時(shí)間:2010-02-09 10:08:54來(lái)源:limin
一、工作原理
1.酸度變送器的工作原理
水的pH值隨著所溶解的物質(zhì)的多少而定,因此pH值能靈敏地指示出水質(zhì)的變化情況。pH值的變化對(duì)生物的繁殖和生存有很大影響,同時(shí)還嚴(yán)重影響活性污泥生化作用,即影響處理效果,污水的pH值一般控制在6.5~7之間。
水在化學(xué)上是中性的,某些水分子自發(fā)地按照下式分解:H2O=H++OH-,即分解成氫離子和氫氧根離子。在中性溶液中,氫離子H+和氫氧根離子OH-的濃度都是10-7mol/l,pH值是氫離子濃度以10為底的對(duì)數(shù)的負(fù)數(shù):pH=-log,因此中性溶液的pH值等于7。如果有過(guò)量的氫離子,則pH值小于7,溶液呈酸性;反之,氫氧根離子過(guò)量,則溶液呈堿性。
pH值通常用電位法測(cè)量,通常用一個(gè)恒定電位的參比電極和測(cè)量電極組成一個(gè)原電池,原電池電動(dòng)勢(shì)的大小取決于氫離子的濃度,也取決于溶液的酸堿度。PHD型酸度變送器測(cè)量電極上有特殊的對(duì)pH反應(yīng)靈敏的玻璃探頭,它是由能導(dǎo)電、能滲透氫離子的特殊玻璃制成,具有測(cè)量精度高、抗干擾性好等特點(diǎn)。當(dāng)玻璃探頭和氫離子接觸時(shí),就產(chǎn)生電位。電位是通過(guò)懸吊在氯化銀溶液中的銀絲對(duì)照參比電極測(cè)到的。pH值不同,對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的電位也不一樣,通過(guò)變送器將其轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)4~20mA輸出。
2.溶氧分析儀的工作原理
水中的氧含量可充分顯示水自凈的程度。對(duì)于使用活化污泥的生物處理廠來(lái)說(shuō),了解曝氣池和氧化溝的氧含量非常重要,污水中溶氧增加,會(huì)促進(jìn)除厭氧微生物以外的生物活動(dòng),因而能去除揮發(fā)性物質(zhì)和易于自然氧化的離子,使污水得到凈化。
測(cè)定氧含量主要有三種方法:自動(dòng)比色分析和化學(xué)分析測(cè)量,順磁法測(cè)量,電化學(xué)法測(cè)量。水中溶氧量一般采用電化學(xué)法測(cè)量。
氧能溶于水,溶解度取決于溫度、水表面的總壓、分壓和水中溶解的鹽類。大氣壓力越高,水溶解氧的能力就越大,其關(guān)系由亨利(Henry)定律和道爾頓(Dalton)定律確定,亨利定律認(rèn)為氣體的溶解度與其分壓成正比。
以COS 4氧量測(cè)量傳感器為例。其中的電極由陰極(常用金和鉑制成)和帶電流的反電極(銀)、無(wú)電流的參比電極(銀)組成,電極浸沒(méi)在電解質(zhì)如KCl、KOH中,傳感器有隔膜覆蓋,隔膜將電極和電解質(zhì)與被測(cè)量的液體分開(kāi),因此保護(hù)了傳感器,既能防止電解質(zhì)逸出,又可防止外來(lái)物質(zhì)的侵入而導(dǎo)致污染和毒化。
向反電極和陰極之間施加極化電壓,假如測(cè)量元件浸入在有溶解氧的水中,氧會(huì)通過(guò)隔膜擴(kuò)散,出現(xiàn)在陰極上(電子過(guò)剩)的氧分子就會(huì)被還原成氫氧根離子:
電化學(xué)當(dāng)量的氯化銀沉淀在反電極上(電子不足):4Ag+4Cl-® 4AgCl+4e-。
對(duì)于每個(gè)氧分子,陰極放出4個(gè)電子,反電極接受電子,形成電流,電流的大小與被測(cè)污水的氧分壓成正比,該信號(hào)連同傳感器上熱電阻測(cè)出的溫度信號(hào)被送入變送器,利用傳感器中存儲(chǔ)的含氧量和氧分壓、溫度之間的關(guān)系曲線計(jì)算出水中的含氧量,然后轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。參比電極的功能是確定陰極電位。
COS 4溶氧傳感器的響應(yīng)時(shí)間為:3分鐘后達(dá)到最終測(cè)量值的90%,9分鐘后達(dá)到最終測(cè)量值的99%;最低流速要求為0.5cm/s。
二、特點(diǎn)
1.酸度變送器的特點(diǎn)
