Kanalizasyon arıtımında pH metre ve çözünmüş oksijen ölçer nasıl uygulanır?
1 pH metre nasıl çalışır?
Herhangi bir çözeltinin pH'ı, hidrojen iyonu konsantrasyonu cinsinden ifade edilebilir. Suyun kendisinin iyonlaşma etkisinden dolayı, her litre saf su 22 derece C'de 10-7 gram [H artı ] içerir ve hidrojenin atom ağırlığı ve atomik değeri 1'dir, yani her litre saf su [H plus ] ]'ın 10-7 gram eşdeğerini içerir, çünkü saf sudaki [H plus ], su moleküllerinin ayrışmasından dolayı üretilir, yani:
H2O=H artı artı OH-
Saf su nötrdür, yani iki iyonun konsantrasyonları eşittir, [H artı ]=[OH-], bunun ürünü sabit bir sıcaklık sabitidir, iyon ürünü K su olarak adlandırılır.
K su=[H artı ][OH-]=10-7*10-7=10-14
Yukarıdaki formül, herhangi bir asit-baz çözeltisine, yani [H artı ][OH-] ürününün 10-14'ye eşit olduğu herhangi bir sulu çözeltiye uygulanabilir. Örneğin, bazı sulu çözeltilerde [H artı ]=10-3, o zaman [OH-] 10-11 olmalıdır, yani herhangi bir sulu çözelti için, [H artı ] bilindiği sürece [ OH-] elde etmek kolaydır, genellikle pH, hidrojen iyonu konsantrasyonunun ortak logaritmasının negatif değeriyle tanımlanır ve şu şekilde ifade edilir: pH=-lg[H artı ],
Yani nötr bir çözeltinin pH'ı 7'ye eşittir. Fazla hidrojen iyonu varsa, pH değeri 7'den küçüktür ve çözelti asidiktir; aksi takdirde, fazla hidroksit iyonları varsa çözelti alkalindir.
pH değeri çözünmüş maddelerin miktarına bağlıdır, dolayısıyla pH değeri su kalitesindeki değişimi hassas bir şekilde gösterebilir. pH değerinin değişmesi organizmaların üremesi ve hayatta kalması üzerinde büyük bir etkiye sahiptir ve ayrıca aktif çamurun arıtma etkisini etkileyen biyokimyasal fonksiyonunu da ciddi şekilde etkiler. Kanalizasyonun pH değeri genellikle 6,5 ile 7 arasında kontrol edilir.
pH değeri genellikle potansiyometrik yöntemle ölçülür. Sabit bir potansiyel referans elektrodu ve bir ölçüm elektrodu, genellikle bir birincil pil oluşturmak için kullanılır. Birincil pilin elektromotor kuvveti, hidrojen iyonlarının konsantrasyonuna ve ayrıca çözeltinin pH'ına bağlıdır. Tip platin pH metre. Cihazın ölçüm elektrotu, yüksek ölçüm doğruluğu ve iyi anti-parazit özelliklerine sahip, pH'a duyarlı özel bir cam elektrot kullanır. Test edilecek çözeltiye daldırıldığında, test edilecek çözeltideki hidrojen iyonları, elektrot ampulünün yüzeyindeki hidrasyon tabakasındaki hidrojen iyonları ile dengelenir ve aynı zamanda çözeltinin içindeki ve dışındaki çözelti cam ampul ve elektrot ampulünün iç duvarındaki hidrasyon tabakası bir potansiyel farkı oluşturur ve cam elektrotun iç kısmı, sabit bir pH değerine sahip bir tampon çözeltisi ile doldurulur ve çıkış elektrodu, iç çözeltiye daldırılır. bir yarım hücre oluşturur ve kalomel elektrotun doymuş bir potasyum klorür çözeltisine daldırılmasıyla oluşturulan yarım hücre aynı anda ölçüm için dönüştürücüye verilir. Farklı pH değerleri, verici aracılığıyla standart 4-20mA çıkışına dönüştürülen farklı potansiyellere karşılık gelir.
