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　　一、前言
 

　　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)壓實后，隨著垃圾中生物的分解及遇到雨雪天氣時，雨水和雪水滲入填埋區(qū)，會產(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衔铩⑾跛猁}、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)對污水排放的監(jiān)測。檢測點(diǎn)的設(shè)計和檢測儀表(主要是水質(zhì)分析儀)的質(zhì)量對水環(huán)境監(jiān)測起著至關(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)計談?wù)勥@方面體會。
 

　　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(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值的變化對生物的繁殖和生存有很大影響，同時還嚴(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(jié)構(gòu)如圖1所示，測量電極上有特殊的對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，就產(chǎn)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(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，會促進(jìn)除厭氧微生物以外的生物活動，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。
 

　　測定氧含量主要有三種方法：自動比色分析和化學(xué)分析測量，順磁法測量，電化學(xué)法測量。水中溶氧量一般采用電化學(xué)法測量。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，假如測量元件浸入在有溶解氧的水中，氧會通過隔膜擴(kuò)散，出現(xiàn)在陰極上(電子過剩)的氧分子就會被還原成氫氧根離子
 

　　對于每個氧分子，陰極放出4個電子，反電極接受電子，形成電流，電流的大小與被測污水的氧分壓成正比，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(guān)系曲線計算出水中的含氧量，然后轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)時間為：3分鐘后達(dá)到zui終測量值的90%，9分鐘后達(dá)到zui終測量值的99%；zui低流速要求為0.5cm/s。
 

　　三、特點(diǎn)
 

　　1、pH計的特點(diǎn)
 

　　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(fèi)較長時間才能達(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計具有高精度、高可靠性、安裝及維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，同時對污染也較敏感，需要經(jīng)常標(biāo)定，一般每隔一個到一個半月標(biāo)定一次，每兩年更換一次電極。
 

　　2、溶氧儀的特點(diǎn)
 

　　溶氧儀具有安裝方便，標(biāo)定周期長(3～4個月)，對其他物質(zhì)不敏感等特點(diǎn)，并且能監(jiān)測隔膜和探頭內(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，會顯示故障代碼，提示維護(hù)人員故障所在，通過查維護(hù)手冊找出解決故障的辦法，大大降低了維護(hù)時間和工作量。
 

　　隨著我國對水資源保護(hù)的日益重視，污水的凈化處理顯得越來越重要，而與之配套的處理過程所需的檢測儀表是*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