水質分析儀在城市垃圾汙水處理中的應用

　　摘要：本文介紹了水質分析儀的工作原理及特點
，說明了安裝和維護的注意事項。 

　　關鍵詞：水質分析、特點、安裝、維護。 

　　一、前言

　　 隨sui著zhe近jin年nian來lai我wo國guo經jing濟ji的de快kuai速su發fa展zhan
，城cheng市shi的de工gong業ye和he生sheng活huo垃la圾ji大da量liang增zeng加jia，目mu前qian對dui垃la圾ji進jin行xing處chu理li的de主zhu要yao方fang法fa是shi衛wei生sheng填tian埋mai
，而er進jin行xing填tian埋mai都dou是shi露lu天tian作zuo業ye，垃la圾ji經jing壓ya實shi後hou
，隨sui著zhe垃la圾ji中zhong生sheng物wu的de分fen解jie及ji遇yu到dao雨yu雪xue天tian氣qi時shi
，雨yu水shui和he雪xue水shui滲shen入ru填tian埋mai區qu，會hui產chan生sheng垃la圾ji滲shen濾lv液ye。滲shen濾lv液ye屬shu高gao濃nong度du有you機ji廢fei水shui，濃nong度du值zhi變bian化hua範fan圍wei大da，其qi中zhong含han碳tan氫qing化hua合he物wu、硝酸鹽、硫酸鹽及微量銅
、鎘
、qiandengzhongjinshulizi，xijunzhibiaohengao

，rubujinxingchulizhijiepairushuiti

，jiangyanzhongwurandangdideshuihuanjing。weilebaohushuihuanjing
，bixujiaqiangduiwushuipaifangdejiance。jiancediandeshejihejianceyibiao（主要是水質分析儀）的質量對水環境監測起著至關重要的作用，本文結合某一汙水處理廠的設計談談這方麵體會。

　　 二、水質分析儀的工作原理

　　 汙水處理廠使用的分析儀有兩種：pH計和溶氧分析儀。

　　 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汙泥生化作用
，即影響處理效果，汙水的pH值一般控製在6.5～7之間。

　　 水在化學上是中性的，某些水分子自發地按照下式分解：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為底的對數的負數：pH=-log
，因此中性溶液的pH值等於7。如果有過量的氫離子
，則pH值小於7，溶液呈酸性
；反之，氫氧根離子過量，則溶液呈堿性。

　　 pHzhitongchangyongdianweifaceliang
，tongchangyongyigehengdingdianweidecanbidianjiheceliangdianjizuchengyigeyuandianchi，yuandianchidiandongshidedaxiaoqujueyuqinglizidenongdu，yequjueyurongyedesuanjiandu。gaichangcaiyongleCPS11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製成，具有測量精度高、抗幹擾性好等特點。當玻璃探頭和氫離子接觸時
，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，通過變送器將其轉換成標準4～20mA輸出。

　　 2、溶氧分析儀的工作原理 shuizhongdeyanghanliangkechongfenxianshishuizijingdechengdu。duiyushiyonghuohuawunideshengwuchulichanglaishuo，lejiepuqichiheyanghuagoudeyanghanliangfeichangzhongyao
，wushuizhongrongyangzengjia
，huicujinchuyanyangweishengwuyiwaideshengwuhuodong，yinernengquchuhuifaxingwuzhiheyiyuziranyanghuadelizi
，shiwushuidedaojinghua。 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，電化學法測量。水中溶氧量一般采用電化學法測量。麥該廠采用了COS 4型溶氧傳感器和COM252型溶氧變送器。

