pH metrelerin ve çözünmüş oksijen analizörlerinin çalıştırılması
1. pH metrenin çalışma prensibi
Suyun pH değeri çözünmüş maddelerin miktarına bağlıdır, dolayısıyla pH değeri su kalitesindeki değişiklikleri hassas bir şekilde gösterebilir. PH değerindeki değişiklikler organizmaların üremesi ve hayatta kalması üzerinde büyük etkiye sahiptir. Aynı zamanda aktif çamurun biyokimyasını da ciddi şekilde etkilerler, bu da arıtma etkisini etkiler. Kanalizasyonun pH değeri genellikle 6,5 ile 7 arasında kontrol edilir. Su kimyasal olarak nötrdür ve bazı su molekülleri aşağıdaki formüle göre kendiliğinden ayrışır: H2O=H++OH-, yani hidrojene iyonlar ve hidroksit iyonları. Nötr bir çözeltide, hidrojen iyonları H+ ve hidroksit iyonları OH- konsantrasyonlarının her ikisi de 10-7mol/l'dir ve pH değeri, hidrojen iyonu konsantrasyonunun 10 bazlı logaritmasının negatifidir: pH{{11} }log, yani nötr. Çözeltinin pH değeri 7'ye eşittir. Fazla hidrojen iyonu varsa, pH değeri 7'den küçüktür ve çözelti asidiktir; tersine, aşırı hidroksit iyonları varsa çözelti alkalidir.
PH değeri genellikle potansiyometrik yöntemle ölçülür. Birincil hücreyi oluşturmak için genellikle sabit potansiyele sahip bir referans elektrot ve bir ölçüm elektrotu kullanılır. Birincil hücrenin elektromotor kuvveti, hidrojen iyonlarının konsantrasyonuna ve çözeltinin pH'ına bağlıdır. Tesiste pH sensörleri ve pH vericileri kullanılıyor. Ölçüm elektrodu üzerinde pH'a duyarlı özel bir cam prob bulunmaktadır. Elektriği iletebilen ve hidrojen iyonlarına nüfuz edebilen özel camdan yapılmıştır. Yüksek ölçüm doğruluğu ve iyi parazit önleme performansı özelliklerine sahiptir. Cam prob hidrojen iyonlarıyla temasa geçtiğinde bir elektrik potansiyeli oluşur. Potansiyel, gümüş klorür çözeltisi içinde asılı duran gümüş tel referans elektrodu kullanılarak ölçülür. Farklı pH değerleri, bir verici aracılığıyla standart 4-20mA çıkışına dönüştürülen farklı potansiyeller üretir.
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 tanklarının ve oksidasyon hendeklerinin oksijen içeriğini anlamak çok önemlidir. Kanalizasyondaki çözünmüş oksijenin artması, anaerobik mikroorganizmalar dışındaki biyolojik aktiviteleri teşvik edecek, böylece uçucu maddeleri giderecek ve doğal olarak oksitlenmiş iyonlar kanalizasyonu kolayca arındıracaktır. Oksijen içeriğini ölçmek için üç ana yöntem vardır: otomatik kolorimetrik analiz ve kimyasal analiz ölçümü, paramanyetik yöntem ölçümü ve elektrokimyasal yöntem ölçümü. Sudaki çözünmüş oksijen miktarı genellikle elektrokimyasal yöntemler kullanılarak ölçülür.
Oksijen suda çözünür ve çözünürlüğü sıcaklığa, su yüzeyindeki toplam basınca, kısmi basınca ve sudaki çözünmüş tuzlara bağlıdır. Atmosfer basıncı ne kadar yüksek olursa, suyun oksijeni çözme yeteneği de o kadar büyük olur. İlişki Henry yasası ve Dalton yasasıyla belirlenir. Henry yasası, bir gazın çözünürlüğünün kısmi basıncıyla orantılı olduğunu belirtir.
Örnek olarak oksijen ölçüm sensörünü ele alırsak, elektrot bir katot (genellikle altın ve platinden yapılır), akımlı bir karşı elektrot (gümüş) ve akımsız bir referans elektrottan (gümüş) oluşur. Elektrot, KCl, KOH gibi bir elektrolite daldırılır, sensör, elektrotu ve elektroliti ölçülen sıvıdan ayıran bir diyaframla kaplanır, böylece sensörü korur, elektrolitin kaçmasını ve yabancı maddelerin girişini önler. kirlenmeye ve zehirlenmeye neden olabilecek maddeler. Karşı elektrot ile katot arasına polarize edici bir voltaj uygulanır. Ölçüm elemanı çözünmüş oksijen içeren suya batırılırsa, oksijen ayırıcı boyunca yayılacak ve katotta bulunan oksijen molekülleri (fazla elektronlar) hidroksit iyonlarına indirgenecektir: O{{0}}H2O{ {2}}e-® 4OH-. Karşı elektrot üzerinde gümüş klorürün elektrokimyasal eşdeğeri çökelir (elektron eksikliği): 4Ag+4Cl-® 4AgCl+4e-. Her oksijen molekülü için katot 4 elektron yayar ve karşı elektrot elektronları kabul ederek bir akım oluşturur. Akımın boyutu, ölçülen kanalizasyonun oksijen kısmi basıncıyla orantılıdır. Bu sinyal, sensör üzerindeki termik direnç tarafından ölçülen sıcaklık sinyali ile birlikte transformatöre gönderilir. Verici, sudaki oksijen içeriğini hesaplamak için sensörde depolanan oksijen içeriği, oksijen kısmi basıncı ve sıcaklık arasındaki ilişki eğrisini kullanır ve ardından bunu standart bir sinyal çıkışına dönüştürür. Referans elektrotunun işlevi katot potansiyelini belirlemektir. Çözünmüş oksijen sensörünün tepki süresi şu şekildedir: Nihai ölçüm değerinin %90'ına 3 dakika sonra ulaşılır ve son ölçüm değerinin %99'una 9 dakika sonra ulaşılır; düşük akış hızı gereksinimi 0,5 cm/s'dir.
