Hoe pH-meter en opgeloste zuurstofmeter toe te passen in rioolwaterzuivering
1 Hoe een pH-meter werkt
De pH van elke oplossing kan worden uitgedrukt in termen van waterstofionenconcentratie. Vanwege het ioniserende effect van water zelf bevat elke liter zuiver water 10-7 gram [H plus ] bij 22 graden C, en het atoomgewicht en de atoomvalentie van waterstof zijn beide 1, dus elke liter zuiver water bevat 10-7 gramequivalenten van [H plus ] ], omdat [H plus ] in zuiver water wordt geproduceerd als gevolg van de dissociatie van watermoleculen zelf, dat wil zeggen:
H2O=H plus plus OH-
Zuiver water is neutraal, dat wil zeggen dat de concentraties van de twee ionen gelijk zijn, [H plus ]=[OH-], waarvan het product een constante temperatuurconstante is, ionenproduct K water genoemd.
K water=[H plus ][OH-]=10-7*10-7=10-14
De bovenstaande formule is van toepassing op elke zuur-base-oplossing, dat wil zeggen elke waterige oplossing, waarin [H plus ][OH-] product gelijk is aan 10-14. Bijvoorbeeld, in een waterige oplossing [H plus ]=10-3, dan moet [OH-] 10-11 zijn, dus voor elke soort waterige oplossing, zolang [H plus ] bekend is, dan [ OH-] is meestal gemakkelijk te verkrijgen. De pH wordt gedefinieerd door de negatieve waarde van de gemeenschappelijke logaritme van de waterstofionenconcentratie, uitgedrukt als: pH=-lg[H plus ],
Dus de pH van een neutrale oplossing is gelijk aan 7. Als er een overmaat aan waterstofionen is, is de pH-waarde lager dan 7 en is de oplossing zuur; anders is de oplossing alkalisch als er een overmaat aan hydroxide-ionen is.
De pH-waarde is afhankelijk van de hoeveelheid opgeloste stoffen, dus de pH-waarde kan gevoelig de verandering van de waterkwaliteit aangeven. De verandering van de pH-waarde heeft een grote invloed op de voortplanting en overleving van organismen en heeft ook ernstige gevolgen voor de biochemische functie van actief slib, wat het behandelingseffect beïnvloedt. De pH-waarde van afvalwater wordt over het algemeen geregeld tussen 6,5 en 7.
De pH-waarde wordt meestal gemeten met de potentiometrische methode. Een referentie-elektrode met constant potentiaal en een meetelektrode worden gewoonlijk gebruikt om een primaire batterij te vormen. De elektromotorische kracht van de primaire batterij hangt af van de concentratie waterstofionen en hangt ook af van de pH van de oplossing. Type zinklood pH-meter. De meetelektrode van het instrument maakt gebruik van een speciale glazen elektrode die gevoelig is voor pH, die de kenmerken heeft van hoge meetnauwkeurigheid en goede anti-interferentie. Wanneer het wordt ondergedompeld in de te testen oplossing, worden de waterstofionen in de te testen oplossing in evenwicht gebracht met de waterstofionen in de hydratatielaag op het oppervlak van de elektrodebol, en tegelijkertijd wordt de oplossing binnen en buiten de glazen bol en de hydratatielaag op de binnenwand van de elektrodebol genereren een potentiaalverschil, en de glazen elektrode Het interieur is gevuld met een bufferoplossing met een vaste pH-waarde, en de uitloopelektrode is ondergedompeld in de interne oplossing om vorm een halve cel, en de halve cel gevormd door onderdompeling van de calomel-elektrode in een verzadigde kaliumchloride-oplossing wordt gelijktijdig in de convertor gebracht voor meting. Verschillende pH-waarden komen overeen met verschillende potentialen, die via de zender worden omgezet in standaard 4-20mA-output.
2 Werkingsprincipe van opgeloste zuurstofanalysator
Het zuurstofgehalte in water kan de mate van zelfzuivering van water volledig aantonen. Voor biologische zuiveringsinstallaties die actief slib gebruiken, is het erg belangrijk om het zuurstofgehalte van de beluchtingstank te kennen. De toename van opgeloste zuurstof in rioolwater zal andere biologische activiteiten dan anaerobe micro-organismen bevorderen, waardoor vluchtige stoffen en stoffen die vatbaar zijn voor natuurlijke oxidatie-ionen worden verwijderd om het rioolwater te zuiveren.