　　 氧能溶於水，溶解度取決於溫度、水表麵的總壓
、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，其關係由亨利（Henry）定律和道爾頓（Dalton）定律確定，亨利定律認為氣體的溶解度與其分壓成正比。 以COS 4氧量測量傳感器為例，結構如圖2所示。其中的電極由陰極（常用金和鉑製成）和帶電流的反電極（銀）、無電流的參比電極（銀）組成，電極浸沒在電解質如KCl、KOH中zhong
，傳chuan感gan器qi有you隔ge膜mo覆fu蓋gai，隔ge膜mo將jiang電dian極ji和he電dian解jie質zhi與yu被bei測ce量liang的de液ye體ti分fen開kai
，因yin此ci保bao護hu了le傳chuan感gan器qi
，既ji能neng防fang止zhi電dian解jie質zhi逸yi出chu，又you可ke防fang止zhi外wai來lai物wu質zhi的de侵qin入ru而er導dao致zhi汙wu染ran和he毒du化hua。 向反電極和陰極之間施加極化電壓，假如測量元件浸入在有溶解氧的水中，氧會通過隔膜擴散
，出現在陰極上（電子過剩）的氧分子就會被還原成氫氧根離子： O2+2H2O+4e-® 4OH-。 電化學當量的氯化銀沉澱在反電極上（電子不足）：4Ag+4Cl-® 4AgCl+4e-。 對於每個氧分子
，陰極放出4個電子，反電極接受電子，形成電流，電流的大小與被測 圖1 pH測量電極（左）和參比電極（右）的結構 圖2 三電極COS溶氧傳感器結構圖 汙水的氧分壓成正比，該信號連同傳感器上熱電阻測出的溫度信號被送入變送器，利用傳感器中存儲的含氧量和氧分壓、溫度之間的關係曲線計算出水中的含氧量，然後轉化成標準信號輸出。參比電極的功能是確定陰極電位。 COS 4溶氧傳感器的響應時間為：3分鍾後達到最終測量值的90%，9分鍾後達到最終測量值的99%；最低流速要求為0.5cm/s。 

　　三
、特點

　　 1、pH計的特點 pH電極上的玻璃隨著時間推移會逐漸老化，梯度（單位pH值變化所引起的電極輸出電位的變化值）惡化，花費較長時間才能達到穩定電位。一般電極的使用壽命
，可達兩年。另外
，溫度對老化也有較大影響，100℃下貯存幾周的老化程度相當於室溫下貯存一年的老化程度。 pH計具有高精度、高可靠性、安裝及維護方便等優點
，同時對汙染也較敏感
，需要經常標定，一般每隔一個到一個半月標定一次，每兩年更換一次電極。

　　 2、溶氧儀的特點 溶氧儀具有安裝方便
，標定周期長（3～4個月），對其他物質不敏感等特點，並且能監測隔膜和探頭內電解質的使用情況
，一般每一至三年更換一次電解質和隔膜。 COM252型溶氧變送器屬智能化儀表
，帶有HART或Profibustongxunxieyi，haijuyouzizhenduangongneng
，dangfashengguzhangshi
，huixianshiguzhangdaima，tishiweihurenyuanguzhangsuozai，tongguozhaweihushoucezhaochujiejueguzhangdebanfa，dadajiangdileweihushijianhegongzuoliang。 

　　四、安裝及維護

　　 1、pH計的安裝和維護 pH計的安裝方式有流通式和浸入式兩種。汙水處理廠一般選用的是浸入式安裝，如該汙水處理廠的pH計安裝在氧化溝的出口溢流槽內，此處的pH值較具有代表性，且水流平穩

，對pH計不會造成大的衝擊。 定(ding)期(qi)的(de)維(wei)護(hu)有(you)助(zhu)於(yu)儀(yi)表(biao)的(de)準(zhun)確(que)測(ce)量(liang)和(he)延(yan)長(chang)儀(yi)表(biao)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。應(ying)當(dang)注(zhu)意(yi)傳(chuan)感(gan)器(qi)和(he)變(bian)送(song)器(qi)之(zhi)間(jian)的(de)專(zhuan)用(yong)電(dian)纜(lan)不(bu)能(neng)受(shou)潮(chao)，否(fou)則(ze)電(dian)極(ji)的(de)高(gao)阻(zu)低(di)壓(ya)信(xin)號(hao)將(jiang)無(wu)法(fa)傳(chuan)送(song)至(zhi)變(bian)送(song)器(qi)。若(ruo)電(dian)極(ji)不(bu)測(ce)量(liang)時(shi)，應(ying)將(jiang)黃(huang)色(se)保(bao)護(hu)套(tao)管(guan)套(tao)上(shang)，它(ta)能(neng)使(shi)電(dian)極(ji)處(chu)於(yu)濕(shi)潤(run)狀(zhuang)態(tai)
，有(you)利(li)於(yu)延(yan)長(chang)電(dian)極(ji)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。每(mei)隔(ge)一(yi)個(ge)月(yue)左(zuo)右(you)，應(ying)對(dui)電(dian)極(ji)進(jin)行(xing)清(qing)洗(xi)，先(xian)用(yong)柔(rou)和(he)的(de)水(shui)流(liu)噴(pen)洗(xi)附(fu)著(zhe)物(wu)，再(zai)將(jiang)電(dian)極(ji)浸(jin)泡(pao)於(yu)清(qing)洗(xi)液(ye)中(zhong)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)，而(er)後(hou)用(yong)清(qing)水(shui)洗(xi)淨(jing)。傳(chuan)感(gan)器(qi)支(zhi)架(jia)也(ye)應(ying)清(qing)洗(xi)。每(mei)次(ci)清(qing)洗(xi)之(zhi)後(hou)，要(yao)用(yong)緩(huan)衝(chong)劑(ji)溶(rong)液(ye)進(jin)行(xing)標(biao)定(ding)，目(mu)前(qian)國(guo)產(chan)的(de)pH標定液中，pH=4的還可以，pH=7的不夠準確
，將會影響標定結果。所以最好使用生產廠家的標定液

