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水質(zhì)分析儀為生活環(huán)境帶來了哪些優(yōu)化,？
隨著近年來我國經(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)。
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(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(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）,、無電流的參比電極（銀）組成,，電極浸沒在電解質(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，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)通過隔膜擴(kuò)散，出現(xiàn)在陰極上（電子過剩）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,。
隨著近年來我國經(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)。
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(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(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）,、無電流的參比電極（銀）組成,，電極浸沒在電解質(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，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)通過隔膜擴(kuò)散，出現(xiàn)在陰極上（電子過剩）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,。
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