Como funcionam os medidores de pH e os analisadores de oxigênio dissolvido
Primeiro, o princípio de funcionamento do analisador de qualidade da água
1. Princípio de funcionamento do medidor de pH
O valor do pH da água depende da quantidade de substâncias dissolvidas, portanto, o valor do pH pode indicar com sensibilidade a alteração da qualidade da água. A alteração do valor do pH tem grande impacto na reprodução e sobrevivência dos organismos, além de afetar seriamente a função bioquímica do lodo ativado, ou seja, o efeito do tratamento. O valor do pH do esgoto geralmente é controlado entre 6,5 e 7. A água é quimicamente neutra e algumas moléculas de água se decompõem espontaneamente de acordo com a seguinte fórmula: H2O=H mais mais OH-, ou seja, decompõem-se em íons de hidrogênio e íons hidróxido. Em uma solução neutra, as concentrações de íons de hidrogênio H plus e íons de hidróxido OH- são ambas 10-7 mol/l, e o valor de pH é o número negativo do logaritmo da concentração de íons de hidrogênio com base 10: pH{ {9}}log, so neutral O pH da solução 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 é geralmente medido pelo método potenciométrico. Normalmente, um eletrodo de referência de potencial constante e um eletrodo de medição são usados para formar uma célula galvânica. A força eletromotriz da célula galvânica depende da concentração de íons de hidrogênio e também depende do pH da solução. A planta usa sensores de pH e transmissores de pH. Há uma sonda de vidro especial sensível ao pH no eletrodo de medição, que é feita de vidro especial que pode conduzir eletricidade e permear íons de hidrogênio e possui características de alta precisão de medição e boa anti-interferência. Quando a sonda de vidro entra em contato com íons de hidrogênio, um potencial elétrico é gerado. O potencial é medido contra um eletrodo de referência com um fio de prata suspenso em uma solução de cloreto de prata. Se o valor de pH for diferente, o potencial correspondente também é diferente, que é convertido em uma saída padrão 4-20mA através 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 dos tanques de aeração e vala de oxidação. O aumento do oxigênio dissolvido no esgoto promoverá atividades biológicas diferentes dos microorganismos anaeróbicos, de modo que pode remover substâncias voláteis e facilitar a purificação do esgoto pelos íons naturalmente oxidados. 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 proporcional à sua pressão parcial.
Tomando como exemplo o sensor de medição de oxigênio, o eletrodo é composto por um cátodo (comumente feito de ouro e platina), um contraeletrodo (prata) com corrente e um eletrodo de referência (prata) sem corrente. O eletrodo é imerso em um eletrólito como KCl, KOH Entre eles, o sensor é coberto por um diafragma, que separa os eletrodos e o eletrólito do líquido a ser medido, protegendo assim o sensor, evitando que o eletrólito escape e impedindo a intrusão de substâncias estranhas que causam contaminação e envenenamento. Uma tensão de polarização é aplicada entre o contraeletrodo 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 de hidróxido: O2 mais 2H2O mais 4e-® 4OH-. Um equivalente eletroquímico de cloreto de prata é precipitado no contraeletrodo (deficiente de elétrons): 4Ag mais 4Cl- ® 4AgCl mais 4e-. Para cada molécula de oxigênio, o cátodo emite 4 elétrons e o contraeletrodo aceita elétrons para formar uma corrente. A magnitude da corrente é proporcional à pressão parcial de oxigênio do esgoto medido. O sinal é enviado ao transformador junto com o sinal de temperatura medido pela resistência térmica no sensor. O transmissor calcula o teor de oxigênio na água usando a curva de relação entre o teor de oxigênio armazenado no sensor e a pressão e temperatura parciais de oxigênio e, em seguida, converte-o em uma saída de sinal padrão. A função do eletrodo de referência é determinar o potencial catódico. O tempo de resposta do sensor de oxigênio dissolvido é: 90 por cento do valor medido final após 3 minutos e 99 por cento do valor medido final após 9 minutos; o requisito de taxa de fluxo baixo é de 0,5 cm/s.
