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pH值和电导率测量在污水处理行业的应用

2020/02/16 09:31
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【摘要】:
在工业应用中,选择正确的测量方式及传感器是获得精确结果的重要保障。但是,当您只选择某一指定公司的产品时,就要考虑好仪器备品备件消耗品的供货周期,价格定位及同同类产品的可更换性问题。

举个很小的例子,比如常用的手电筒,人人都知道在使用一段时间后,需要更换电池。突然有一天,一个公司宣布发明了功能强大的手电筒电池,不仅可以供电,还可以和电筒进行数据通讯,传递电池的使用情况,剩余电量及开关次数等等。初听起来,您一定会对此电池产品感到惊奇和振奋,赞叹当今技术的发达!但当您某天在使用电筒时,突然发现电池电力耗尽,想去商店更换时,却不幸发现除了常规的电池外,商店里并无此类智能电池的供货,而常规电池并无法为您的手电筒供电,无奈您只能高价并花费很长时间从厂家购买电池,只为了常规手电筒同样能达到的功效-照明。从中您或许能得到一点启示,如果选用常规的手电筒,您可以随处得到消耗品-电池的供应,而无须付出昂贵的金钱和时间成本,因为电池行业竞争激烈,不同生产商都在不断推出物美价廉的产品以适应客户的需求;为了简单的照明功能,您无须放弃产品的通用性,互换性,充足的供货和低廉的价格来追求所谓的“智能产品”。

选择坚固耐用的通用产品胜过新发明新尝试

  以上例子和污水处理工艺中的pH值测量有什么相关性吗?有,并且非常多。近几年来在测量仪表行业有个很不好的趋势,就是某些制造商在推广自己产品的同时,尽量减少或根本避免向客户提供高通用性高互换性的零备件,目的是将客户和自己产品紧紧相联系,杜绝其选购其它同类产品的可能性。对于制造商,这是件天大的好事,不仅意味着客户将不断购买本公司的产品,还保证其无条件的接收后续产品及备件的价格,这同上述的“智能电池”其实是同出一辙的。所庆幸的是,当今市场上还有众多坚固耐用的通用产品可供选择,不同的厂商,齐全的种类,优惠的价格,良性的竞争繁荣了市场,方便了客户的选型。作为客户而言,应更多注重仪器的可操作性及传感器的稳定性和使用寿命,忽略一些无关紧要的附加功能。

高污浊环境下的测量

  通常情况下,对污水处理工艺中的pH测量并不需要过于苛刻的要求,pH实际值很少会远离中性值7,并且很少出现高温的情况;但众所周知,污水由于来源不同,因此也汇聚了几乎所有的可溶污染物,杂质和悬浊物,这些成分都会对pH测量产生消极的影响。比如,在污水处理入水处经常会有油脂类的悬浊杂质混在水中;在冬季由于化雪防滑而进行的道路播撒,会加大生活污水中的盐份成份;或者污水中微生物的富集都会阻塞参比电极同环境溶液的接触,影响pH值的精确测量。在当前的pH电极产品中,开放式的环状裂缝参比系统或封闭式的特富龙膜片参比系统几乎成为了标准,通过环状裂缝的流动作用可以避免参比系统的阻塞,而特富龙膜片应用了家用不粘锅的不附着油脂及自清洁的作用,同样减小了油脂及沉淀物对参比系统的阻塞。当然,上述应用也有缺点,比如特富龙膜片材质过于致密,从而影响离子的透过率;裂缝式因为系统不封闭,所以会不断流失电解液,减少使用寿命。

常用的复合式电极由一根可以感应酸碱变化的玻璃电极和一根植于玻璃电极内部的参比电极构成,参比电极用来产生一个不受外界pH和温度影响的衡定微电压值,同时玻璃电极的前级敏感部分会随外界pH值的变化而产生一个微电压值,两个的差值即为能斯特电位,此电位经变送器换算并放大后,输出给显示即得到了pH测量值。

参比电极内填充了银/氯化银粉末,用来产生衡定的参比电流,整个参比电极浸入在饱和电解液中,既保护了电极又实现了玻璃电极和参比电极间的电荷转换,此电解液为饱和的氯化钾溶液,有溶液状态的或凝胶状态的;电极的参比系统既阻止了外部溶液的渗入,又减缓了内部氯化钾溶液的快速流出,参比系统一旦被油脂或沉淀物阻塞,电荷的转换路径将被中断,此时电极将无法正常的工作。所以说,对于pH电极来说,无论是玻璃电极还是非玻璃的ISFET电极,参比电极为整体的最薄弱环节,为了保护参比电极,才应运而生不同种类的电解液和参比膜片: