Kako primijeniti pH metar i mjerač rastvorenog kiseonika u tretmanu kanalizacije
1 Kako funkcioniše pH metar
pH bilo koje otopine može se izraziti u smislu koncentracije vodikovih jona. Zbog efekta jonizacije same vode, svaka litra čiste vode sadrži 10-7 grama [H plus ] na 22 stepena C, a atomska težina i atomska valencija vodonika su 1, tako da svaki litar 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, odnosno koncentracije dva jona su jednake, [H plus ]=[OH-], čiji je proizvod konstantna temperaturna konstanta, naziva se jonski proizvod K voda.
K vode=[H plus ][OH-]=10-7*10-7=10-14
Gornja formula je primjenjiva na bilo koju kiselo-baznu otopinu, odnosno bilo koju vodenu otopinu, u kojoj je [H plus ][OH-] proizvod 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 vodenog rastvora, sve dok je [H plus ] poznato, tada [ OH-] je lako dobiti, obično pH je definisan negativnom vrijednošću zajedničkog logaritma koncentracije vodikovih jona, izražen kao: pH=-lg[H plus ],
Dakle, pH neutralnog rastvora je jednak 7. Ako postoji višak vodonikovih jona, pH vrednost je manja od 7, a rastvor je kisel; inače, rastvor je alkalni ako postoji višak hidroksidnih jona.
pH vrijednost ovisi o količini otopljenih tvari, tako da pH vrijednost može osjetljivo ukazati na promjenu kvaliteta vode. Promena pH vrednosti ima veliki uticaj na reprodukciju i preživljavanje organizama, a takođe ozbiljno utiče na biohemijsku funkciju aktivnog mulja, što utiče na efekat tretmana. pH vrijednost kanalizacije je općenito kontrolirana između 6,5 i 7.
pH vrijednost se obično mjeri potenciometrijskom metodom. Referentna elektroda konstantnog potencijala i mjerna elektroda se obično koriste za formiranje primarne baterije. Elektromotorna sila primarne baterije ovisi o koncentraciji vodikovih iona i također ovisi o pH otopine. Tip sinker pH metar. Mjerna elektroda instrumenta ima specijalnu staklenu elektrodu osjetljivu na pH, koja ima karakteristike visoke točnosti mjerenja i dobre zaštite od smetnji. Kada je uronjen u rastvor koji se ispituje, joni vodika u rastvoru koji se ispituju su uravnoteženi sa ionima vodonika u hidratacionom sloju na površini sijalice elektrode, a istovremeno se rastvor unutar i izvan sijalice. staklena sijalica i hidratacijski sloj na unutrašnjoj stijenci bulbusa elektrode stvaraju razliku potencijala, a staklena elektroda Unutrašnjost se puni puferskim rastvorom sa fiksnom pH vrijednošću, a izlazna elektroda je uronjena u unutrašnji rastvor da se formiraju polućeliju, a polućelija nastala uranjanjem kalomelne elektrode u zasićeni rastvor kalijum hlorida se istovremeno uvodi u pretvarač radi merenja. Različite pH vrijednosti odgovaraju različitim potencijalima, koji se preko predajnika pretvaraju u standardni 4-20mA izlaz.
2 Princip rada analizatora rastvorenog kiseonika
Sadržaj kiseonika u vodi može u potpunosti pokazati stepen samopročišćavanja vode. Za postrojenja za biološki tretman koji koriste aktivni mulj veoma je važno znati sadržaj kiseonika u rezervoaru za aeraciju. Povećanje rastvorenog kiseonika u kanalizaciji će podstaći biološke aktivnosti osim anaerobnih mikroorganizama, čime se uklanjaju isparljive supstance i supstance koje su sklone prirodnim oksidacionim jonima radi pročišćavanja kanalizacije.
Postoje tri glavne metode za određivanje sadržaja kiseonika: automatska kolorimetrijska analiza i merenje hemijskom analizom, merenje paramagnetnom metodom i merenje elektrohemijskom metodom. Količina rastvorenog kiseonika u vodi se obično meri elektrohemijskom metodom.
Kiseonik se može rastvoriti u vodi, a rastvorljivost zavisi od temperature, ukupnog pritiska površine vode, parcijalnog pritiska i soli rastvorenih u vodi. Što je veći atmosferski pritisak, to je veća sposobnost vode da otapa kiseonik. Odnos je određen Henryjevim i Daltonovim zakonom. Henrijev zakon kaže da je rastvorljivost gasa direktno proporcionalna njegovom parcijalnom pritisku.
Senzor za mjerenje kisika sastoji se od katode (obično izrađene od zlata i platine), protuelektrode koja nosi struju (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 u oblogu, čime se štiti senzor, sprječava izlazak elektrolita i sprječava prodor stranih tvari koje uzrokuju zagađenje i trovanje.
Između kontra elektrode i katode primjenjuje se polarizacijski 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-]. Elektrohemijski ekvivalent srebrnog hlorida se taloži na kontra-elektrodi (nedostatak elektrona). Za svaki molekul kiseonika, katoda emituje 4 elektrona, a kontraelektroda prihvata elektrone da formira struju: 4Ag plus 4Cl-=4AgCl plus 4e-.
Veličina struje je proporcionalna parcijalnom pritisku kiseonika u izmerenoj kanalizaciji. Signal se šalje predajniku zajedno sa temperaturnim signalom izmjerenim termičkim otporom na senzoru. Kriva odnosa izračunava sadržaj kiseonika u vodi, a zatim ga pretvara u standardni izlazni signal. Funkcija referentne elektrode je da odredi katodni potencijal.
3. Karakteristike pH metra
Staklo na pH elektrodi će postepeno stariti tokom vremena, gradijent (promena izlaznog potencijala elektrode uzrokovana promenom pH jedinice) će se pogoršati i biće potrebno mnogo vremena da se postigne stabilan potencijal. Vijek trajanja općih elektroda može doseći dvije godine. Osim toga, temperatura također ima veliki utjecaj na starenje. Stepen starenja skladištenja na 100 stepeni tokom nekoliko nedelja je ekvivalentan stepenu starenja skladištenja na sobnoj temperaturi tokom jedne godine.
PH metar ima prednosti preciznog mjerenja, visoke pouzdanosti i praktične instalacije i održavanja. Takođe je osetljiv na zagađenje i zahteva čestu kalibraciju. Uglavnom se kalibrira svakih jedan do mjesec i po, a elektroda se mijenja svake dvije godine.
4. Karakteristike merača rastvorenog kiseonika
Mjerač rastvorenog kiseonika ima karakteristike lake ugradnje, dugog perioda kalibracije (3~4 meseca), neosetljivosti na druge supstance, itd., i može pratiti upotrebu elektrolita u membrani i sondi. Općenito, elektrolit i membranu treba mijenjati svake jedne do tri godine. .
