Как работят pH-метрите и анализаторите на разтворен кислород
Първо, принципът на работа на анализатора за качество на водата
1. Принцип на работа на pH метъра
Стойността на pH на водата зависи от количеството на разтворените вещества, така че стойността на pH може чувствително да покаже промяната в качеството на водата. Промяната на рН стойността има голямо влияние върху възпроизводството и оцеляването на организмите, а също така сериозно засяга биохимичната функция на активната утайка, тоест ефектът от лечението. Стойността на pH на канализацията обикновено се контролира между 6,5 и 7. Водата е химически неутрална и някои водни молекули се разлагат спонтанно по следната формула: H2O=H плюс плюс OH-, т.е. разлагат се на водородни йони и хидроксидни йони. В неутрален разтвор концентрациите на водородни йони H плюс и хидроксидни йони OH- са 10-7 mol/l, а стойността на pH е отрицателното число на логаритъма на концентрацията на водородни йони с основа 10: pH{ {9}}log, така че неутрален pH на разтвора е равно на 7. Ако има излишък от водородни йони, стойността на pH е по-малка от 7 и разтворът е кисел; в противен случай разтворът е алкален, ако има излишък от хидроксидни йони.
Стойността на pH обикновено се измерва чрез потенциометричен метод. Обикновено за образуване на галванична клетка се използват референтен електрод с постоянен потенциал и измервателен електрод. Електродвижещата сила на галваничния елемент зависи от концентрацията на водородните йони, а също и от pH на разтвора. Заводът използва pH сензори и pH предаватели. На измервателния електрод има специална стъклена сонда, чувствителна към рН, която е направена от специално стъкло, което може да провежда електричество и да пропуска водородни йони и има характеристиките на висока точност на измерване и добра устойчивост на смущения. Когато стъклената сонда влезе в контакт с водородни йони, се генерира електрически потенциал. Потенциалът се измерва спрямо референтен електрод със сребърна тел, суспендирана в разтвор на сребърен хлорид. Ако стойността на рН е различна, съответният потенциал също е различен, който се преобразува в стандартен 4-20mA изход чрез трансмитера.
2. Принцип на работа на анализатора на разтворен кислород
Съдържанието на кислород във водата може напълно да покаже степента на самопречистване на водата. За инсталациите за биологично третиране, използващи активна утайка, е много важно да се знае съдържанието на кислород в аерационните резервоари и окислителната канавка. Увеличаването на разтворения кислород в канализацията ще насърчи биологични дейности, различни от анаеробните микроорганизми, така че може да премахне летливите вещества и да улесни Естествено окислените йони пречистват канализацията. Има три основни метода за определяне на съдържанието на кислород: автоматичен колориметричен анализ и измерване с химичен анализ, измерване с парамагнитен метод и измерване с електрохимичен метод. Количеството разтворен кислород във водата обикновено се измерва чрез електрохимичен метод.
Кислородът може да се разтвори във вода, а разтворимостта зависи от температурата, общото налягане на водната повърхност, парциалното налягане и солите, разтворени във водата. Колкото по-високо е атмосферното налягане, толкова по-голяма е способността на водата да разтваря кислорода. Връзката се определя от закона на Хенри и закона на Далтон. Законът на Хенри гласи, че разтворимостта на газ е пропорционална на парциалното му налягане.
Като вземем за пример сензора за измерване на кислород, електродът се състои от катод (обикновено направен от злато и платина), противоелектрод (сребро) с ток и референтен електрод (сребро) без ток. Електродът е потопен в електролит като KCl, KOH. Сред тях сензорът е покрит с диафрагма, която отделя електродите и електролита от течността за измерване, като по този начин защитава сензора, предотвратява изтичането на електролита и предотвратява проникване на чужди вещества, които причиняват замърсяване и отравяне. Между противоположния електрод и катода се прилага поляризиращо напрежение. Ако измервателната клетка е потопена във вода с разтворен кислород, кислородът дифундира през диафрагмата и присъстващите кислородни молекули на катода (излишък от електрони) се редуцират до хидроксидни йони: O2 плюс 2H2O плюс 4e-® 4OH-. Електрохимичен еквивалент на сребърен хлорид се утаява върху противоположния електрод (с дефицит на електрони): 4Ag плюс 4Cl- ® 4AgCl плюс 4e-. За всяка кислородна молекула катодът излъчва 4 електрона, а противоположният електрод приема електрони, за да образува ток. Големината на тока е пропорционална на парциалното налягане на кислорода в измерената канализация. Сигналът се изпраща към трансформатора заедно с температурния сигнал, измерен чрез термичното съпротивление на сензора. Предавателят изчислява съдържанието на кислород във водата, като използва кривата на връзката между съдържанието на кислород, съхранено в сензора, и парциалното налягане и температура на кислорода и след това го преобразува в стандартен изходен сигнал. Функцията на референтния електрод е да определя катодния потенциал. Времето за реакция на сензора за разтворен кислород е: 90 процента от крайната измерена стойност след 3 минути и 99 процента от крайната измерена стойност след 9 минути; изискването за нисък дебит е 0,5 cm/s.
