Comment fonctionnent les pH-mètres et les analyseurs d'oxygène dissous
Tout d'abord, le principe de fonctionnement de l'analyseur de qualité de l'eau
1. Principe de fonctionnement du pH-mètre
La valeur du pH de l'eau dépend de la quantité de substances dissoutes, de sorte que la valeur du pH peut indiquer de manière sensible le changement de la qualité de l'eau. Le changement de la valeur du pH a un grand impact sur la reproduction et la survie des organismes, et affecte également sérieusement la fonction biochimique des boues activées, c'est-à-dire l'effet du traitement. La valeur du pH des eaux usées est généralement contrôlée entre 6,5 et 7. L'eau est chimiquement neutre et certaines molécules d'eau se décomposent spontanément selon la formule suivante : H2O=H plus plus OH-, c'est-à-dire se décomposer en ions hydrogène et ions hydroxyde. Dans une solution neutre, les concentrations d'ions hydrogène H plus et d'ions hydroxyde OH- sont toutes deux 10-7 mol/l, et la valeur du pH est le nombre négatif du logarithme de la concentration en ions hydrogène avec base 10 : pH{ {9}}log, donc neutre Le pH de la solution est égal à 7. S'il y a un excès d'ions hydrogène, la valeur du pH est inférieure à 7, et la solution est acide ; sinon, la solution est alcaline s'il y a un excès d'ions hydroxyde.
La valeur du pH est généralement mesurée par la méthode potentiométrique. Habituellement, une électrode de référence à potentiel constant et une électrode de mesure sont utilisées pour former une cellule galvanique. La force électromotrice de la cellule galvanique dépend de la concentration en ions hydrogène et dépend également du pH de la solution. L'usine utilise des capteurs de pH et des transmetteurs de pH. Il y a une sonde en verre spéciale sensible au pH sur l'électrode de mesure, qui est faite de verre spécial qui peut conduire l'électricité et imprégner les ions hydrogène, et présente les caractéristiques d'une précision de mesure élevée et d'une bonne anti-interférence. Lorsque la sonde en verre entre en contact avec des ions hydrogène, un potentiel électrique est généré. Le potentiel est mesuré par rapport à une électrode de référence avec un fil d'argent suspendu dans une solution de chlorure d'argent. Si la valeur du pH est différente, le potentiel correspondant est également différent, qui est converti en une sortie 4-20mA standard via le transmetteur.
2. Principe de fonctionnement de l'analyseur d'oxygène dissous
La teneur en oxygène dans l'eau peut pleinement montrer le degré d'auto-purification de l'eau. Pour les stations d'épuration biologique utilisant des boues activées, il est très important de connaître la teneur en oxygène des bassins d'aération et du canal d'oxydation. L'augmentation de l'oxygène dissous dans les eaux usées favorisera les activités biologiques autres que les micro-organismes anaérobies, de sorte qu'il peut éliminer les substances volatiles et faciliter Les ions naturellement oxydés purifient les eaux usées. Il existe trois méthodes principales pour déterminer la teneur en oxygène : l'analyse colorimétrique automatique et la mesure par analyse chimique, la mesure par méthode paramagnétique et la mesure par méthode électrochimique. La quantité d'oxygène dissous dans l'eau est généralement mesurée par une méthode électrochimique.
L'oxygène peut se dissoudre dans l'eau, et la solubilité dépend de la température, de la pression totale de la surface de l'eau, de la pression partielle et des sels dissous dans l'eau. Plus la pression atmosphérique est élevée, plus la capacité de l'eau à dissoudre l'oxygène est grande. La relation est déterminée par la loi de Henry et la loi de Dalton. La loi de Henry stipule que la solubilité d'un gaz est proportionnelle à sa pression partielle.
Prenant l'exemple du capteur de mesure d'oxygène, l'électrode se compose d'une cathode (généralement en or et platine), d'une contre-électrode (argent) avec courant et d'une électrode de référence (argent) sans courant. L'électrode est immergée dans un électrolyte tel que KCl, KOH Parmi eux, le capteur est recouvert d'un diaphragme, qui sépare les électrodes et l'électrolyte du liquide à mesurer, protégeant ainsi le capteur, empêchant l'électrolyte de s'échapper et empêchant la l'intrusion de substances étrangères qui causent la contamination et l'empoisonnement. Une tension de polarisation est appliquée entre la contre-électrode et la cathode. Si la cellule de mesure est immergée dans de l'eau avec de l'oxygène dissous, l'oxygène diffuse à travers le diaphragme et les molécules d'oxygène présentes sur la cathode (excès d'électrons) sont réduites en ions hydroxyde : O2 plus 2H2O plus 4e-® 4OH-. Un équivalent électrochimique de chlorure d'argent est précipité sur la contre-électrode (déficiente en électrons) : 4Ag plus 4Cl- ® 4AgCl plus 4e-. Pour chaque molécule d'oxygène, la cathode émet 4 électrons et la contre-électrode accepte les électrons pour former un courant. L'amplitude du courant est proportionnelle à la pression partielle d'oxygène des eaux usées mesurées. Le signal est envoyé au transformateur avec le signal de température mesuré par la résistance thermique du capteur. Le transmetteur calcule la teneur en oxygène dans l'eau en utilisant la courbe de relation entre la teneur en oxygène stockée dans le capteur et la pression partielle et la température d'oxygène, puis la convertit en une sortie de signal standard. La fonction de l'électrode de référence est de déterminer le potentiel cathodique. Le temps de réponse du capteur d'oxygène dissous est : 90 % de la valeur mesurée finale après 3 minutes et 99 % de la valeur mesurée finale après 9 minutes ; l'exigence de faible débit est de 0,5 cm/s.
