Wie man ein pH-Meter und ein Messgerät für gelösten Sauerstoff in der Abwasserbehandlung einsetzt
1 Funktionsweise eines pH-Meters
Der pH-Wert jeder Lösung kann als Wasserstoffionenkonzentration ausgedrückt werden. Aufgrund der Ionisierungswirkung des Wassers selbst enthält jeder Liter reines Wasser bei 22 °C 10-7 Gramm [H plus ], und das Atomgewicht und die Atomwertigkeit von Wasserstoff betragen jeweils 1, also jeder Liter reines Wasser enthält 10-7 Grammäquivalente [H plus ]], da [H plus ] in reinem Wasser durch die Dissoziation der Wassermoleküle selbst entsteht, das heißt:
H2O=H plus plus OH-
Reines Wasser ist neutral, das heißt, die Konzentrationen der beiden Ionen sind gleich, [H plus ]=[OH-], dessen Produkt eine konstante Temperaturkonstante ist und als Ionenprodukt K Wasser bezeichnet wird.
K Wasser=[H plus ][OH-]=10-7*10-7=10-14
Die obige Formel ist auf jede Säure-Base-Lösung anwendbar, d. h. auf jede wässrige Lösung, in der [H plus ][OH-]-Produkt gleich 10-14 ist. Beispielsweise muss in einer wässrigen Lösung [H plus ]=10-3 [OH-] 10-11 sein. Für jede Art von wässriger Lösung gilt also, solange [H plus ] bekannt ist, [ OH-] ist normalerweise leicht zu erhalten. Der pH-Wert wird durch den negativen Wert des dekadenten Logarithmus der Wasserstoffionenkonzentration definiert, ausgedrückt als: pH=-lg[H plus ],
Der pH-Wert einer neutralen Lösung beträgt also 7. Bei einem Überschuss an Wasserstoffionen liegt der pH-Wert unter 7 und die Lösung ist sauer; andernfalls ist die Lösung alkalisch, wenn ein Überschuss an Hydroxidionen vorliegt.
Da der pH-Wert von der Menge der gelösten Stoffe abhängt, kann der pH-Wert die Veränderung der Wasserqualität empfindlich anzeigen. Die Änderung des pH-Werts hat große Auswirkungen auf die Fortpflanzung und das Überleben von Organismen und beeinträchtigt auch ernsthaft die biochemische Funktion von Belebtschlamm, was sich auf die Behandlungswirkung auswirkt. Der pH-Wert von Abwasser wird im Allgemeinen auf einen Wert zwischen 6,5 und 7 eingestellt.
Der pH-Wert wird üblicherweise mit der potentiometrischen Methode gemessen. Zur Bildung einer Primärbatterie werden üblicherweise eine Referenzelektrode mit konstantem Potential und eine Messelektrode verwendet. Die elektromotorische Kraft der Primärbatterie hängt von der Konzentration der Wasserstoffionen und auch vom pH-Wert der Lösung ab. Typ Senker-pH-Meter. Die Messelektrode des Instruments verfügt über eine spezielle pH-empfindliche Glaselektrode, die sich durch hohe Messgenauigkeit und gute Entstörung auszeichnet. Wenn es in die zu testende Lösung eingetaucht wird, werden die Wasserstoffionen in der zu testenden Lösung mit den Wasserstoffionen in der Hydratationsschicht auf der Oberfläche des Elektrodenkolbens ausgeglichen und gleichzeitig die Lösung innerhalb und außerhalb der Lösung Der Glaskolben und die Hydratationsschicht an der Innenwand des Elektrodenkolbens erzeugen eine Potentialdifferenz, und der Innenraum der Glaselektrode ist mit einer Pufferlösung mit einem festen pH-Wert gefüllt, und die herausgeführte Elektrode ist in die Innenlösung eingetaucht bilden eine Halbzelle, und die durch Eintauchen der Kalomelelektrode in eine gesättigte Kaliumchloridlösung gebildete Halbzelle wird gleichzeitig zur Messung in den Konverter eingeführt. Unterschiedliche pH-Werte entsprechen unterschiedlichen Potentialen, die über den Sender in einen Standard-4-20mA-Ausgang umgewandelt werden.
2 Funktionsprinzip des Analysators für gelösten Sauerstoff
Der Sauerstoffgehalt im Wasser kann den Grad der Selbstreinigung des Wassers vollständig anzeigen. Bei biologischen Kläranlagen mit Belebtschlamm ist es sehr wichtig, den Sauerstoffgehalt des Belebungsbeckens zu kennen. Die Erhöhung des gelösten Sauerstoffs im Abwasser fördert andere biologische Aktivitäten als anaerobe Mikroorganismen und entfernt so flüchtige Substanzen und Substanzen, die zu natürlichen Oxidationsionen neigen, um das Abwasser zu reinigen.
