在污水處理中應(yīng)用在線pH計的工作原理

1. pH計的工作原理

    任何溶液的酸堿度都可以用氫離子濃度來表示。由于水本身具有電離作用，當(dāng)22℃時每升純水含有10-7克的[H+]，而氫的原子量和原子價都是1，所以每升純水含有l(wèi)0-7克當(dāng)量的[H+]，由于純水中的[H+]是由于水分子本身離解產(chǎn)生，即：H2O=H+ +OH-純水呈中性，即兩種離子濃度相等，[H+ ]=[OH-]，其乘積為定溫常數(shù)，稱為離子積K水。   K水=[H+ ][OH- ]=10-7*10-7=10-14上式適用于任何酸堿性溶液，即任何一種水溶液，其中[H+][OH-]積都等于10-14。例如在某種水溶液中[H+]=10-3，則[OH-]必然為10-11，因此對于任何一種水溶液，只要知道[H+]，則[OH-]就很容易求得，通常用氫離子濃度的常用對數(shù)的負(fù)值來定義pH，表示為：pH=-lg[H+]，因此中性溶液的pH值等于7。如果有過量的氫離子，則pH值小于7，溶液呈酸性；反之，氫氧根離子過量，則溶液呈堿性。pH值隨著所溶解的物質(zhì)的多少而定，因此pH值能靈敏地指示出水質(zhì)的變化情況。

    pH值的變化對生物的繁殖和生存有很大影響，同時還嚴(yán)重影響活性污泥生化作用，即影響處理效果，污水的pH值一般控制在6.5~7之間。pH值通常用電位法測量，常用一個恒定電位的參比電極和測量電極組成一個原電池，原電池電動勢的大小取決于氫離子的濃度，也取決于溶液的酸堿度。型沉人式pH計。該儀表測量電極采用特殊的對pH反應(yīng)靈敏的玻璃電極，它具有測量精度高、抗干擾性好等特點。當(dāng)它浸人被測溶液時，被測溶液中氫離子與電極球泡表面水化層中的氫離子平衡，同時玻璃球內(nèi)外的溶液和電極球泡內(nèi)壁的水化層產(chǎn)生電位差，玻璃電極內(nèi)部充有pH值固定的緩沖溶液，引出電極浸人內(nèi)溶液中形成半電池，與甘汞電極中浸人在飽和lv化鉀溶液中形成的半電池同時引人轉(zhuǎn)換器進(jìn)行測量。pH值不同，對應(yīng)產(chǎn)生的電位也不一樣，通過變送器將其轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)4-20mA輸出。

2. pH計的特點

    pH電極上的玻璃隨著時間推移會逐漸老化，梯度(單位pH值變化所引起的電極輸出電位的變化值)惡化，花費(fèi)較長時間才能達(dá)到穩(wěn)定電位。一般電極的使用壽命可達(dá)兩年。另外，溫度對老化也有較大影響，100℃下貯存幾周的老化程度相當(dāng)于室溫下貯存一年的老化程度。

     pH計具有測量準(zhǔn)確、可靠性高、安裝及維護(hù)方便等優(yōu)點，同時對污染也較敏感，需要經(jīng)常標(biāo)定，一般每隔一個到一個半月標(biāo)定一次，每兩年更換一次電極。

3. pH計的安裝和維護(hù)

    pH計的安裝方式有流通式和浸入式兩種。污水處理廠一般選用的是浸入式安裝，如該污水處理廠的pH計安裝在沉砂池的出口溢流槽內(nèi)，此處的pH值較具有代表性，且水流平穩(wěn)，對pH計不會造成大的沖擊。定期的維護(hù)有助于儀表的準(zhǔn)確測量和延長儀表的使用壽命。應(yīng)當(dāng)注意傳感器和變送器之間的電纜不能受潮，否則電極的高阻低壓信號將無法傳送至變送器。若電極不測量時，應(yīng)將保護(hù)套管套上，它能使電極處于濕潤狀態(tài)，有利于延長電極的使用壽命。每隔一個月左右，應(yīng)對電極進(jìn)行清洗，先用柔和的水流噴洗附著物，再將電極浸泡于清洗液中一段時間，而后用清水洗凈。傳感器支架也應(yīng)清洗。每次清洗之后，要用緩沖劑溶液進(jìn)行標(biāo)定。

    水質(zhì)分析儀作為污水處理行業(yè)中重要的儀表，除了選型和安裝正確以外，定期的維護(hù)和標(biāo)定也十分重要，而且是使儀表能夠真正發(fā)揮作用的關(guān)鍵所在。

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