在污水处理中应用在线pH计的工作原理

1. pH计的工作原理

    任何溶液的酸碱度都可以用氢离子浓度来表示。由于水本身具有电离作用，当22℃时每升纯水含有10-7克的[H+]，而氢的原子量和原子价都是1，所以每升纯水含有l0-7克当量的[H+]，由于纯水中的[H+]是由于水分子本身离解产生，即：H2O=H+ +OH-纯水呈中性，即两种离子浓度相等，[H+ ]=[OH-]，其乘积为定温常数，称为离子积K水。   K水=[H+ ][OH- ]=10-7*10-7=10-14上式适用于任何酸碱性溶液，即任何一种水溶液，其中[H+][OH-]积都等于10-14。例如在某种水溶液中[H+]=10-3，则[OH-]必然为10-11，因此对于任何一种水溶液，只要知道[H+]，则[OH-]就很容易求得，通常用氢离子浓度的常用对数的负值来定义pH，表示为：pH=-lg[H+]，因此中性溶液的pH值等于7。如果有过量的氢离子，则pH值小于7，溶液呈酸性；反之，氢氧根离子过量，则溶液呈碱性。pH值随着所溶解的物质的多少而定，因此pH值能灵敏地指示出水质的变化情况。

    pH值的变化对生物的繁殖和生存有很大影响，同时还严重影响活性污泥生化作用，即影响处理效果，污水的pH值一般控制在6.5~7之间。pH值通常用电位法测量，常用一个恒定电位的参比电极和测量电极组成一个原电池，原电池电动势的大小取决于氢离子的浓度，也取决于溶液的酸碱度。型沉人式pH计。该仪表测量电极采用特殊的对pH反应灵敏的玻璃电极，它具有测量精度高、抗干扰性好等特点。当它浸人被测溶液时，被测溶液中氢离子与电极球泡表面水化层中的氢离子平衡，同时玻璃球内外的溶液和电极球泡内壁的水化层产生电位差，玻璃电极内部充有pH值固定的缓冲溶液，引出电极浸人内溶液中形成半电池，与甘汞电极中浸人在饱和lv化钾溶液中形成的半电池同时引人转换器进行测量。pH值不同，对应产生的电位也不一样，通过变送器将其转换成标准4-20mA输出。

2. pH计的特点

    pH电极上的玻璃随着时间推移会逐渐老化，梯度(单位pH值变化所引起的电极输出电位的变化值)恶化，花费较长时间才能达到稳定电位。一般电极的使用寿命可达两年。另外，温度对老化也有较大影响，100℃下贮存几周的老化程度相当于室温下贮存一年的老化程度。

     pH计具有测量准确、可靠性高、安装及维护方便等优点，同时对污染也较敏感，需要经常标定，一般每隔一个到一个半月标定一次，每两年更换一次电极。

3. pH计的安装和维护

    pH计的安装方式有流通式和浸入式两种。污水处理厂一般选用的是浸入式安装，如该污水处理厂的pH计安装在沉砂池的出口溢流槽内，此处的pH值较具有代表性，且水流平稳，对pH计不会造成大的冲击。定期的维护有助于仪表的准确测量和延长仪表的使用寿命。应当注意传感器和变送器之间的专用电缆不能受潮，否则电极的高阻低压信号将无法传送至变送器。若电极不测量时，应将保护套管套上，它能使电极处于湿润状态，有利于延长电极的使用寿命。每隔一个月左右，应对电极进行清洗，先用柔和的水流喷洗附着物，再将电极浸泡于清洗液中一段时间，而后用清水洗净。传感器支架也应清洗。每次清洗之后，要用缓冲剂溶液进行标定。

    水质分析仪作为污水处理行业中*重要的仪表，除了选型和安装正确以外，定期的维护和标定也十分重要，而且是使仪表能够真正发挥作用的关键所在。

    英国GREENPRIMA PM 8200P型pH/ORP智能控制器是工业酸度计的智能化升级产品。可对污水pH/ORP值进行连续测量或根据现场工况进行定量控制，可测水中的酸碱度值/氧化还原电位，Pt 1000自动温度补偿，面板式安装，自带清洗功能，适合在各种天气和各种复杂的工业环境中使用。多种电极可选，适合于不同工况。

原创作者：戈普仪器（上海）有限公司