水質(zhì)分析儀的工作原理及特點

1、YOUR LOGO水質(zhì)分析儀的工作原理及特點Document serial number KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108水質(zhì)分析儀的工作原理及特點一、刖肯隨著近年來我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市的工業(yè)和生活垃圾大量增加，LI前對垃圾進行處理的主要 方法是衛(wèi)生填埋，而進行填埋都是露天作業(yè)，垃圾經(jīng)壓實后，隨著垃圾中生物的分解及遇到雨雪天氣時，雨水和雪水滲入填埋區(qū)，會產(chǎn)生垃圾滲濾液。滲濾液屬高濃度有機廢水，濃度值變化范 圍大，其中含碳氫化合物、硝酸鹽、硫酸鹽及微量銅、鎘、鉛等重金屬離子，細菌指標很高，如不進行處理直接排入水體，將嚴重污染當?shù)氐乃h(huán)境。為了保護水環(huán)境，必須加強

2、對污水排放的監(jiān)測。檢測點的設(shè)計和檢測儀表（主要是水質(zhì)分析儀）的質(zhì)量對水環(huán)境監(jiān)測起著至關(guān)重要的作 用，本文結(jié)合某一污水處理廠的設(shè)計談?wù)勥@方面體會。二、水質(zhì)分析儀的工作原理 污水處理廠使用的分析儀有兩種：和溶氧分析儀。1、pH計的工作原理水的pH值隨著所溶解的物質(zhì)的多少而定，因此pH值能靈敬地指示出水質(zhì)的變化情況。pH值的變 化對生物的繁殖和生存有很大影響，同時還嚴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. 57之間。水在化學上是中性的，某些水分子自發(fā)地按照下式分解： H20二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0H-的濃度 都是1

3、0-7mol/l, pH值是氫離子濃度以10為底的對數(shù)的負數(shù)：pH二-log,因此中性溶液的pH值等 于7。如果有過量的氫離子，則pH值小于7,溶液呈酸性；反之，氫氧根離子過量，則溶液呈堿 性。pH值通常用電位法測量，通常用一個恒定電位的參比電極和測量電極組成一個原電池，原電 池電動勢的大小取決于氫離子的濃度，也取決于溶液的酸堿度。該廠采用了 CPS11型pH傳感器和 CPM151型pH變送器。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示，測量電極上有特殊的對pH反應(yīng)靈敬的玻璃探頭，它 是山能導電、能滲透氫離子的特殊玻璃制成，具有測量精度高、抗干擾性好等特點。當玻璃探頭 和氫離子接觸時，就產(chǎn)生電位。電位是通過懸吊在氯化

4、銀溶液中的銀絲對照參比電極測到的。pH 值不同，對應(yīng)產(chǎn)生的電位也不一樣，通過變送器將其轉(zhuǎn)換成標準420mA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。對于使用活化污泥的生物處理廠來說，了解曝氣池和氧 化溝的氧含量非常重要，污水中溶氧增加，會促進除厭氧微生物以外的生物活動，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。測定氧含量主要有三種方法：自動比色分析 和化學分析測量，順磁法測量，電化學法測量。水中溶氧量一般采用電化學法測量。麥該廠釆用 TC0S4型溶氧傳感器和C0M252型溶氧變送器。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

5、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，亨利定律認為氣體的溶解度與其分壓成正比。以COS4氧量測量 傳感器為例，結(jié)構(gòu)如圖2所示。其中的電極山陰極（常用金和鉗制成）和帶電流的反電極（銀）、無電流的參比電極（銀）組成，電極浸沒在電解質(zhì)如KC1、K0H中，傳感器有隔膜覆蓋， 隔膜將電極和電解質(zhì)與被測量的液體分開，因此保護了傳感器，既能防止電解質(zhì)逸出，乂可防止 外來物質(zhì)的侵入而導致污染和毒化。向反電極和陰極之間施加極化電壓，假如測量元件浸入在有 溶解氧的水中，氧會通過隔膜擴散，出現(xiàn)在陰極上（電子過剩）的氧分子就會被還原成氫氧根離 子：02+2

