废水处理场使用的在线pH计的工作原理是电位法,使用注意事项和实验室的pH计基本相同。但由于其使用的电极长期连续浸泡在废水或曝气池等含有大量油污或微生物的地方,因此除了要求pH计设置对电极的自动清洗装置外,还需要根据水质情况和运行经验进行人工清洗。一般对用在进水或曝气池中的pH计每周进行一次人工清洗,而对用在出水中的pH计可每月进行一次人工清洗。对于能同时测定温度和ORP等项目的pH计,应当按照测定功能所需要的使用注意事项进行维护和保养。 42. pH值测定的注意事项有哪些?
⑴电位计应保持干燥、防尘,定期通电维护,保证电极的输入端引线连接部分保持清洁,防止水滴、灰尘、油污等进入。使用交流电源时要保证接地良好,使用干电池的便携式电位计应定期更换电池。同时要定期对电位计进行校验和调零等校正维护,且一经调试妥当,在测试过程中就不能随意旋动电位计的零点和校正、定位等调节器。
⑵用于配制标准缓冲溶液和淋洗电极的水,不能含有CO2、pH值在6.7~7.3之间、电导率要小于2μs/cm。经阴阳离子交换树脂处理过的水,再经煮沸放冷后可以达到此要求。配制好的标准缓冲溶液应密闭保存在硬质玻璃瓶或聚乙烯瓶中,再存放在4oC的冰箱中,可以延长使用期限,如果在空气敞开存放或在常温下保存,使用期限一般不能超过1个月,使用过的缓冲液不能再倒回储存瓶中重复使用。
⑶在正式测量前,首先应检查仪器、电极、标准缓冲液是否正常。并定期对pH计进行校验,通常检验周期为一个季度或半年,校验使用两点校验法。即根据待测样品的pH值范围,选用两种与其接近的标准缓冲溶液,一般这两种缓冲溶液的pH值差至少要大于2。用第一种溶液定位后,再对第二种溶液测试,电位计的显示结果与第二种标准缓冲溶液的标准pH值之差应不大于0.1 pH单位。如果误差大于0.1 pH单位,应用第三种标准缓冲溶液检验。如果此时误差小于0.1 pH单位,则很可能是第二种缓冲溶液出了问题。如果误差仍大于0.1 pH单位,则说明电极出了问题,需要对电极进行处理或更换新的电极。
⑷更换标准缓冲液或样品时,要用蒸馏水对电极进行充分的淋洗,并用滤纸吸去附着在电极上的水,再用待测溶液淋洗以消除相互影响,这一点对使用弱性缓冲溶液时尤其重要。测量pH值时,应对水溶液进行适当搅拌,以使溶液均匀和达到电化学平衡,而在读数时则应停止搅动再静置片刻,以使读数稳定。
⑸测定时,要先用水仔细冲洗两个电极,再水样冲洗,然后将电极浸入盛水样的小烧杯中,用手小心摇动烧杯使水样均匀,待读数稳定后记录pH值。
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43. 玻璃电极的使用注意事项有哪些?
⑴玻璃电极的零电位pH值必须在配套酸度计的定位调节器范围内,而且不得在非水溶液中使用。玻璃电极在初次使用或久置不用后重新使用时,玻璃球泡要在蒸馏水中浸泡24h以上,以使形成良好的水化层。使用前应仔细检查电极是否完好,玻璃球泡应无裂痕和斑点,内参比电极应浸泡在内充液中。
⑵如果内充溶液中有气泡,可轻轻甩动电极令气泡溢出,使内参比电极与溶液之间接触良好。为避免玻璃球泡破损,水冲洗后,可以用滤纸小心地吸去附着在电极上的水,不能用力擦拭。安装时,玻璃电极的玻璃球泡要比参比电极略高一些。
⑶当测量含有油或乳化状物质的水样后,要及时用洗涤剂和水清洗电极。如果电极附着无机盐结垢,可将电极浸泡于(1+9)盐酸中,待结垢溶解后,用水充分淋洗,再置于蒸馏水中待用。若上述处理效果不理想,可用丙酮或乙醚(不能用无水乙醇)进行清洗后,再按上述方法处理,然后将电极在蒸馏水中浸泡过夜后使用。
⑷如果仍无效,还可以用铬酸洗液浸泡数分钟。铬酸清除玻璃外表面所吸附物质效果显著,但存在具有脱水作用的弊端,用铬酸处理过的电极必须在水中浸泡过夜,方可用于测量。在万不得已的情况下,还可将电极在5%HF溶液浸泡20~30s或在氟氢化铵(NH4HF2)溶液中浸泡1min作适度的腐蚀处理,浸泡后立即用水充分淋洗,再浸入水中待用。经过这种剧烈的处理后,电极的寿命将受到影响,因此这两种清洁方法只能作为替代废弃的措施。 44. 甘汞电极的原理和使用注意事项有哪些?
