka je 7. Ako postoji višak vodikovih iona, pH vrijednost je manja od 7 i otopina je kisela; obrnuto, ako postoji višak hidroksidnih iona, otopina je alkalna.
pH vrijednost se obično mjeri potenciometrijskom metodom. Za izradu primarne ćelije obično se koriste referentna elektroda s konstantnim potencijalom i mjerna elektroda. Elektromotorna sila primarne ćelije ovisi o koncentraciji vodikovih iona i pH otopine. Biljka koristi pH senzore i pH transmitere. Na mjernoj elektrodi postoji posebna staklena sonda koja je osjetljiva na pH. Izrađen je od posebnog stakla koje može provoditi struju i propuštati ione vodika. Ima karakteristike visoke točnosti mjerenja i dobre performanse protiv smetnji. Kada staklena sonda dođe u kontakt s vodikovim ionima, stvara se električni potencijal. Potencijal se mjeri pomoću referentne elektrode od srebrne žice suspendirane u otopini srebrnog klorida. Različite pH vrijednosti proizvode različite potencijale, koji se pretvaraju u standardni 4-20mA izlaz preko transmitera.
2. Princip rada analizatora otopljenog kisika
Sadržaj kisika u vodi može u potpunosti pokazati stupanj samopročišćavanja vode. Za postrojenja za biološku obradu koja koriste aktivni mulj vrlo je važno razumjeti sadržaj kisika u aeracijskim spremnicima i oksidacijskim jarcima. Povećani otopljeni kisik u kanalizaciji potaknut će biološke aktivnosti osim anaerobnih mikroorganizama, čime će se ukloniti hlapljive tvari i lako Prirodni oksidirani ioni pročišćavaju kanalizaciju. Postoje tri glavne metode za mjerenje sadržaja kisika: automatska kolorimetrijska analiza i mjerenje kemijskom analizom, mjerenje paramagnetskom metodom i mjerenje elektrokemijskom metodom. Količina otopljenog kisika u vodi općenito se mjeri elektrokemijskim metodama.
Kisik je topiv u vodi, a njegova topljivost ovisi o temperaturi, ukupnom tlaku na površini vode, parcijalnom tlaku i otopljenim solima u vodi. Što je viši atmosferski tlak, veća je sposobnost vode da otapa kisik. Odnos je određen Henryjevim zakonom i Daltonovim zakonom. Henryjev zakon tvrdi da je topljivost plina proporcionalna njegovom parcijalnom tlaku.
Uzimajući kao primjer senzor za mjerenje kisika, elektroda se sastoji od katode (obično izrađene od zlata i platine), protuelektrode sa strujom (srebro) i referentne elektrode bez struje (srebro). Elektroda je uronjena u elektrolit kao što je KCl, KOH, senzor je prekriven dijafragmom, koja odvaja elektrodu i elektrolit od tekućine koja se mjeri, čime se štiti senzor, sprječava curenje elektrolita i sprječava upad stranih tvari. tvari koje mogu uzrokovati kontaminaciju i trovanje. Između protuelektrode i katode primjenjuje se polarizirajući napon. Ako se mjerni element uroni u vodu s otopljenim kisikom, kisik će difundirati kroz separator, a molekule kisika prisutne na katodi (višak elektrona) reducirat će se u hidroksidne ione: O{{0}}H2O{ {2}}e-® 4OH-. Na protuelektrodi se taloži elektrokemijski ekvivalent srebrnog klorida (nedostatak elektrona): 4Ag+4Cl-® 4AgCl+4e-. Za svaku molekulu kisika, katoda emitira 4 elektrona, a protuelektroda prihvaća elektrone i stvara struju. Veličina struje proporcionalna je parcijalnom tlaku kisika izmjerene kanalizacije. Ovaj signal, zajedno sa signalom temperature izmjerenim toplinskim otpornikom na senzoru, šalje se u transformator. Odašiljač koristi krivulju odnosa između sadržaja kisika, parcijalnog tlaka kisika i temperature pohranjene u senzoru za izračunavanje sadržaja kisika u vodi, a zatim ga pretvara u standardni izlazni signal. Funkcija referentne elektrode je određivanje potencijala katode. Vrijeme odziva senzora za otopljeni kisik je: 90% konačne mjerne vrijednosti postiže se nakon 3 minute, a 99% konačne mjerne vrijednosti postiže se nakon 9 minuta; zahtjev za niskim protokom je 0,5 cm/s.