酸度變送器電極上的玻璃隨著時(shí)間推移會(huì)逐漸老化,梯度(單位pH值變化所引起的電極輸出電位的變化值)惡化,花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定電位。一般電極的使用壽命,可達(dá)兩年。另外,溫度對(duì)老化也有較大影響,100℃下貯存幾周的老化程度相當(dāng)于室溫下貯存一年的老化程度。
酸度變送器具有高精度、高可靠性、安裝及維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)對(duì)污染也較敏感,需要經(jīng)常標(biāo)定,一般每隔一個(gè)到一個(gè)半月標(biāo)定一次,每?jī)赡旮鼡Q一次電極。
2.溶氧儀的特點(diǎn)
溶氧儀具有安裝方便,標(biāo)定周期長(zhǎng)(3~4個(gè)月),對(duì)其他物質(zhì)不敏感等特點(diǎn),并且能監(jiān)測(cè)隔膜和探頭內(nèi)電解質(zhì)的使用情況,一般每一至三年更換一次電解質(zhì)和隔膜。
三、安裝及維護(hù)
1. 酸度變送器的安裝和維護(hù)
酸度變送器的安裝方式有流通式和浸入式兩種。污水處理廠一般選用的是浸入式安裝,如該污水處理廠的pH計(jì)安裝在氧化溝的出口溢流槽內(nèi),此處的pH值較具有代表性,且水流平穩(wěn),對(duì)pH計(jì)不會(huì)造成大的沖擊。
定期的維護(hù)有助于儀表的準(zhǔn)確測(cè)量和延長(zhǎng)儀表的使用壽命。應(yīng)當(dāng)注意傳感器和變送器之間的專用電纜不能受潮,否則電極的高阻低壓信號(hào)將無(wú)法傳送至變送器。若電極不測(cè)量時(shí),應(yīng)將黃色保護(hù)套管套上,它能使電極處于濕潤(rùn)狀態(tài),有利于延長(zhǎng)電極的使用壽命。每隔一個(gè)月左右,應(yīng)對(duì)電極進(jìn)行清洗,先用柔和的水流噴洗附著物,再將電極浸泡于清洗液中一段時(shí)間,而后用清水洗凈。傳感器支架也應(yīng)清洗。每次清洗之后,要用緩沖劑溶液進(jìn)行標(biāo)定,目前國(guó)產(chǎn)的pH標(biāo)定液中,pH=4的還可以,pH=7的不夠準(zhǔn)確,將會(huì)影響標(biāo)定結(jié)果。所以最好使用生產(chǎn)廠家的標(biāo)定液,生產(chǎn)廠家一般提供兩瓶標(biāo)準(zhǔn)溶液,一瓶pH值等于7,用于標(biāo)定儀表零點(diǎn);一瓶pH等于4,用于標(biāo)定儀表的信號(hào)輸出斜率。
2.溶氧儀的安裝和維護(hù)
溶氧儀一般采用浸入式安裝,在此應(yīng)注意,一定要選用原廠的安裝支架。廠家配帶的安裝支架為不銹鋼制成,帶有塑料鏈條,通過(guò)調(diào)整鏈條長(zhǎng)度可以改變傳感器的浸入深度,支架上的引導(dǎo)管保證了傳感器始終處于垂直位置。支架部分都經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì),它可以將水面的波動(dòng)傳至浸入管,從而引起浸入管的輕微振動(dòng),使得通過(guò)浸入管在探頭的表面產(chǎn)生一個(gè)附加的清洗效果。有的用戶為了減少投資,自己制作安裝支架,往往導(dǎo)致支架上的浸入管和傳感器之間密封不嚴(yán),污水滲入,使得專用電纜和傳感器的連接處長(zhǎng)期浸泡在污水中,容易造成傳感器的損壞;有的甚至不做安裝支架,直接將傳感器投入水中,這樣在傳感器和電纜之間會(huì)形成較大的拉力,傳感器更容易損壞。
溶解氧探頭每周應(yīng)用水輕輕清洗,發(fā)現(xiàn)膜頭損壞應(yīng)及時(shí)更換,電解液受污染也應(yīng)及時(shí)更換。當(dāng)污水中含有H2S、NH3、苯或酚這些成份時(shí),對(duì)膜頭是有害的。在這種場(chǎng)合下必須經(jīng)常更換膜頭。判斷探頭中電極的好壞只需看顏色即可,參考電極應(yīng)是黑灰色,陰極(金電極)應(yīng)呈黃色,而反電極必須發(fā)亮,否則應(yīng)進(jìn)行清洗或再生。
隨著我國(guó)對(duì)水資源保護(hù)的日益重視,污水的凈化處理顯得越來(lái)越重要,而與之配套的處理過(guò)程所需的檢測(cè)儀表是必不可少的。水質(zhì)分析儀作為污水處理行業(yè)中最重要的儀表,除了選型和安裝正確以外,定期的維護(hù)和標(biāo)定也十分重要,而且是使儀表能夠真正發(fā)揮作用的關(guān)鍵所在。
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