水質(zhì)測(cè)定儀在城市垃圾污水處理中的應(yīng)用：一,、前言 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?xún)舻某潭?。?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(lèi),。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-。
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zui終測(cè)量值的90%,，9分鐘后達(dá)到zui終測(cè)量值的99%；zui低流速要求為0.5cm/s,。
三,、特點(diǎn)
1、pH計(jì)的特點(diǎn)
pH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,，以E+H公司的產(chǎn)品為例,，可達(dá)兩年,。另外，溫度對(duì)老化也有較大影響,，100° C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,。
pH計(jì)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。
COM252型溶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(dāng)發(fā)生故障時(shí),，會(huì)顯示故障代碼，提示維護(hù)人員故障所在,，通過(guò)查維護(hù)手冊(cè)找出解決故障的辦法,，大大降低了維護(hù)時(shí)間和工作量。
四,、安裝及維護(hù)
1,、pH計(jì)的安裝和維護(hù)
pH計(jì)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,，如麥園處理廠的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。
五,、結(jié)束語(yǔ)
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*的,。水質(zhì)分析儀作為污水處理行業(yè)中zui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,。
會(huì)員.png)
