Kuinka käyttää liuennutta happea ja pH-mittaria jäteveden käsittelyyn
Kuinka pH-mittari toimii
Minkä tahansa liuoksen pH voidaan ilmaista vetyionipitoisuutena. Itse veden ionisoivasta vaikutuksesta johtuen jokainen litra puhdasta vettä sisältää 10-7 grammaa [H plus ] 22 asteessa ja vedyn atomipaino ja atomivalenssi ovat molemmat 1, joten jokainen litra puhdasta vettä sisältää 10-7 grammaekvivalenttia [H plus ] ]:a, koska [H plus ] puhtaassa vedessä muodostuu itse vesimolekyylien dissosioitumisesta, eli:
H2O=H plus plus OH-
Puhdas vesi on neutraalia, eli kahden ionin pitoisuudet ovat yhtä suuret, [H plus ]=[OH-], jonka tulo on vakiolämpötilavakio, jota kutsutaan ionituotteeksi K vesi.
K vesi=[H plus ][OH-]=10-7*10-7=10-14
Yllä olevaa kaavaa voidaan soveltaa mihin tahansa happo-emäsliuokseen, toisin sanoen mihin tahansa vesiliuokseen, jossa [H plus ][OH-] -tuote on yhtä suuri kuin 10-14. Esimerkiksi jossain vesiliuoksessa [H plus ]=10-3, silloin [OH-]:n on oltava 10-11, joten kaikenlaisille vesiliuokselle, kunhan [H plus ] tunnetaan, niin [ OH-] on helppo saada, yleensä pH määritellään vetyionipitoisuuden yhteisen logaritmin negatiivisella arvolla, joka ilmaistaan: pH=-lg[H plus ],
Neutraalin liuoksen pH on siis 7. Jos vetyioneja on ylimäärä, pH-arvo on alle 7 ja liuos on hapan; muuten liuos on emäksinen, jos hydroksidi-ioneja on ylimäärä.
pH-arvo riippuu liuenneiden aineiden määrästä, joten pH-arvo voi osoittaa herkästi veden laadun muutosta. pH-arvon muutoksella on suuri vaikutus eliöiden lisääntymiseen ja selviytymiseen, ja se vaikuttaa vakavasti myös aktiivilietteen biokemialliseen toimintaan, mikä vaikuttaa käsittelyvaikutukseen. Jäteveden pH-arvo on yleensä 6,5 ja 7 välillä.
pH-arvo mitataan yleensä potentiometrisellä menetelmällä. Vakiopotentiaalin vertailuelektrodia ja mittauselektrodia käytetään yleisesti ensisijaisen akun muodostamiseen. Primääriakun sähkömotorinen voima riippuu vetyionien pitoisuudesta ja riippuu myös liuoksen pH:sta. Tyyppi sinker pH-mittari. Laitteen mittauselektrodi ottaa käyttöön erityisen pH-herkän lasielektrodin, jolla on korkea mittaustarkkuus ja hyvä häiriönesto. Kun se upotetaan testattavaan liuokseen, testattavassa liuoksessa olevat vety-ionit tasapainotetaan elektrodipallon pinnalla olevan hydraatiokerroksen vetyionien kanssa ja samalla liuoksen sisällä ja ulkopuolella. lasikupu ja elektrodilampun sisäseinässä oleva hydraatiokerros synnyttävät potentiaalieron, ja lasielektrodi Sisäosa täytetään puskuriliuoksella, jolla on kiinteä pH-arvo, ja ulostuloelektrodi upotetaan sisäiseen liuokseen. muodostavat puolikennon, ja puolikenno, joka on muodostettu upottamalla kalomelielektrodi kyllästettyyn kaliumkloridiliuokseen, viedään samanaikaisesti muuntimeen mittausta varten. Eri pH-arvot vastaavat erilaisia potentiaaleja, jotka muunnetaan normaaliksi 4-20mA-ulostuloksi lähettimen kautta.