，生產廠家一般提供兩瓶標準溶液，一瓶pH值等於7，用於標定儀表零點；一瓶pH等於4

，用於標定儀表的信號輸出斜率。

　　 2、溶氧儀的安裝和維護 rongyangyiyibancaiyongjinrushianzhuang，zaiciyingzhuyi
，yidingyaoxuanyongyuanchangdeanzhuangzhijia。changjiapeidaideanzhuangzhijiaweibuxiugangzhicheng
，daiyousuliaoliantiao，tongguotiaozhengliantiaochangdukeyigaibianchuanganqidejinrushendu，zhijiashangdeyindaoguanbaozhenglechuanganqishizhongchuyuchuizhiweizhi。zhijiabufendoujingguoteshusheji
，takeyijiangshuimiandebodongchuanzhijinruguan，congeryinqijinruguandeqingweizhendong，shidetongguojinruguanzaitantoudebiaomianchanshengyigefujiadeqingxixiaoguo。youdeyonghuweilejianshaotouzi，zijizhizuoanzhuangzhijia
，wangwangdaozhizhijiashangdejinruguanhechuanganqizhijianmifengbuyan，wushuishenru，shidezhuanyongdianlanhechuanganqidelianjiechuchangqijinpaozaiwushuizhong，rongyizaochengchuanganqidesunhuai

；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形成較大的拉力，傳感器更容易損壞。 溶解氧探頭每周應用水輕輕清洗
，發現膜頭損壞應及時更換
，電解液受汙染也應及時更換。當汙水中含有H2S、NH3、苯ben或huo酚fen這zhe些xie成cheng份fen時shi，對dui膜mo頭tou是shi有you害hai的de。在zai這zhe種zhong場chang合he下xia必bi須xu經jing常chang更geng換huan膜mo頭tou。判pan斷duan探tan頭tou中zhong電dian極ji的de好hao壞huai隻zhi需xu看kan顏yan色se即ji可ke，參can考kao電dian極ji應ying是shi黑hei灰hui色se
，陰yin極ji（金電極）應呈黃色，而反電極必須發亮

，否則應進行清洗或再生。

　　 五
、結束語

　　 隨(sui)著(zhe)我(wo)國(guo)對(dui)水(shui)資(zi)源(yuan)保(bao)護(hu)的(de)日(ri)益(yi)重(zhong)視(shi)
，汙(wu)水(shui)的(de)淨(jing)化(hua)處(chu)理(li)顯(xian)得(de)越(yue)來(lai)越(yue)重(zhong)要(yao)
，而(er)與(yu)之(zhi)配(pei)套(tao)的(de)處(chu)理(li)過(guo)程(cheng)所(suo)需(xu)的(de)檢(jian)測(ce)儀(yi)表(biao)是(shi)必(bi)不(bu)可(ke)少(shao)的(de)。水(shui)質(zhi)分(fen)析(xi)儀(yi)作(zuo)為(wei)汙(wu)水(shui)處(chu)理(li)行(xing)業(ye)中(zhong)最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)儀(yi)表(biao)
，除(chu)了(le)選(xuan)型(xing)和(he)安(an)裝(zhuang)正(zheng)確(que)以(yi)外(wai)，定(ding)期(qi)的(de)維(wei)護(hu)和(he)標(biao)定(ding)也(ye)十(shi)分(fen)重(zhong)要(yao)，而(er)且(qie)是(shi)使(shi)儀(yi)表(biao)能(neng)夠(gou)真(zhen)正(zheng)發(fa)揮(hui)作(zuo)用(yong)的(de)關(guan)鍵(jian)所(suo)在(zai)。