Es gibt drei Hauptmethoden zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts: automatische kolorimetrische Analyse und Messung mit chemischer Analyse, Messung mit paramagnetischer Methode und Messung mit elektrochemischer Methode. Die Menge an gelöstem Sauerstoff in Wasser wird im Allgemeinen mit einer elektrochemischen Methode gemessen.
Sauerstoff kann sich in Wasser lösen, und die Löslichkeit hängt von der Temperatur, dem Gesamtdruck der Wasseroberfläche, dem Partialdruck und den im Wasser gelösten Salzen ab. Je höher der Atmosphärendruck, desto größer ist die Fähigkeit des Wassers, Sauerstoff zu lösen. Die Beziehung wird durch das Henry-Gesetz und das Dalton-Gesetz bestimmt. Das Henrysche Gesetz besagt, dass die Löslichkeit eines Gases direkt proportional zu seinem Partialdruck ist.
Der Sauerstoffmesssensor besteht aus einer Kathode (üblicherweise aus Gold und Platin), einer stromführenden Gegenelektrode (Silber) und einer stromlosen Referenzelektrode (Silber). Die Elektroden sind in Elektrolyte wie KCl und KOH eingetaucht und der Sensor ist von einer Membran bedeckt. Die Beschichtung trennt die Elektroden und den Elektrolyten von der zu messenden Flüssigkeit, und nur gelöstes Gas kann die Beschichtung durchdringen. Dadurch wird der Sensor geschützt, das Austreten des Elektrolyten verhindert und das Eindringen von Fremdstoffen, die zu Verschmutzung und Vergiftung führen könnten, verhindert.
Zwischen der Gegenelektrode und der Kathode wird eine polarisierende Spannung angelegt. Taucht man die Messzelle in Wasser mit gelöstem Sauerstoff, diffundiert der Sauerstoff durch das Diaphragma und die an der Kathode vorhandenen Sauerstoffmoleküle (Elektronenüberschuss) werden zu Hydroxidionen [OH-] reduziert. An der Gegenelektrode schlägt sich das elektrochemische Äquivalent von Silberchlorid nieder (Elektronenmangel). Für jedes Sauerstoffmolekül emittiert die Kathode 4 Elektronen und die Gegenelektrode nimmt Elektronen auf, um einen Strom zu erzeugen: 4Ag plus 4Cl-=4AgCl plus 4e-.
Die Stärke des Stroms ist proportional zum Sauerstoffpartialdruck im gemessenen Abwasser. Das Signal wird zusammen mit dem vom Wärmewiderstand am Sensor gemessenen Temperatursignal an den Sender gesendet. Die Beziehungskurve berechnet den Sauerstoffgehalt im Wasser und wandelt ihn dann in ein Standardsignal um. Die Funktion der Referenzelektrode besteht darin, das kathodische Potential zu bestimmen.
3. Eigenschaften des pH-Meters
Das Glas der pH-Elektrode altert mit der Zeit allmählich, der Gradient (die Änderung des Elektrodenausgangspotentials, die durch eine Änderung des pH-Werts um eine Einheit verursacht wird) verschlechtert sich und es wird lange dauern, bis ein stabiles Potential erreicht wird. Die Lebensdauer allgemeiner Elektroden kann bis zu zwei Jahre betragen. Darüber hinaus hat auch die Temperatur einen großen Einfluss auf die Alterung. Der Alterungsgrad einer mehrwöchigen Lagerung bei 100 Grad entspricht dem Alterungsgrad einer einjährigen Lagerung bei Raumtemperatur.
Das pH-Meter bietet die Vorteile einer genauen Messung, einer hohen Zuverlässigkeit sowie einer bequemen Installation und Wartung. Außerdem reagiert es empfindlich auf Verschmutzung und erfordert eine häufige Kalibrierung. Im Allgemeinen erfolgt die Kalibrierung alle ein bis eineinhalb Monate und der Austausch der Elektrode alle zwei Jahre.
4. Merkmale des Messgeräts für gelösten Sauerstoff
Das Messgerät für gelösten Sauerstoff zeichnet sich durch einfache Installation, lange Kalibrierungsdauer (3 bis 4 Monate), Unempfindlichkeit gegenüber anderen Substanzen usw. aus und kann die Verwendung des Elektrolyten in der Membran und der Sonde überwachen. Im Allgemeinen sollten Elektrolyt und Membran alle ein bis drei Jahre ausgetauscht werden. .
