Hogyan használjunk oldott oxigén- és pH-mérőt a szennyvíz kezelésére
Hogyan működik a pH-mérő
Bármely oldat pH-ja kifejezhető hidrogénion-koncentrációval. Maga a víz ionizáló hatása miatt minden liter tiszta víz 22 C-on 10-7 gramm [H plusz ]-t tartalmaz, a hidrogén atomtömege és atomi vegyértéke egyaránt 1, tehát minden liter tiszta víz 10-7 gramm ekvivalens [H plus ] ]-ot tartalmaz, mivel a tiszta vízben a [H plus ] a vízmolekulák disszociációjával jön létre, azaz:
H2O=H plusz plusz OH-
A tiszta víz semleges, vagyis a két ion koncentrációja egyenlő, [H plusz ]=[OH-], melynek szorzata egy állandó hőmérsékleti állandó, az úgynevezett K víz iontermék.
K víz=[H plusz ][OH-]=10-7*10-7=10-14
A fenti képlet minden sav-bázis oldatra alkalmazható, azaz minden olyan vizes oldatra, amelyben [H plusz ][OH-] termék egyenlő 10-14-val. Például valamilyen vizes oldatban [H plusz ]=10-3, akkor az [OH-]-nek 10-11-nak kell lennie, tehát bármilyen vizes oldat esetén, amíg [H plusz ] ismert, akkor [ OH-] könnyen beszerezhető, általában A pH-t a hidrogénion-koncentráció közös logaritmusának negatív értéke határozza meg, a következőképpen kifejezve: pH=-lg[H plus ],
Tehát egy semleges oldat pH-ja 7. Ha a hidrogénionok feleslegben vannak, akkor a pH-érték kisebb, mint 7, és az oldat savas; egyébként az oldat lúgos, ha feleslegben vannak jelen hidroxidionok.
A pH érték függ az oldott anyagok mennyiségétől, így a pH érték érzékenyen jelezheti a vízminőség változását. A pH érték változása nagymértékben befolyásolja az élőlények szaporodását és túlélését, valamint súlyosan befolyásolja az eleveniszap biokémiai funkcióját, ami befolyásolja a kezelés hatását. A szennyvíz pH-értékét általában 6,5 és 7 között tartják.
A pH-érték mérése általában potenciometrikus módszerrel történik. Az elsődleges akkumulátor kialakításához általában állandó potenciálú referenciaelektródát és mérőelektródát használnak. A primer akkumulátor elektromotoros ereje függ a hidrogénionok koncentrációjától és függ az oldat pH-jától is. Típusú süllyesztő pH-mérő. A műszer mérőelektródája egy speciális, pH-ra érzékeny üvegelektródát használ, amely nagy mérési pontossággal és jó interferenciamentességgel rendelkezik. A vizsgálandó oldatba merítve a vizsgálandó oldatban lévő hidrogénionok egyensúlyba kerülnek az elektródabura felületén lévő hidratációs réteg hidrogénionjaival, és ezzel egyidejűleg az oldat belsejében és kívül az üvegbura és az elektródabura belső falán lévő hidratációs réteg potenciálkülönbséget generál, és az üvegelektróda A belsejét rögzített pH értékű pufferoldattal töltik meg, és a kivezető elektródát a belső oldatba merítik, hogy félcellát alkotnak, és a kalomel elektróda telített kálium-klorid oldatba mártásával keletkezett félcellát egyidejűleg bevezetik a konverterbe mérés céljából. A különböző pH-értékek különböző potenciáloknak felelnek meg, amelyeket a távadón keresztül szabványos 4-20mA kimenetté alakítanak át.
Hogyan működnek az oldott oxigén analizátorok
A víz oxigéntartalma teljes mértékben megmutatja a víz öntisztulási fokát. Az eleveniszapot használó biológiai tisztítótelepek esetében nagyon fontos a levegőztető tartály oxigéntartalmának ismerete. Az oldott oxigén mennyiségének növekedése a szennyvízben elősegíti az anaerob mikroorganizmusoktól eltérő biológiai tevékenységeket, így eltávolítja az illékony anyagokat és a természetes oxidációs ionokra hajlamos anyagokat a szennyvíz tisztítása érdekében.