2 Çözünmüş oksijen analizörünün çalışma prensibi
Sudaki oksijen içeriği, suyun kendi kendini temizleme derecesini tam olarak gösterebilir. Aktif çamur kullanan biyolojik arıtma tesisleri için havalandırma tankının oksijen içeriğinin bilinmesi çok önemlidir. Kanalizasyondaki çözünmüş oksijenin artması, anaerobik mikroorganizmalar dışındaki biyolojik aktiviteleri teşvik edecek, böylece uçucu maddeleri ve doğal oksidasyon iyonlarına eğilimli maddeleri kanalizasyon arıtmak için uzaklaştıracaktır.
Oksijen içeriğini belirlemek için üç ana yöntem vardır: otomatik kolorimetrik analiz ve kimyasal analiz ölçümü, paramanyetik yöntem ölçümü ve elektrokimyasal yöntem ölçümü. Suda çözünmüş oksijen miktarı genellikle elektrokimyasal yöntemle ölçülür.
Oksijen suda çözünebilir ve çözünürlük sıcaklığa, su yüzeyinin toplam basıncına, kısmi basınca ve suda çözünmüş tuzlara bağlıdır. Atmosferik basınç ne kadar yüksek olursa, suyun oksijeni çözme yeteneği o kadar artar. İlişki, Henry yasası ve Dalton yasası tarafından belirlenir. Henry yasası, bir gazın çözünürlüğünün kısmi basıncıyla doğru orantılı olduğunu belirtir.
Oksijen ölçüm sensörü bir katot (genellikle altın ve platinden yapılır), akım taşıyan bir karşı elektrot (gümüş) ve akımsız bir referans elektrottan (gümüş) oluşur. Elektrotlar KCl ve KOH gibi elektrolitlere daldırılır ve sensör bir diyaframla kaplanır. Kaplama, elektrotları ve elektroliti ölçülecek sıvıdan ayırır ve kaplamaya yalnızca çözünmüş gaz girebilir, böylece sensörü korur, elektrolitin kaçmasını önler ve kirliliğe ve zehirlenmeye neden olacak yabancı maddelerin girmesini önler.
Karşı elektrot ile katot arasına bir polarizasyon voltajı uygulanır. Ölçüm hücresi çözünmüş oksijen içeren suya daldırılırsa, oksijen diyaframdan yayılır ve katotta bulunan oksijen molekülleri (elektron fazlalığı) hidroksit iyonlarına [OH-] indirgenir. Gümüş klorürün elektrokimyasal eşdeğeri, karşı elektrotta çökelir (elektron eksikliği). Her oksijen molekülü için katot 4 elektron yayar ve karşıt elektrot elektronları kabul ederek bir akım oluşturur: 4Ag artı 4Cl-=4AgCl artı 4e-.
Akımın büyüklüğü, ölçülen atık sudaki kısmi oksijen basıncıyla orantılıdır. Sinyal, sensör üzerindeki termal direnç ile ölçülen sıcaklık sinyali ile birlikte vericiye gönderilir. İlişki eğrisi, sudaki oksijen içeriğini hesaplar ve ardından bunu standart bir sinyal çıkışına dönüştürür. Referans elektrodun işlevi katodik potansiyeli belirlemektir.
3. pH metrenin özellikleri
pH elektrodu üzerindeki cam zamanla kademeli olarak yaşlanacak, gradyan (birim pH değişikliğinin neden olduğu elektrot çıkış potansiyelindeki değişiklik) bozulacak ve kararlı bir potansiyele ulaşması uzun zaman alacaktır. Genel elektrotların hizmet ömrü iki yıla ulaşabilir. Ayrıca sıcaklığın da yaşlanma üzerinde büyük etkisi vardır. 100 derecede birkaç hafta saklamanın eskime derecesi, oda sıcaklığında bir yıl saklamanın eskime derecesine eşittir.
pH metre, doğru ölçüm, yüksek güvenilirlik ve uygun kurulum ve bakım avantajlarına sahiptir. Ayrıca kirliliğe karşı hassastır ve sık sık kalibrasyon gerektirir. Genellikle bir ila bir buçuk ayda bir kalibre edilir ve elektrot iki yılda bir değiştirilir.
4. Çözünmüş oksijen ölçerin özellikleri
Çözünmüş oksijen ölçer, kolay kurulum, uzun kalibrasyon süresi (3~4 ay), diğer maddelere karşı duyarsızlık vb. özelliklere sahiptir ve membran ve probdaki elektrolit kullanımını izleyebilir. Genel olarak, elektrolit ve membran her bir ila üç yılda bir değiştirilmelidir. .
