Jak fungují pH metry a analyzátory rozpuštěného kyslíku
Za prvé, princip činnosti analyzátoru kvality vody
1. Princip činnosti pH metru
Hodnota pH vody 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, tedy efekt úpravy. Hodnota pH odpadních vod se obecně řídí mezi 6,5 a 7. Voda je chemicky neutrální a některé molekuly vody se spontánně rozkládají podle následujícího vzorce: H2O=H plus plus OH-, to znamená, že se rozkládají na vodíkové ionty a hydroxidové ionty. V neutrálním roztoku jsou koncentrace vodíkových iontů H plus a hydroxidových iontů OH- obě 10-7 mol/l a hodnota pH je záporné číslo logaritmu koncentrace vodíkových iontů se zásadou 10: pH{ {9}}log, takže neutrální pH roztoku je rovno 7. Pokud je vodíkových iontů přebytek, je hodnota pH menší než 7 a roztok je kyselý; jinak je roztok alkalický, pokud je v něm přebytek hydroxidových iontů.
Hodnota pH se obvykle měří potenciometrickou metodou. Obvykle se k vytvoření galvanického článku používá referenční elektroda s konstantním potenciálem a měřicí elektroda. Elektromotorická síla galvanického článku závisí na koncentraci vodíkových iontů a závisí také na pH roztoku. Závod používá pH senzory a pH vysílače. Na měřicí elektrodě je speciální skleněná sonda citlivá na pH, která je vyrobena ze speciálního skla, které může vést elektřinu a propouštět vodíkové ionty, a vyznačuje se vysokou přesností měření a dobrou odolností proti rušení. Když se skleněná sonda dostane do kontaktu s vodíkovými ionty, vzniká elektrický potenciál. Potenciál se měří proti referenční elektrodě se stříbrným drátem zavěšeným v roztoku chloridu stříbrného. Pokud je hodnota pH odlišná, odpovídající potenciál je také odlišný, což je převedeno 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 aeračních nádržích a oxidačním příkopu. Zvýšení rozpuštěného kyslíku v odpadních vodách podpoří biologické aktivity jiné než anaerobní mikroorganismy, takže může odstranit těkavé látky a usnadnit přirozeně oxidované ionty čistí odpadní vodu. 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 úměrná jeho parciálnímu tlaku.
Vezmeme-li jako příklad senzor měření kyslíku, elektroda se skládá z katody (běžně vyrobené ze zlata a platiny), protielektrody (stříbrná) s proudem a referenční elektrody (stříbrná) bez proudu. Elektroda je ponořena do elektrolytu, jako je KCl, KOH Mezi nimi je snímač zakrytý membránou, která odděluje elektrody a elektrolyt od měřené kapaliny, čímž chrání snímač, zabraňuje úniku elektrolytu a zabraňuje úniku elektrolytu. vniknutí cizích látek, které způsobují kontaminaci 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: O2 plus 2H2O plus 4e-® 4OH-. Na protielektrodě se vysráží elektrochemický ekvivalent chloridu stříbrného (elektronový deficit): 4Ag plus 4Cl-® 4AgCl plus 4e-. Pro každou molekulu kyslíku katoda emituje 4 elektrony a protielektroda přijímá elektrony, aby vytvořily proud. Velikost proudu je úměrná parciálnímu tlaku kyslíku měřené odpadní vody. Signál je odeslán do transformátoru spolu s teplotním signálem měřeným tepelným odporem na snímači. Převodník vypočítá obsah kyslíku ve vodě pomocí křivky vztahu mezi obsahem kyslíku uloženým v senzoru a parciálním tlakem a teplotou kyslíku a poté jej převede na standardní výstup signálu. Funkcí referenční elektrody je určit katodový potenciál. Doba odezvy senzoru rozpuštěného kyslíku je: 90 procent konečné naměřené hodnoty po 3 minutách a 99 procent konečné naměřené hodnoty po 9 minutách; požadavek na nízký průtok je 0,5 cm/s.
