一、前言

　　隨(sui)(sui)著(zhu)近年(nian)來我國經(jing)(jing)濟的(de)(de)(de)快速發展(zhan)，城市(shi)的(de)(de)(de)工(gong)業(ye)和生(sheng)活垃圾(ji)大量增(zeng)加，目前對(dui)垃圾(ji)進行處(chu)理的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)方(fang)法是衛生(sheng)填(tian)埋(mai)，而進行填(tian)埋(mai)都是露天作業(ye)，垃圾(ji)經(jing)(jing)壓實后，隨(sui)(sui)著(zhu)垃圾(ji)中生(sheng)物的(de)(de)(de)分解(jie)及遇到雨(yu)雪天氣時，雨(yu)水和雪水滲入填(tian)埋(mai)區(qu)，會產(chan)生(sheng)垃圾(ji)滲濾液(ye)。滲濾液(ye)屬高濃(nong)度(du)有機(ji)廢水，濃(nong)度(du)值變化(hua)范圍大，其中含碳氫化(hua)合(he)物、硝酸(suan)鹽、硫酸(suan)鹽及微量銅、鎘、鉛等(deng)重金屬離子，細(xi)菌指標很高，如不進行處(chu)理直接排(pai)入水體(ti)，將嚴重污染當地的(de)(de)(de)水環境。為了保護水環境，必須加強對(dui)污水排(pai)放的(de)(de)(de)監測(ce)。檢(jian)測(ce)點的(de)(de)(de)設計和檢(jian)測(ce)儀表（主(zhu)要(yao)是水質(zhi)分析儀）的(de)(de)(de)質(zhi)量對(dui)水環境監測(ce)起著(zhu)至關重要(yao)的(de)(de)(de)作用，本(ben)文結合(he)麥園城市(shi)垃圾(ji)污水處(chu)理廠的(de)(de)(de)設計談(tan)談(tan)這(zhe)方(fang)面體(ti)會。

二、水質分析儀的工作原理

　　麥園(yuan)污水(shui)處理(li)廠使用的(de)分(fen)(fen)析儀有兩種：pH計和溶氧(yang)分(fen)(fen)析儀。

1、pH計的工作原理

　　水的pH值隨著所溶解的物質的多少而定，因此pH值能靈敏地指示出水質的變化情況。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www.cechina.cn，污(wu)水的(de)pH值一般控制在6.5～7之間。

　　水(shui)在化學上是(shi)中(zhong)性的(de)(de)，某些水(shui)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)自發地按照下式分(fen)(fen)解：H2O=H++OH-，即分(fen)(fen)解成氫(qing)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)氫(qing)氧(yang)(yang)根離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)。在中(zhong)性溶(rong)液(ye)中(zhong)，氫(qing)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)H+和(he)氫(qing)氧(yang)(yang)根離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)OH-的(de)(de)濃度都是(shi)10-7mol/l，pH值(zhi)是(shi)氫(qing)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)濃度以10為底的(de)(de)對數的(de)(de)負數：pH=-log，因(yin)此中(zhong)性溶(rong)液(ye)的(de)(de)pH值(zhi)等于(yu)7。如果(guo)有過量(liang)的(de)(de)氫(qing)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)，則pH值(zhi)小于(yu)7，溶(rong)液(ye)呈酸(suan)性；反之，氫(qing)氧(yang)(yang)根離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)過量(liang)，則溶(rong)液(ye)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。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。具體結構如圖1所示，測量電極上有特殊的對pH反應靈敏的玻璃探頭，它是由能導電、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CONTROL ENGINEERING China版權所有，就產生電位。電位是通過懸吊在氯化銀溶液中的銀絲對照參比電極測到的。pH值不同，對應產生的電位也不一樣控制工程網版權所有，通過變送器將(jiang)其轉換成標準(zhun)4～20mA輸出。

2、溶氧分析儀的工作原理

　　水(shui)中(zhong)的(de)(de)氧含(han)量可充分顯示(shi)水(shui)自凈的(de)(de)程度。對于使(shi)用活(huo)化污(wu)泥的(de)(de)生物(wu)(wu)處理廠來說(shuo)，了(le)解曝(pu)氣池和氧化溝的(de)(de)氧含(han)量非(fei)常重要，污(wu)水(shui)中(zhong)溶氧增(zeng)加，會促進除厭氧微生物(wu)(wu)以外的(de)(de)生物(wu)(wu)活(huo)動，因而能去除揮發性物(wu)(wu)質和易于自然氧化的(de)(de)離子，使(shi)污(wu)水(shui)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CONTROL ENGINEERING China版權所有，電化學(xue)法測量。水中溶氧(yang)(yang)量一般采用電化學(xue)法測量。麥園污水處理(li)廠采用的是(shi)德(de)國E+H公司的COS 4型(xing)溶氧(yang)(yang)傳(chuan)感器和COM252型(xing)溶氧(yang)(yang)變送器。

