Примена пХ метра и мерача раствореног кисеоника у третману отпадних вода
1 Принцип рада
1.1 Принцип рада пХ метра
пХ било ког раствора може се изразити у смислу концентрације водоничних јона. Због ефекта јонизације саме воде, сваки литар чисте воде садржи 10-7 грама [Х плус ] на 22 степена Ц, а атомска тежина и атомска валенција водоника су 1, тако да сваки литар чисте воде садржи 10-7 грам еквивалената [Х плус ] ], јер [Х плус ] у чистој води настаје услед дисоцијације самих молекула воде, односно:
Х2О=Х плус плус ОХ-
Чиста вода је неутрална, односно концентрације два јона су једнаке, [Х плус ]=[ОХ-], чији је производ константна температурна константа, назива се јонски производ К вода.
К воде=[Х плус ][ОХ-]=10-7*10-7=10-14
Горња формула је применљива на било који киселинско-базни раствор, односно на било који водени раствор, у коме је [Х плус ][ОХ-] производ једнак 10-14. На пример, у неком воденом раствору [Х плус ]=10-3, тада [ОХ-] мора бити 10-11, тако да за било коју врсту воденог раствора, све док је [Х плус ] познато, онда [ ОХ-] је лако добити, обично пХ је дефинисан негативном вредношћу заједничког логаритма концентрације водоничних јона, изражен као: пХ=-лг[Х плус ],
Дакле, пХ неутралног раствора је једнак 7. Ако постоји вишак водоникових јона, пХ вредност је мања од 7, а раствор је кисео; иначе, раствор је алкални ако постоји вишак хидроксидних јона.
пХ вредност зависи од количине растворених супстанци, тако да пХ вредност може осетљиво да укаже на промену квалитета воде. Промена пХ вредности има велики утицај на репродукцију и опстанак организама, а такође озбиљно утиче на биохемијску функцију активног муља, што утиче на ефекат третмана. пХ вредност канализације се генерално контролише између 6,5 и 7.
пХ вредност се обично мери потенциометријском методом. Референтна електрода константног потенцијала и мерна електрода се обично користе за формирање примарне батерије. Електромоторна сила примарне батерије зависи од концентрације водоничних јона и такође зависи од пХ раствора. Тип синкер пХ метар. Мерна електрода инструмента усваја специјалну стаклену електроду осетљиву на пХ, која има карактеристике високе тачности мерења и добре заштите од сметњи. Када је уроњен у раствор који се испитује, јони водоника у раствору који се испитују су балансирани са јонима водоника у хидратационом слоју на површини сијалице електроде, а у исто време раствор унутар и изван електроде. стаклена сијалица и хидратантни слој на унутрашњем зиду сијалице електроде стварају разлику потенцијала, а стаклена електрода Унутрашњост је напуњена пуферским раствором са фиксном пХ вредношћу, а излазна електрода је уроњена у унутрашњи раствор да би се формирају полућелију, а полућелија настала урањањем каломелне електроде у засићени раствор калијум хлорида се истовремено уводи у претварач ради мерења. Различите пХ вредности одговарају различитим потенцијалима, који се преко предајника претварају у стандардни 4-20мА излаз.
1.2 Принцип рада анализатора раствореног кисеоника
Садржај кисеоника у води може у потпуности показати степен самопречишћавања воде. За постројења за биолошки третман који користе активни муљ веома је важно знати садржај кисеоника у резервоару за аерацију. Повећање раствореног кисеоника у канализацији ће подстаћи биолошке активности осим анаеробних микроорганизама, чиме се уклањају испарљиве супстанце и супстанце које су склоне природним оксидационим јонима ради пречишћавања канализације.
Постоје три главне методе за одређивање садржаја кисеоника: аутоматска колориметријска анализа и мерење хемијском анализом, мерење парамагнетном методом и мерење електрохемијском методом. Количина раствореног кисеоника у води се углавном мери електрохемијском методом.
Кисеоник се може растворити у води, а растворљивост зависи од температуре, укупног притиска површине воде, парцијалног притиска и соли растворених у води. Што је већи атмосферски притисак, то је већа способност воде да раствара кисеоник. Однос је одређен Хенријевим законом и Далтоновим законом. Хенријев закон каже да је растворљивост гаса директно пропорционална његовом парцијалном притиску.
Сензор за мерење кисеоника се састоји од катоде (обично направљене од злата и платине), контраелектроде која носи струју (сребро) и референтне електроде без струје (сребро). Електроде су уроњене у електролите као што су КЦл и КОХ, а сензор је прекривен дијафрагмом. Облога одваја електроде и електролит од течности која се мери, а само растворени гас може да продре у облогу, чиме се штити сензор, спречава излазак електролита и спречава улазак страних материја које изазивају загађење и тровање.
Између контра електроде и катоде примењује се поларизациони напон. Ако се мерна ћелија потопи у воду са раствореним кисеоником, кисеоник дифундује кроз дијафрагму и молекули кисеоника присутни на катоди (вишак електрона) се редукују у хидроксидне јоне [ОХ-]. Електрохемијски еквивалент сребрног хлорида се таложи на контра-електроди (недостатак електрона). За сваки молекул кисеоника, катода емитује 4 електрона, а контраелектрода прихвата електроне да би формирала струју: 4Аг плус 4Цл-=4АгЦл плус 4е-.
Величина струје је пропорционална парцијалном притиску кисеоника у измереној канализацији. Сигнал се шаље предајнику заједно са температурним сигналом измереним термичким отпором на сензору. Крива односа израчунава садржај кисеоника у води, а затим га претвара у стандардни излазни сигнал. Функција референтне електроде је да одреди катодни потенцијал.
2.1 Карактеристике пХ метра
Стакло на пХ електроди ће постепено старити током времена, градијент (промена излазног потенцијала електроде узрокована променом пХ јединице) ће се погоршати и биће потребно много времена да се постигне стабилан потенцијал. Век трајања општих електрода може да достигне две године. Поред тога, температура такође има велики утицај на старење. Степен старења складиштења на 100 степени током неколико недеља је еквивалентан степену старења складиштења на собној температури током једне године.
ПХ метар има предности прецизног мерења, високе поузданости и згодне инсталације и одржавања. Такође је осетљив на загађење и захтева честу калибрацију. Углавном, калибрише се сваких један до месец и по, а електрода се мења сваке две године.
2.2 Карактеристике мерача раствореног кисеоника
Мерач раствореног кисеоника има карактеристике једноставне инсталације, дуг период калибрације (3~4 месеца), неосетљивост на друге супстанце итд., и може пратити употребу електролита у мембрани и сонди. Генерално, електролит и мембрану треба заменити сваке једне до три године. .