Az oxigéntartalom meghatározására három fő módszer létezik: automatikus kolorimetriás analízis és kémiai elemzési mérés, paramágneses módszerrel végzett mérés és elektrokémiai módszeres mérés. A vízben oldott oxigén mennyiségét általában elektrokémiai módszerrel mérik.
Az oxigén vízben oldódhat, az oldhatóság függ a hőmérséklettől, a vízfelület össznyomásától, a parciális nyomástól és a vízben oldott sóktól. Minél magasabb a légköri nyomás, annál nagyobb a víz oxigénoldó képessége. A kapcsolatot Henry törvénye és Dalton törvénye határozza meg. Henry törvénye kimondja, hogy a gáz oldhatósága egyenesen arányos a parciális nyomásával.
Az oxigénmérő érzékelő egy katódból (általában aranyból és platinából), egy áramvezető ellenelektródából (ezüst) és egy árammentes referenciaelektródából (ezüst) áll. Az elektródákat elektrolitokba, például KCl-ba és KOH-ba merítik, az érzékelőt pedig membrán borítja. A bevonat elválasztja az elektródákat és az elektrolitot a mérendő folyadéktól, a bevonaton csak az oldott gáz hatolhat be, így védi az érzékelőt, megakadályozza az elektrolit kiszökését, valamint megakadályozza, hogy idegen anyagok behatolása szennyezést, mérgezést okozzon.
Az ellenelektróda és a katód közé polarizáló feszültséget kapcsolunk. Ha a mérőcellát oldott oxigént tartalmazó vízbe merítjük, az oxigén átdiffundál a membránon, és a katódon lévő oxigénmolekulák (elektronfelesleg) hidroxidionokká redukálódnak [OH-]. Az ezüst-klorid elektrokémiai egyenértéke kicsapódik az ellenelektródán (elektronhiány). Minden oxigénmolekulánál a katód 4 elektront bocsát ki, az ellenelektród pedig elektronokat fogad el, így áramot képez: 4Ag plusz 4Cl-=4AgCl plusz 4e-.
Az áram nagysága arányos a mért szennyvízben lévő oxigén parciális nyomásával. A jelet az érzékelő hőellenállása által mért hőmérsékleti jellel együtt továbbítják a távadóhoz. A kapcsolati görbe kiszámítja a víz oxigéntartalmát, majd átalakítja azt szabványos jelkimenetté. A referenciaelektróda feladata a katódos potenciál meghatározása.
A pH-mérő jellemzői
A pH-elektródon lévő üveg az idő múlásával fokozatosan öregszik, a gradiens (az elektróda kimeneti potenciáljának egységnyi pH-változás által okozott változása) romlik, és hosszú időbe telik a stabil potenciál elérése. Az általános elektródák élettartama elérheti a két évet. Emellett a hőmérséklet is nagyban befolyásolja az öregedést. A 100 fokon több hétig tartó tárolás érlelési foka megegyezik az egy évig tartó, szobahőmérsékleten történő tárolás öregítési fokával.
A pH-mérő előnyei a pontos mérés, a nagy megbízhatóság, valamint a kényelmes telepítés és karbantartás. Szennyezésre is érzékeny, és gyakori kalibrálást igényel. Általában egy-másfél havonta kalibrálják, és kétévente cserélik az elektródát.
Az oldott oxigén mérő jellemzői
Az oldott oxigén mérő jellemzői az egyszerű telepítés, a hosszú kalibrálási időszak (3-4 hónap), az érzéketlenség más anyagokra stb., és ellenőrizni tudja az elektrolit használatát a membránban és a szondában. Általában az elektrolitot és a membránt egy-három évente cserélni kell. .
