Como aplicar medidor de pH e medidor de oxigênio dissolvido no tratamento de esgoto
1 Como funciona um medidor de pH
O pH de qualquer solução pode ser expresso em termos de concentração de íons de hidrogênio. Devido ao efeito de ionização da própria água, cada litro de água pura contém 10-7 gramas de [H mais] a 22 graus C, e o peso atômico e a valência atômica do hidrogênio são ambos 1, então cada litro de água pura contém 10-7 gramas equivalentes de [H mais ]], porque [H mais] em água pura é produzido devido à dissociação das próprias moléculas de água, ou seja:
H2O=H mais mais OH-
A água pura é neutra, ou seja, as concentrações dos dois íons são iguais, [H mais ]=[OH-], cujo produto é uma constante de temperatura constante, chamada de produto iônico K água.
Água K=[H mais ][OH-]=10-7*10-7=10-14
A fórmula acima é aplicável a qualquer solução ácido-base, ou seja, qualquer solução aquosa, na qual o produto [H mais ][OH-] é igual a 10-14. Por exemplo, em alguma solução aquosa [H mais]=10-3, então [OH-] deve ser 10-11, portanto, para qualquer tipo de solução aquosa, desde que [H mais] seja conhecido, então [ OH-] é fácil de obter, geralmente O pH é definido pelo valor negativo do logaritmo comum da concentração de íons de hidrogênio, expresso como: pH=-lg[H mais ],
Portanto, o pH de uma solução neutra é igual a 7. Se houver excesso de íons de hidrogênio, o valor do pH é menor que 7 e a solução é ácida; caso contrário, a solução é alcalina se houver excesso de íons hidróxido.
O valor do pH depende da quantidade de substâncias dissolvidas, portanto, o valor do pH pode indicar com sensibilidade a alteração da qualidade da água. A mudança do valor do pH tem um grande impacto na reprodução e sobrevivência dos organismos, e também afeta seriamente a função bioquímica do lodo ativado, o que afeta o efeito do tratamento. O valor do pH do esgoto é geralmente controlado entre 6,5 e 7.
O valor do pH é geralmente medido pelo método potenciométrico. Um eletrodo de referência de potencial constante e um eletrodo de medição são comumente usados para formar uma bateria primária. A força eletromotriz da bateria primária depende da concentração de íons de hidrogênio e também depende do pH da solução. Medidor de pH tipo chumbada. O eletrodo de medição do instrumento adota um eletrodo de vidro especial sensível ao pH, que possui as características de alta precisão de medição e boa anti-interferência. Quando é imerso na solução a ser testada, os íons de hidrogênio na solução a ser testada são equilibrados com os íons de hidrogênio na camada de hidratação na superfície do bulbo do eletrodo e, ao mesmo tempo, a solução dentro e fora do bulbo de vidro e a camada de hidratação na parede interna do bulbo do eletrodo geram uma diferença de potencial, e o eletrodo de vidro O interior é preenchido com uma solução tampão com um valor de pH fixo e o eletrodo de saída é imerso na solução interna para formam uma meia célula, e a meia célula formada pela imersão do eletrodo de calomelano em uma solução saturada de cloreto de potássio é simultaneamente introduzida no conversor para medição. Diferentes valores de pH correspondem a diferentes potenciais, que são convertidos em saída padrão 4-20mA por meio do transmissor.
2 Princípio de funcionamento do analisador de oxigênio dissolvido
O teor de oxigênio na água pode mostrar totalmente o grau de autopurificação da água. Para estações de tratamento biológico que utilizam lodos ativados, é muito importante conhecer o teor de oxigênio do tanque de aeração. O aumento do oxigênio dissolvido no esgoto promoverá atividades biológicas diferentes dos microorganismos anaeróbicos, removendo assim substâncias voláteis e substâncias que são propensas a íons de oxidação natural para purificar o esgoto.
Existem três métodos principais para determinar o teor de oxigênio: análise colorimétrica automática e medição de análise química, medição de método paramagnético e medição de método eletroquímico. A quantidade de oxigênio dissolvido na água é geralmente medida pelo método eletroquímico.
O oxigênio pode se dissolver na água e a solubilidade depende da temperatura, da pressão total da superfície da água, da pressão parcial e dos sais dissolvidos na água. Quanto maior a pressão atmosférica, maior a capacidade da água de dissolver o oxigênio. A relação é determinada pela lei de Henry e pela lei de Dalton. A lei de Henry afirma que a solubilidade de um gás é diretamente proporcional à sua pressão parcial.
O sensor de medição de oxigênio consiste em um cátodo (geralmente feito de ouro e platina), um contraeletrodo condutor de corrente (prata) e um eletrodo de referência sem corrente (prata). Os eletrodos são imersos em eletrólitos como KCl e KOH, e o sensor é coberto por um diafragma. O revestimento separa os eletrodos e o eletrólito do líquido a ser medido, e apenas o gás dissolvido pode penetrar no revestimento, protegendo assim o sensor, evitando que o eletrólito escape e evitando a entrada de substâncias estranhas para causar poluição e envenenamento.
Uma tensão de polarização é aplicada entre o contra-eletrodo e o cátodo. Se a célula de medição for imersa em água com oxigênio dissolvido, o oxigênio se difunde através do diafragma e as moléculas de oxigênio presentes no cátodo (excesso de elétrons) são reduzidas a íons hidróxido [OH-]. O equivalente eletroquímico do cloreto de prata é precipitado no contraeletrodo (deficiência de elétrons). Para cada molécula de oxigênio, o cátodo emite 4 elétrons, e o contraeletrodo aceita elétrons para formar uma corrente: 4Ag mais 4Cl-=4AgCl mais 4e-.
A magnitude da corrente é proporcional à pressão parcial de oxigênio no esgoto medido. O sinal é enviado ao transmissor junto com o sinal de temperatura medido pela resistência térmica no sensor. A curva de relação calcula o teor de oxigênio na água e, em seguida, converte-o em uma saída de sinal padrão. A função do eletrodo de referência é determinar o potencial catódico.
3. Características do medidor de pH
O vidro no eletrodo de pH envelhecerá gradualmente com o tempo, o gradiente (a mudança no potencial de saída do eletrodo causada por uma mudança de pH unitário) se deteriorará e levará muito tempo para atingir um potencial estável. A vida útil dos eletrodos gerais pode chegar a dois anos. Além disso, a temperatura também tem grande influência no envelhecimento. O grau de envelhecimento de armazenamento a 100 graus por várias semanas é equivalente ao grau de envelhecimento de armazenamento à temperatura ambiente por um ano.
O medidor de pH tem as vantagens de medição precisa, alta confiabilidade e instalação e manutenção convenientes. Também é sensível à poluição e requer calibração frequente. Geralmente, ele é calibrado a cada um a um mês e meio, e o eletrodo é substituído a cada dois anos.
4. Características do medidor de oxigênio dissolvido
O medidor de oxigênio dissolvido tem as características de fácil instalação, longo período de calibração (3 a 4 meses), insensibilidade a outras substâncias, etc., e pode monitorar o uso do eletrólito na membrana e na sonda. Geralmente, o eletrólito e a membrana devem ser substituídos a cada um a três anos. .