Kuinka liuenneen hapen analysaattorit toimivat
Veden happipitoisuus voi täysin osoittaa veden itsepuhdistusasteen. Aktiivilietettä käyttävillä biologisilla puhdistuslaitoksilla on erittäin tärkeää tietää ilmastussäiliön happipitoisuus. Liuenneen hapen lisääntyminen jätevedessä edistää muita biologisia toimintoja kuin anaerobisia mikro-organismeja, jolloin haihtuvia aineita ja luonnollisille hapettumisioneille alttiita aineita poistetaan jäteveden puhdistamiseksi.
Happipitoisuuden määrittämiseen on kolme päämenetelmää: automaattinen kolorimetrinen analyysi ja kemiallisen analyysin mittaus, paramagneettinen menetelmämittaus ja sähkökemiallinen menetelmämittaus. Veteen liuenneen hapen määrä mitataan yleensä sähkökemiallisella menetelmällä.
Happi voi liueta veteen, ja liukoisuus riippuu lämpötilasta, veden pinnan kokonaispaineesta, osapaineesta ja veteen liuenneista suoloista. Mitä korkeampi ilmanpaine on, sitä suurempi on veden kyky liuottaa happea. Suhteen määrää Henryn laki ja Daltonin laki. Henryn lain mukaan kaasun liukoisuus on suoraan verrannollinen sen osapaineeseen.
Happimittausanturi koostuu katodista (joka on yleensä valmistettu kullasta ja platinasta), virtaa kuljettavasta vastaelektrodista (hopea) ja virrattomasta vertailuelektrodista (hopea). Elektrodit on upotettu elektrolyytteihin, kuten KCl ja KOH, ja anturi on peitetty kalvolla. Pinnoite erottaa elektrodit ja elektrolyytin mitattavasta nesteestä, ja vain liuennut kaasu voi tunkeutua pinnoitteen läpi, mikä suojaa anturia, estää elektrolyytin karkaamisen ja estää vieraiden aineiden pääsyn sisään, mikä aiheuttaa saastumista ja myrkytystä.
Polarisoiva jännite syötetään vastaelektrodin ja katodin väliin. Jos mittauskenno upotetaan veteen, jossa on liuennutta happea, happi diffundoituu diafragman läpi ja katodilla olevat happimolekyylit (ylimäärä elektroneja) pelkistyvät hydroksidi-ioneiksi [OH-]. Hopeakloridin sähkökemiallinen ekvivalentti saostuu vastaelektrodille (elektronivaje). Jokaista happimolekyyliä kohti katodi emittoi 4 elektronia ja vastaelektrodi hyväksyy elektronit muodostaen virran: 4Ag plus 4Cl-=4AgCl plus 4e-.
Virran suuruus on verrannollinen mitatun jäteveden hapen osapaineeseen. Signaali lähetetään lähettimelle yhdessä anturin lämpöresistanssilla mitatun lämpötilasignaalin kanssa. Suhdekäyrä laskee happipitoisuuden vedessä ja muuntaa sen sitten standardisignaaliksi. Vertailuelektrodin tehtävänä on määrittää katodinen potentiaali.
pH-mittarin ominaisuudet
pH-elektrodin lasi vanhenee vähitellen ajan myötä, gradientti (pH-yksikön muutoksen aiheuttama muutos elektrodin lähtöpotentiaalissa) heikkenee ja kestää kauan saavuttaa vakaa potentiaali. Yleiselektrodien käyttöikä voi olla kaksi vuotta. Lisäksi lämpötilalla on suuri vaikutus ikääntymiseen. Useiden viikkojen 100 asteen varastointiaste vastaa yhden vuoden huoneenlämmössä säilytystä.
pH-mittarin etuna on tarkka mittaus, korkea luotettavuus ja kätevä asennus ja huolto. Se on myös herkkä saasteille ja vaatii säännöllistä kalibrointia. Yleensä se kalibroidaan puolentoista kuukauden välein ja elektrodi vaihdetaan kahden vuoden välein.
Liuenneen happimittarin ominaisuudet
Liuenneen happimittarin ominaisuudet ovat helppo asentaa, pitkä kalibrointijakso (3–4 kuukautta), herkkyys muille aineille jne., ja se voi valvoa elektrolyytin käyttöä kalvossa ja anturin sisällä. Yleensä elektrolyytti ja kalvo on vaihdettava 1–3 vuoden välein. .
