Jak aplikovat pH metr a metr rozpuštěného kyslíku při čištění odpadních vod
1 Jak funguje pH metr
pH jakéhokoli roztoku lze vyjádřit pomocí koncentrace vodíkových iontů. Díky ionizačnímu efektu samotné vody obsahuje každý litr čisté vody 10-7 gramů [H plus ] při 22 °C a atomová hmotnost a atomová valence vodíku jsou 1, takže každý litr čisté vody obsahuje 10-7 gramekvivalentů [H plus ] ], protože [H plus ] v čisté vodě vzniká v důsledku disociace samotných molekul vody, to znamená:
H2O=H plus plus OH-
Čistá voda je neutrální, to znamená, že koncentrace obou iontů jsou stejné, [H plus ]=[OH-], jejímž součinem je konstantní teplotní konstanta, nazývaná iontový součin K voda.
K vody=[H plus ][OH-]=10-7*10-7=10-14
Výše uvedený vzorec je použitelný pro jakýkoli acidobazický roztok, tj. jakýkoli vodný roztok, ve kterém se součin [H plus ][OH-] rovná 10-14. Například v nějakém vodném roztoku [H plus ]=10-3 musí být [OH-] 10-11, takže pro jakýkoli druh vodného roztoku, pokud je známo [H plus ], potom [ OH-] lze snadno získat, obvykle pH je definováno zápornou hodnotou společného logaritmu koncentrace vodíkových iontů, vyjádřeno jako: pH=-lg[H plus ],
Takže pH neutrálního roztoku se rovná 7. Pokud je přebytek vodíkových iontů, je hodnota pH nižší než 7 a roztok je kyselý; jinak je roztok alkalický, pokud je v něm přebytek hydroxidových iontů.
Hodnota pH závisí na množství rozpuštěných látek, takže hodnota pH může citlivě indikovat změnu kvality vody. Změna hodnoty pH má velký vliv na rozmnožování a přežívání organismů a také vážně ovlivňuje biochemickou funkci aktivovaného kalu, což ovlivňuje efekt čištění. Hodnota pH odpadních vod je obecně řízena mezi 6,5 a 7.
Hodnota pH se obvykle měří potenciometrickou metodou. K vytvoření primární baterie se běžně používá referenční elektroda s konstantním potenciálem a měřicí elektroda. Elektromotorická síla primární baterie závisí na koncentraci vodíkových iontů a závisí také na pH roztoku. Typ ponorného pH metru. Měřicí elektroda přístroje využívá speciální skleněnou elektrodu citlivou na pH, která se vyznačuje vysokou přesností měření a dobrou odolností proti rušení. Když je ponořena do testovaného roztoku, vodíkové ionty v testovaném roztoku jsou vyváženy s vodíkovými ionty v hydratační vrstvě na povrchu elektrodové baňky a současně roztok uvnitř a vně skleněná baňka a hydratační vrstva na vnitřní stěně baňky elektrody generují rozdíl potenciálů a skleněná elektroda Vnitřní prostor je naplněn tlumivým roztokem s pevnou hodnotou pH a vývodová elektroda je ponořena do vnitřního roztoku, aby vytvoří poločlánek a poločlánek vytvořený ponořením kalomelové elektrody do nasyceného roztoku chloridu draselného se současně zavede do konvertoru pro měření. Různé hodnoty pH odpovídají různým potenciálům, které jsou převedeny na standardní 4-20mA výstup přes vysílač.
2 Princip činnosti analyzátoru rozpuštěného kyslíku
Obsah kyslíku ve vodě může plně ukázat stupeň samočištění vody. U biologických čistíren využívajících aktivovaný kal je velmi důležité znát obsah kyslíku v provzdušňovací nádrži. Zvýšení rozpuštěného kyslíku v odpadních vodách podpoří biologické aktivity jiné než anaerobní mikroorganismy, čímž se odstraní těkavé látky a látky, které jsou náchylné k přirozeným oxidačním iontům k čištění odpadních vod.
Existují tři hlavní metody pro stanovení obsahu kyslíku: automatická kolorimetrická analýza a měření chemické analýzy, měření paramagnetickou metodou a měření elektrochemickou metodou. Množství rozpuštěného kyslíku ve vodě se obecně měří elektrochemickou metodou.
Kyslík se může rozpouštět ve vodě a jeho rozpustnost závisí na teplotě, celkovém tlaku na vodní hladině, parciálním tlaku a solích rozpuštěných ve vodě. Čím vyšší je atmosférický tlak, tím větší je schopnost vody rozpouštět kyslík. Vztah je určen Henryho zákonem a Daltonovým zákonem. Henryho zákon říká, že rozpustnost plynu je přímo úměrná jeho parciálnímu tlaku.
Senzor pro měření kyslíku se skládá z katody (běžně vyrobené ze zlata a platiny), protielektrody s proudem (stříbrná) a bezproudové referenční elektrody (stříbrná). Elektrody jsou ponořeny do elektrolytů, jako je KCl a KOH, a senzor je zakrytý membránou. Povlak odděluje elektrody a elektrolyt od měřené kapaliny a povlakem může proniknout pouze rozpuštěný plyn, čímž chrání senzor, zabraňuje úniku elektrolytu a zabraňuje vnikání cizích látek způsobujících znečištění a otravu.
Mezi protielektrodou a katodou je aplikováno polarizační napětí. Pokud je měřicí cela ponořena do vody s rozpuštěným kyslíkem, kyslík difunduje přes membránu a molekuly kyslíku přítomné na katodě (přebytek elektronů) se redukují na hydroxidové ionty [OH-]. Na protielektrodě se vysráží elektrochemický ekvivalent chloridu stříbrného (deficit elektronů). Pro každou molekulu kyslíku katoda emituje 4 elektrony a protielektroda přijímá elektrony za vzniku proudu: 4Ag plus 4Cl-=4AgCl plus 4e-.
Velikost proudu je úměrná parciálnímu tlaku kyslíku v měřené odpadní vodě. Signál je odeslán do převodníku spolu s teplotním signálem měřeným tepelným odporem na snímači. Křivka vztahu vypočítá obsah kyslíku ve vodě a poté jej převede na standardní výstup signálu. Funkcí referenční elektrody je určit katodový potenciál.
3. Charakteristika pH metru
Sklo na pH elektrodě bude časem postupně stárnout, gradient (změna výstupního potenciálu elektrody způsobená jednotkovou změnou pH) se bude zhoršovat a dosažení stabilního potenciálu bude trvat dlouho. Životnost obecných elektrod může dosáhnout dvou let. Kromě toho má na stárnutí velký vliv i teplota. Stupeň stárnutí při skladování při 100 stupních po dobu několika týdnů je ekvivalentní stupni stárnutí při skladování při pokojové teplotě po dobu jednoho roku.
pH metr má výhody přesného měření, vysoké spolehlivosti a pohodlné instalace a údržby. Je také citlivý na znečištění a vyžaduje častou kalibraci. Obecně se kalibruje každý jeden až jeden a půl měsíce a elektroda se vyměňuje každé dva roky.
4. Vlastnosti měřiče rozpuštěného kyslíku
Měřič rozpuštěného kyslíku se vyznačuje snadnou instalací, dlouhou dobou kalibrace (3~4 měsíce), necitlivostí na jiné látky atd. a může monitorovat použití elektrolytu v membráně a sondě. Obecně platí, že elektrolyt a membrána by měly být vyměněny každý jeden až tři roky. .
