Cómo funcionan los medidores de pH y los analizadores de oxígeno disuelto
Primero, el principio de funcionamiento del analizador de calidad del agua.
1. Principio de funcionamiento del medidor de pH
El valor de pH del agua depende de la cantidad de sustancias disueltas, por lo que el valor de pH puede indicar con sensibilidad el cambio en la calidad del agua. El cambio del valor del pH tiene un gran impacto en la reproducción y supervivencia de los organismos, y también afecta seriamente la función bioquímica de los lodos activados, es decir, el efecto del tratamiento. El valor de pH de las aguas residuales generalmente se controla entre 6,5 y 7. El agua es químicamente neutra y algunas moléculas de agua se descomponen espontáneamente de acuerdo con la siguiente fórmula: H2O=H más más OH-, es decir, se descomponen en iones de hidrógeno y iones de hidróxido. En una solución neutra, las concentraciones de iones de hidrógeno H plus y de iones de hidróxido OH- son ambos 10-7 mol/l, y el valor de pH es el número negativo del logaritmo de la concentración de iones de hidrógeno con base 10: pH{ {9}}log, tan neutral El pH de la solución es igual a 7. Si hay un exceso de iones de hidrógeno, el valor del pH es inferior a 7 y la solución es ácida; de lo contrario, la solución es alcalina si hay un exceso de iones de hidróxido.
El valor de pH generalmente se mide por el método potenciométrico. Por lo general, se utilizan un electrodo de referencia de potencial constante y un electrodo de medición para formar una celda galvánica. La fuerza electromotriz de la celda galvánica depende de la concentración de iones de hidrógeno y también depende del pH de la solución. La planta utiliza sensores de pH y transmisores de pH. Hay una sonda de vidrio especial sensible al pH en el electrodo de medición, que está hecha de vidrio especial que puede conducir electricidad y permear iones de hidrógeno, y tiene las características de alta precisión de medición y buena antiinterferencia. Cuando la sonda de vidrio entra en contacto con iones de hidrógeno, se genera un potencial eléctrico. El potencial se mide contra un electrodo de referencia con un alambre de plata suspendido en una solución de cloruro de plata. Si el valor de pH es diferente, el potencial correspondiente también es diferente, lo que se convierte en una salida de 4-20mA estándar a través del transmisor.
2. Principio de funcionamiento del analizador de oxígeno disuelto
El contenido de oxígeno en el agua puede mostrar completamente el grado de autopurificación del agua. Para las plantas de tratamiento biológico que utilizan lodos activados, es muy importante conocer el contenido de oxígeno de los tanques de aireación y la zanja de oxidación. El aumento de oxígeno disuelto en las aguas residuales promoverá actividades biológicas distintas de los microorganismos anaeróbicos, por lo que puede eliminar sustancias volátiles y facilitar que los iones oxidados naturalmente purifiquen las aguas residuales. Hay tres métodos principales para determinar el contenido de oxígeno: análisis colorimétrico automático y medición de análisis químico, medición de método paramagnético y medición de método electroquímico. La cantidad de oxígeno disuelto en el agua generalmente se mide por métodos electroquímicos.
El oxígeno puede disolverse en agua, y la solubilidad depende de la temperatura, la presión total de la superficie del agua, la presión parcial y las sales disueltas en el agua. Cuanto mayor sea la presión atmosférica, mayor será la capacidad del agua para disolver el oxígeno. La relación está determinada por la ley de Henry y la ley de Dalton. La ley de Henry establece que la solubilidad de un gas es proporcional a su presión parcial.
Tomando como ejemplo el sensor de medición de oxígeno, el electrodo consiste en un cátodo (comúnmente hecho de oro y platino), un contraelectrodo (plata) con corriente y un electrodo de referencia (plata) sin corriente. El electrodo está sumergido en un electrolito como KCl, KOH Entre ellos, el sensor está cubierto por un diafragma, que separa los electrodos y el electrolito del líquido a medir, protegiendo así el sensor, evitando que el electrolito se escape y evitando que el intrusión de sustancias extrañas que causan contaminación y envenenamiento. Se aplica un voltaje de polarización entre el contraelectrodo y el cátodo. Si la celda de medida se sumerge en agua con oxígeno disuelto, el oxígeno se difunde a través del diafragma y las moléculas de oxígeno presentes en el cátodo (exceso de electrones) se reducen a iones de hidróxido: O2 más 2H2O más 4e-® 4OH-. Un equivalente electroquímico de cloruro de plata se precipita sobre el contraelectrodo (deficiente en electrones): 4Ag más 4Cl- ® 4AgCl más 4e-. Por cada molécula de oxígeno, el cátodo emite 4 electrones y el contraelectrodo acepta electrones para formar una corriente. La magnitud de la corriente es proporcional a la presión parcial de oxígeno de las aguas residuales medidas. La señal se envía al transformador junto con la señal de temperatura medida por la resistencia térmica del sensor. El transmisor calcula el contenido de oxígeno en el agua utilizando la curva de relación entre el contenido de oxígeno almacenado en el sensor y la presión y temperatura parciales de oxígeno, y luego lo convierte en una salida de señal estándar. La función del electrodo de referencia es determinar el potencial catódico. El tiempo de respuesta del sensor de oxígeno disuelto es: 90 por ciento del valor medido final después de 3 minutos y 99 por ciento del valor medido final después de 9 minutos; el requisito de caudal bajo es de 0,5 cm/s.
