Vận hành máy đo pH và máy phân tích oxy hòa tan
1. Nguyên lý hoạt động của máy đo pH
Giá trị pH của nước phụ thuộc vào lượng chất hòa tan, do đó giá trị pH có thể chỉ ra những thay đổi về chất lượng nước một cách nhạy cảm. Sự thay đổi giá trị pH có ảnh hưởng lớn đến quá trình sinh sản và tồn tại của sinh vật. Đồng thời chúng còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến quá trình sinh hóa của bùn hoạt tính, ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý. Giá trị pH của nước thải thường được kiểm soát trong khoảng từ 6,5 đến 7. Nước trung tính về mặt hóa học và một số phân tử nước nhất định tự phân hủy theo công thức sau: H2O=H++OH-, nghĩa là thành hydro ion và ion hydroxit. Trong dung dịch trung tính, nồng độ của ion hydro H+ và ion hydroxit OH- đều bằng 10-7mol/l và giá trị pH là âm của logarit bazơ 10 của nồng độ ion hydro: pH{{11} }log, rất trung tính Giá trị pH của dung dịch bằng 7. Nếu có nhiều ion hydro thì giá trị pH nhỏ hơn 7 và dung dịch có tính axit; ngược lại, nếu dư ion hydroxit thì dung dịch có tính kiềm.
Giá trị pH thường được đo bằng phương pháp đo điện thế. Một điện cực tham chiếu có điện thế không đổi và một điện cực đo thường được sử dụng để tạo thành pin sơ cấp. Sức điện động của tế bào sơ cấp phụ thuộc vào nồng độ ion hydro và độ pH của dung dịch. Nhà máy sử dụng cảm biến pH và máy phát pH. Có một đầu dò thủy tinh đặc biệt nhạy cảm với độ pH trên điện cực đo. Nó được làm bằng thủy tinh đặc biệt có thể dẫn điện và thấm các ion hydro. Nó có đặc điểm là độ chính xác đo cao và hiệu suất chống nhiễu tốt. Khi đầu dò thủy tinh tiếp xúc với các ion hydro, một điện thế sẽ được tạo ra. Điện thế được đo bằng điện cực tham chiếu dây bạc lơ lửng trong dung dịch bạc clorua. Các giá trị pH khác nhau tạo ra điện thế khác nhau, được chuyển đổi thành đầu ra mA 4-20tiêu chuẩn thông qua bộ phát.
2. Nguyên lý làm việc của máy phân tích oxy hòa tan
Hàm lượng oxy trong nước có thể biểu thị đầy đủ mức độ tự làm sạch của nước. Đối với các nhà máy xử lý sinh học sử dụng bùn hoạt tính, việc hiểu rõ hàm lượng oxy trong bể hiếu khí và mương oxy hóa là rất quan trọng. Lượng oxy hòa tan trong nước thải tăng sẽ thúc đẩy các hoạt động sinh học khác ngoài vi sinh vật kỵ khí, từ đó loại bỏ các chất dễ bay hơi và dễ dàng tạo ra các ion oxy hóa tự nhiên làm sạch nước thải. Có ba phương pháp chính để đo hàm lượng oxy: phân tích so màu tự động và đo phân tích hóa học, đo phương pháp thuận từ và đo phương pháp điện hóa. Lượng oxy hòa tan trong nước thường được đo bằng phương pháp điện hóa.
Oxy hòa tan trong nước và độ hòa tan của nó phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất tổng trên mặt nước, áp suất riêng phần và muối hòa tan trong nước. Áp suất khí quyển càng cao thì khả năng hòa tan oxy của nước càng lớn. Mối quan hệ được xác định bởi luật Henry và luật Dalton. Định luật Henry cho rằng độ hòa tan của chất khí tỷ lệ thuận với áp suất riêng phần của nó.
Lấy cảm biến đo oxy làm ví dụ, điện cực bao gồm một cực âm (thường được làm bằng vàng và bạch kim), một điện cực đếm có dòng điện (bạc) và một điện cực tham chiếu không có dòng điện (bạc). Điện cực được ngâm trong chất điện phân như KCl, KOH, cảm biến được bao bọc bởi một màng ngăn cách điện cực và chất điện phân với chất lỏng cần đo, nhờ đó bảo vệ cảm biến, ngăn không cho chất điện phân thoát ra ngoài, ngăn chặn sự xâm nhập của ngoại vật. chất có thể gây ô nhiễm và ngộ độc. Một điện áp phân cực được đặt giữa điện cực đếm và cực âm. Nếu ngâm phần tử đo vào nước có oxy hòa tan, oxy sẽ khuếch tán qua thiết bị phân tách và các phân tử oxy có trên cực âm (electron dư) sẽ bị khử thành ion hydroxit: O{0}}H2O{ {2}}e-® 4OH-. Một chất điện hóa tương đương với bạc clorua được kết tủa trên điện cực đếm (thiếu điện tử): 4Ag+4Cl-® 4AgCl+4e-. Đối với mỗi phân tử oxy, cực âm phát ra 4 electron và điện cực đếm nhận các electron để tạo thành dòng điện. Kích thước của dòng điện tỷ lệ thuận với áp suất riêng phần oxy của nước thải đo được. Tín hiệu này cùng với tín hiệu nhiệt độ được đo bằng điện trở nhiệt trên cảm biến được gửi đến máy biến áp. Máy phát sử dụng đường cong mối quan hệ giữa hàm lượng oxy, áp suất riêng phần oxy và nhiệt độ được lưu trữ trong cảm biến để tính toán hàm lượng oxy trong nước, sau đó chuyển đổi thành đầu ra tín hiệu tiêu chuẩn. Chức năng của điện cực tham chiếu là xác định điện thế catốt. Thời gian phản hồi của cảm biến oxy hòa tan là: đạt 90% giá trị đo cuối cùng sau 3 phút và đạt 99% giá trị đo cuối cùng sau 9 phút; yêu cầu tốc độ dòng chảy thấp là 0,5 cm/s.
