水質(zhì)分析儀在城市垃圾污水處理中的應(yīng)用
隨著近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,城市的工業(yè)和生活垃圾大量增加,目前對(duì)垃圾進(jìn)行處理的主要方法是衛(wèi)生填埋,而進(jìn)行填埋都是露天作業(yè),垃圾經(jīng)壓實(shí)后,隨著垃圾中生物的分解及遇到雨雪天氣時(shí),雨水和雪水滲入填埋區(qū),會(huì)產(chǎn)生垃圾滲濾液。滲濾液屬高濃度有機(jī)廢水,濃度值變化范圍大,其中含碳?xì)浠衔?、硝酸鹽、硫酸鹽及微量銅、鎘、鉛等重金屬離子,細(xì)菌指標(biāo)很高,如不進(jìn)行處理直接排入水體,將嚴(yán)重污染當(dāng)?shù)氐乃h(huán)境。為了保護(hù)水環(huán)境,必須加強(qiáng)對(duì)污水排放的監(jiān)測(cè)。檢測(cè)點(diǎn)的設(shè)計(jì)和檢測(cè)儀表(主要是水質(zhì)分析儀)的質(zhì)量對(duì)水環(huán)境監(jiān)測(cè)起著至關(guān)重要的作用,本文結(jié)合麥園城市垃圾污水處理廠的設(shè)計(jì)談?wù)勥@方面體會(huì)。
二、水質(zhì)分析儀的工作原理
麥園污水處理廠使用的分析儀有兩種:pH計(jì)和溶氧分析儀。
1、pH計(jì)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。麥園污水處理廠采用了德國(guó)E+H公司的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(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。麥園污水處理廠采用的是德國(guó)E+H公司的COS 4型溶氧傳感器和COM252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E+H公司的COS 4氧量測(cè)量傳感器為例,結(jié)構(gòu)如圖2所示。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:
O2+2H2O+4e-? 4OH-。
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-。
評(píng)論