6、H20+4e-®40H-o電化學當量的氯化銀沉淀在反電極上（電子不足）：4Ag+4Cl- ®4AgCl+4e-o對于每個氧分子，陰極放出4個電子，反電極接受電子，形成電流，電流的大 小與被測圖1PH測量電極（左）和參比電極（右）的結(jié)構(gòu)圖2三電極COS溶氧傳感器結(jié)構(gòu)圖污水 的氧分壓成正比，該信號連同傳感器上熱電阻測出的溫度信號被送入變送器，利用傳感器中存儲 的含氧量和氧分壓、溫度之間的關(guān)系曲線訃算出水中的含氧量，然后轉(zhuǎn)化成標準信號輸出。參比 電極的功能是確定陰極電位。COS4帑氧傳感器的響應(yīng)時間為：3分鐘后達到最終測量值的90% 9 分鐘后達到最終測量值的99%；

7、最低流速要求為0. 5cm/so三、特點1、pH計的特點pH電極上的玻璃隨著時間推移會逐漸老化，梯度（單位pH值變化所引起的電極輸出電位的變化 值）惡化，花費較長時間才能達到穩(wěn)定電位。一般電極的使用壽命，可達兩年。另外，溫度對老 化也有較大影響，100°C下貯存兒周的老化程度相當于室溫下貯存一年的老化程度。pH計具有高 精度、高可靠性、安裝及維護方便等優(yōu)點，同時對污染也較敏感，需要經(jīng)常標定，一般每隔一個 到一個半月標定一次，每兩年更換一次電極。2、溶氧儀的特點溶氧儀具有安裝方便，標定周期長（34個月），對其他物質(zhì)不敬感等特點，并且能監(jiān)測隔膜和 探頭內(nèi)電解質(zhì)的使用情況，一般每一至三年更

8、換一次電解質(zhì)和隔膜。C0M252型洛氧變送器屬智能 化儀表，帶有HART或Profibus通訊協(xié)議，還具有自診斷功能，當發(fā)生故障時，會顯示故障代 碼，提示維護人員故障所在，通過查維護手冊找出解決故障的辦法，大大降低了維護時間和工作 量。四、安裝及維護1、pH計的安裝和維護pH計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pH計不會造 成大的沖擊。定期的維護有助于儀表的準確測量和延長儀表的使用壽命。應(yīng)當注意傳感器和變送 器之間的專用電纜不能受潮，否則電極的高阻低壓信號將無法傳送至變送

9、器。若電極不測量時， 應(yīng)將黃色保護套管套上，它能使電極處于濕潤狀態(tài)，有利于延長電極的使用壽命。每隔一個月左 右，應(yīng)對電極進行清洗，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，要用緩沖劑溶液進行標定，忖前國產(chǎn)的pH標 定液中，pH二4的還可以，pH二7的不夠準確，將會影響標定結(jié)果。所以最好使用生產(chǎn)廠家的標定 液，生產(chǎn)廠家一般提供兩瓶標準溶液，一瓶pH值等于7,用于標定儀表零點；一瓶pH等于4,用 于標定儀表的信號輸出斜率。2、溶氧儀的安裝和維護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

10、銹鋼制成，帶有塑料鏈條，通過調(diào)整鏈條長度可以改變傳感器的浸入深度，支架上的引導管保 證了傳感器始終處于垂直位置。支架部分都經(jīng)過特殊設(shè)計，它可以將水面的波動傳至浸入管，從 而引起浸入管的輕微振動，使得通過浸入管在探頭的表面產(chǎn)生一個附加的清洗效果。有的用戶為 了減少投資，自己制作安裝支架，往往導致支架上的浸入管和傳感器之間密封不嚴，污水滲入， 使得專用電纜和傳感器的連接處長期浸泡在污水中，容易造成傳感器的損壞；有的其至不做安裝 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)及時更換，電解液受污染也應(yīng)及時更換。 當污水中含有H2S、NH3、苯或酚這些成份時，對膜頭是有害的。在這種場合下必須經(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)進行清洗或再生。五、結(jié)束語隨著我國對水資源保護的日益重視，污水的凈化處理顯得越來越重要，而與之配套的處理過程所 需的檢測儀表是必不可少的。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，定期的維護和標定也十分重要，而且是使儀表能夠真正發(fā)揮作用的關(guān)鍵所在.氟選擇電極法因具有電極結(jié)構(gòu)簡單牢固、元件靈巧、靈敏度高、響應(yīng)速度