Com funcionen els mesuradors de pH i els analitzadors d'oxigen dissolt
En primer lloc, el principi de funcionament de l'analitzador de qualitat de l'aigua
1. Principi de funcionament del pH-metre
El valor del pH de l'aigua depèn de la quantitat de substàncies dissoltes, de manera que el valor del pH pot indicar sensiblement el canvi de qualitat de l'aigua. El canvi del valor del pH té un gran impacte en la reproducció i la supervivència dels organismes, i també afecta greument la funció bioquímica dels fangs activats, és a dir, l'efecte del tractament. El valor del pH de les aigües residuals es controla generalment entre 6,5 i 7. L'aigua és químicament neutra i algunes molècules d'aigua es descomponen espontàniament segons la fórmula següent: H2O=H més més OH-, és a dir, es descomponen en ions d'hidrogen i ions hidròxid. En una solució neutra, les concentracions d'ions d'hidrogen H més i d'ions hidròxid OH- són tots dos 10-7 mol/l, i el valor del pH és el nombre negatiu del logaritme de la concentració d'ions d'hidrogen amb base 10: pH{ {9}}log, tan neutre El pH de la solució és igual a 7. Si hi ha un excés d'ions d'hidrogen, el valor del pH és inferior a 7 i la solució és àcida; en cas contrari, la solució és alcalina si hi ha un excés d'ions hidròxid.
El valor del pH es mesura normalment pel mètode potenciomètric. Normalment, s'utilitzen un elèctrode de referència de potencial constant i un elèctrode de mesura per formar una cel·la galvànica. La força electromotriu de la cèl·lula galvànica depèn de la concentració d'ions d'hidrogen i també depèn del pH de la solució. La planta utilitza sensors de pH i transmissors de pH. Hi ha una sonda de vidre especial sensible al pH a l'elèctrode de mesura, que està fet de vidre especial que pot conduir l'electricitat i impregnar ions d'hidrogen, i té les característiques d'alta precisió de mesura i bona anti-interferència. Quan la sonda de vidre entra en contacte amb ions d'hidrogen, es genera un potencial elèctric. El potencial es mesura contra un elèctrode de referència amb un fil de plata suspès en una solució de clorur de plata. Si el valor de pH és diferent, el potencial corresponent també és diferent, que es converteix en una sortida estàndard de 4-20mA a través del transmissor.
2. Principi de funcionament de l'analitzador d'oxigen dissolt
El contingut d'oxigen a l'aigua pot mostrar completament el grau d'autodepuració de l'aigua. Per a les plantes de tractament biològic amb fangs actius, és molt important conèixer el contingut d'oxigen dels dipòsits d'aireació i la rasa d'oxidació. L'augment d'oxigen dissolt a les aigües residuals promourà activitats biològiques diferents dels microorganismes anaeròbics, de manera que pot eliminar substàncies volàtils i facilitar que els ions oxidats de manera natural depurin les aigües residuals. Hi ha tres mètodes principals per determinar el contingut d'oxigen: l'anàlisi colorimètrica automàtica i la mesura d'anàlisi química, la mesura del mètode paramagnètic i la mesura del mètode electroquímic. La quantitat d'oxigen dissolt a l'aigua es mesura generalment per mètode electroquímic.
L'oxigen es pot dissoldre en aigua, i la solubilitat depèn de la temperatura, la pressió total de la superfície de l'aigua, la pressió parcial i les sals dissoltes a l'aigua. Com més alta sigui la pressió atmosfèrica, més gran serà la capacitat de l'aigua per dissoldre l'oxigen. La relació està determinada per la llei d'Henry i la llei de Dalton. La llei d'Henry diu que la solubilitat d'un gas és proporcional a la seva pressió parcial.
Prenent com a exemple el sensor de mesura d'oxigen, l'elèctrode consta d'un càtode (normalment fet d'or i platí), un contraelèctrode (plata) amb corrent i un elèctrode de referència (plata) sense corrent. L'elèctrode està immers en un electròlit com KCl, KOH Entre ells, el sensor està cobert per un diafragma, que separa els elèctrodes i l'electròlit del líquid a mesurar, protegint així el sensor, evitant que l'electròlit s'escapi i evitant intrusió de substàncies estranyes que causen contaminació i intoxicació. S'aplica una tensió de polarització entre el contraelèctrode i el càtode. Si la cèl·lula de mesura es submergeix en aigua amb oxigen dissolt, l'oxigen es difon pel diafragma i les molècules d'oxigen presents al càtode (excés d'electrons) es redueixen a ions hidròxid: O2 més 2H2O més 4e-® 4OH-. Al contra-elèctrode es precipita un equivalent electroquímic de clorur de plata (deficient d'electrons): 4Ag més 4Cl- ® 4AgCl més 4e-. Per a cada molècula d'oxigen, el càtode emet 4 electrons i el contraelèctrode accepta electrons per formar un corrent. La magnitud del corrent és proporcional a la pressió parcial d'oxigen de les aigües residuals mesurades. El senyal s'envia al transformador juntament amb el senyal de temperatura mesurat per la resistència tèrmica del sensor. El transmissor calcula el contingut d'oxigen a l'aigua utilitzant la corba de relació entre el contingut d'oxigen emmagatzemat al sensor i la pressió i la temperatura parcials d'oxigen, i després el converteix en una sortida de senyal estàndard. La funció de l'elèctrode de referència és determinar el potencial catòdic. El temps de resposta del sensor d'oxigen dissolt és: 90 per cent del valor mesurat final després de 3 minuts i 99 per cent del valor mesurat final després de 9 minuts; el requisit de cabal baix és de 0,5 cm/s.