　　氧能溶(rong)于(yu)(yu)水(shui)，溶(rong)解(jie)度(du)(du)取決于(yu)(yu)溫(wen)度(du)(du)、水(shui)表面的總(zong)壓(ya)、分(fen)壓(ya)和(he)水(shui)中溶(rong)解(jie)的鹽類。大(da)(da)氣壓(ya)力(li)越高，水(shui)溶(rong)解(jie)氧的能力(li)就(jiu)越大(da)(da)，其關系由亨(heng)利（Henry）定(ding)律和(he)道爾(er)頓（Dalton）定(ding)律確定(ding)，亨(heng)利定(ding)律認為氣體的溶(rong)解(jie)度(du)(du)與其分(fen)壓(ya)成正比。

　　以E+H公司的COS 4氧量測量傳感器為例www.cechina.cn，結構如(ru)(ru)圖(tu)2所(suo)示。其中(zhong)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)由陰極(ji)(ji)（常用金和(he)鉑制成(cheng)）和(he)帶電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流的(de)反電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)（銀）、無電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流的(de)參比電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)（銀）組成(cheng)，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)浸沒在電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)如(ru)(ru)KCl、KOH中(zhong)，傳感器有隔膜覆(fu)蓋，隔膜將電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)和(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)與被測量的(de)液(ye)體分開，因此(ci)保護了傳感器，既能防(fang)止電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)逸(yi)出(chu)，又(you)可防(fang)止外來物(wu)質(zhi)(zhi)的(de)侵(qin)入而導致污染和(he)毒化。

　　向反電(dian)極(ji)和陰(yin)極(ji)之(zhi)間(jian)施加極(ji)化電(dian)壓，假如測(ce)量元件浸入在(zai)有溶解氧(yang)(yang)的水中，氧(yang)(yang)會通過(guo)隔膜擴散，出現在(zai)陰(yin)極(ji)上(shang)（電(dian)子過(guo)剩）的氧(yang)(yang)分子就會被還(huan)原成氫氧(yang)(yang)根離子：

O2+2H2O+4e-? 4OH-。

 電化學當(dang)量的(de)氯(lv)化銀沉淀在反電極上（電子不足(zu)）：4Ag+4Cl-? 4AgCl+4e-。

　　對于每個氧(yang)分子，陰極(ji)(ji)放出4個電(dian)子，反電(dian)極(ji)(ji)接受電(dian)子，形(xing)成電(dian)流，電(dian)流的(de)大(da)小與被測污水(shui)的(de)氧(yang)分壓(ya)成正比(bi)，該信號(hao)連(lian)同傳(chuan)感器上熱電(dian)阻測出的(de)溫(wen)(wen)度(du)信號(hao)被送入變送器，利用傳(chuan)感器中存儲(chu)的(de)含(han)氧(yang)量(liang)和氧(yang)分壓(ya)、溫(wen)(wen)度(du)之間的(de)關系曲線計算出水(shui)中的(de)含(han)氧(yang)量(liang)，然后轉化成標(biao)準信號(hao)輸出。參比(bi)電(dian)極(ji)(ji)的(de)功能(neng)是確定陰極(ji)(ji)電(dian)位。

　　COS 4溶氧傳感器(qi)的響應時間為(wei)：3分鐘后達到終測(ce)量值的90%，9分鐘后達到終測(ce)量值的99%；低流速(su)要求為(wei)0.5cm/s。

三、特點

1、pH計的特點

　　pH電(dian)極上(shang)的(de)玻璃隨(sui)著時間推移會逐漸老化(hua)，梯(ti)度(du)(du)（單位pH值變(bian)化(hua)所(suo)引起的(de)電(dian)極輸出電(dian)位的(de)變(bian)化(hua)值）惡化(hua)，花費較(jiao)長時間才(cai)能(neng)達(da)到穩(wen)定電(dian)位。一般電(dian)極的(de)使(shi)用(yong)壽命(ming)，以E+H公司的(de)產品為例，可達(da)兩年。另外(wai)，溫度(du)(du)對老化(hua)也有較(jiao)大影響，100° C下(xia)貯(zhu)存(cun)(cun)幾周的(de)老化(hua)程(cheng)(cheng)度(du)(du)相當于室溫下(xia)貯(zhu)存(cun)(cun)一年的(de)老化(hua)程(cheng)(cheng)度(du)(du)。

　　pH計具有(you)高(gao)精度、高(gao)可靠(kao)性、安裝及維護方便等優點(dian)，同時(shi)對(dui)污染也較(jiao)敏感，需要經常標定(ding)，一般每(mei)隔一個(ge)到一個(ge)半月標定(ding)一次(ci)，每(mei)兩(liang)年更換一次(ci)電極。

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