Er zijn drie hoofdmethoden voor het bepalen van het zuurstofgehalte: automatische colorimetrische analyse en chemische analysemeting, paramagnetische methodemeting en elektrochemische methodemeting. De hoeveelheid opgeloste zuurstof in water wordt over het algemeen gemeten met een elektrochemische methode.
Zuurstof kan in water oplossen en de oplosbaarheid is afhankelijk van de temperatuur, de totale druk van het wateroppervlak, de partiële druk en de in het water opgeloste zouten. Hoe hoger de atmosferische druk, hoe groter het vermogen van water om zuurstof op te lossen. De relatie wordt bepaald door de wet van Henry en de wet van Dalton. De wet van Henry stelt dat de oplosbaarheid van een gas recht evenredig is met zijn partiële druk.
De zuurstofmeetsensor bestaat uit een kathode (meestal gemaakt van goud en platina), een stroomvoerende tegenelektrode (zilver) en een stroomvrije referentie-elektrode (zilver). De elektroden zijn ondergedompeld in elektrolyten zoals KCl en KOH en de sensor is bedekt met een diafragma. De coating scheidt de elektroden en elektrolyt van de te meten vloeistof en alleen opgelost gas kan de coating binnendringen, waardoor de sensor wordt beschermd, wordt voorkomen dat de elektrolyt ontsnapt en wordt voorkomen dat vreemde stoffen binnendringen om vervuiling en vergiftiging te veroorzaken.
Tussen de tegenelektrode en de kathode wordt een polariserende spanning aangelegd. Als de meetcel wordt ondergedompeld in water met opgeloste zuurstof, diffundeert de zuurstof door het diafragma en worden de op de kathode aanwezige zuurstofmoleculen (overmaat aan elektronen) gereduceerd tot hydroxide-ionen [OH-]. Het elektrochemische equivalent van zilverchloride slaat neer op de tegenelektrode (elektronentekort). Voor elk zuurstofmolecuul zendt de kathode 4 elektronen uit en de tegenelektrode accepteert elektronen om een stroom te vormen: 4Ag plus 4Cl-=4AgCl plus 4e-.
De grootte van de stroom is evenredig met de partiële zuurstofdruk in het gemeten afvalwater. Het signaal wordt naar de zender gestuurd samen met het temperatuursignaal gemeten door de thermische weerstand op de sensor. De relatiecurve berekent het zuurstofgehalte in het water en zet dit vervolgens om in een standaard signaaloutput. De functie van de referentie-elektrode is het bepalen van de kathodische potentiaal.
3. Kenmerken pH-meter
Het glas op de pH-elektrode zal in de loop van de tijd geleidelijk verouderen, de gradiënt (de verandering in het uitgangspotentieel van de elektrode veroorzaakt door een pH-verandering van een eenheid) zal verslechteren en het zal lang duren om een stabiele potentiaal te bereiken. De levensduur van algemene elektroden kan twee jaar bedragen. Daarnaast heeft temperatuur ook een grote invloed op veroudering. De verouderingsgraad van opslag bij 100 graden gedurende enkele weken is gelijk aan de verouderingsgraad van opslag bij kamertemperatuur gedurende een jaar.
De pH-meter heeft de voordelen van nauwkeurige meting, hoge betrouwbaarheid en gemakkelijke installatie en onderhoud. Het is ook gevoelig voor vervuiling en vereist frequente kalibratie. Over het algemeen wordt hij elke één tot anderhalve maand gekalibreerd en wordt de elektrode om de twee jaar vervangen.
4. Kenmerken van de meter voor opgeloste zuurstof
De meter voor opgeloste zuurstof heeft de kenmerken van eenvoudige installatie, lange kalibratieperiode (3~4 maanden), ongevoeligheid voor andere stoffen, enz., en kan het gebruik van de elektrolyt in het membraan en de sonde controleren. Over het algemeen moeten de elektrolyt en het membraan elke één tot drie jaar worden vervangen. .