⑴甘汞电极由金属汞、氯化亚汞(甘汞)和氯化钾盐桥三部分组成。电极中的氯离子来源于氯化钾溶液,当氯化钾溶液浓度一定的情况下,则电极电位在一定温度下是常数,而与水的pH值无关。电极内部的氯化钾溶液通过盐桥(陶瓷砂芯)往外渗透,使原电池导通。
⑵使用时,必须取下电极侧管口的橡皮塞和下端的橡皮帽,以使盐桥溶液借重力作用维持一定流速渗漏,保持与待测溶液的通路。电极不用时,应套好橡皮塞和橡皮帽,防止蒸发和渗出。长期不用的甘汞电极应充满氯化钾溶液,放置在电极盒内保存。
⑶电极内氯化钾溶液不能有气泡,以防止短路;溶液内应保留少许氯化钾晶体,以保证氯化钾溶液的饱和。但氯化钾晶体不可过多,否则就有可能堵塞与被测溶液的通路,以至产生不规律的读数。同时还应注意排除甘汞电极表面或盐桥与水接触部位的气泡,否则也可能导致测量回路断路读不出数或读数不稳。
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⑷测量时,甘汞电极内的氯化钾溶液的液面必须高于被测溶液的液面,以防被测液向电极内扩散而影响甘汞电极的电位。水中含有的氯化物、硫化物、络合剂、银盐、过氯酸钾等成分向内扩散,都将会影响甘汞电极的电位。
⑸温度波动较大时,甘汞电极的电位变化有滞后性,即温度变化快,电极电位的变化较慢,电极电位达到平衡所需的时间较长,因此测量时要尽量避免温度大幅度变化。
⑹要注意防止甘汞电极陶瓷砂芯被堵塞,当测量浑浊溶液或胶体溶液后特别要注意及时清洗。若甘汞电极陶瓷砂芯表面有粘附物,可用金刚砂纸或在油石上加水轻轻磨去。
⑺定期对甘汞电极的稳定性进行检查,可分别测定被检验的甘汞电极与另一只完好的内充液相同的甘汞电极在无水或同一水样中的电位,两个电极的电位差值应小于2mV,否则就需要更换新的甘汞电极。 45. 温度测定的注意事项有哪些?
目前,国家污水排放标准对水温没有具体规定,但水温对常规生物处理系统的意义巨大,必须予以高度重视。无论好氧处理还是厌氧处理,都要求在一定温度范围内进行,一旦超过此范围,即温度过高或过低都会降低处理效率,甚至造成整个系统的失效。尤其要重视处理系统进水的温度监测,一旦发现进水温度改变,就应当密切注意后续处理装置内水温的变化,如果在可以忍受的范围内,可以置之不理,否则就应当调节进水的温度。
GB 13195--91 规定了表层温度计、深层温度计或颠倒温度计测定水温的具体方法。正常情况下,现场临时测定废水处理场各个工艺构筑物内水温时,一般可以使用品质合格的充汞式玻璃温度计测定。如果需要将温度计从水中拿出来读数,那么从温度计离开水面到读数完毕的时间不能超过20s。温度计至少要有0.1oC的精确刻度,并且热容应当尽可能小以使其易于达到平衡,同时需要定期由计量检定部门使用精密温度计进行校正。临时测定水温时,要将玻璃温度计或其他测温设备探头浸入待测水中一定时间(一般5min以上)、达到平衡后再去读取数据,温度值一般精确到0.1oC。废水处理场一般在曝气池的进水端安装在线温度测定仪,而测温仪通常使用热敏电阻测量水温。 46. 什么是溶解氧?
溶解氧DO(英文Dissolved Oxygen的简写)表示的是溶解于水中分子态氧的数量,单位是mg/L。水中的溶解氧饱和含量与水温、大气压和水的化学组成有关,在一个大气压下,0oC的蒸馏水中溶解氧达到饱和时的氧含量为14.62mg/L,在20oC时则为9.17mg/L。水温升高、含盐量增加或大气压力下降,都会导致水中溶解氧含量降低。
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溶解氧是鱼类和好氧菌生存和繁殖所必须的物质,溶解氧低于4mg/L,鱼类就难以生存。当水被有机物污染后,好氧微生物氧化有机物会消耗水中的溶解氧,如果不能及时从空气中得到补充,水中的溶解氧就会逐渐减少,直到接近于0,引起厌氧微生物的大量繁殖,使水变黑变臭。
47. 常用的溶解氧测定方法有哪些?
常用的溶解氧测定方法有两种,一是碘量法及其修正法(GB 7489--87),二是电化学探头法(GB11913--89)。碘量法适用于测量溶解氧大于0.2mg/L的水样,一般碘量法只适用于测定清洁水的溶解氧,测定工业废水或污水处理厂各个工艺环节的溶解氧时必须使用修正的碘量法或电化学法。电化学探头法的测定下限与所用的仪器有关,主要有薄膜电极法和无膜电极法两种,一般适用于测定溶解氧大于0.1mg/L的水样。污水处理厂在曝气池等处安装使用的在线DO仪使用的就是薄膜电极法或无膜电极法。
碘量法的基本原理是向水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾,水中溶解氧将低价锰氧化成高价锰,生成四价锰的氢氧化物棕色沉淀,加酸后,棕色沉淀溶解并与碘离子反应生成游离碘,再以淀粉为指示剂,用硫代硫酸钠滴定游离碘,即可计算出溶解氧的含量。
当水样有颜色或含有能与碘反应的有机物时,不宜使用碘量法及其修正法测定水中的溶解氧,可使用氧敏感薄膜电极或无膜电极测定。氧敏感电极由两个与支持电解质相接触的金属电极及选择性透过膜组成,薄膜只能透过氧和其他气体,水和其中可溶物质不能通过,通过薄膜的氧气在电极上还原,产生微弱的扩散电流,在一定温度下电流大小与溶解氧含量成正比。无膜电极由特殊的银合金阴极和铁(或锌)阳极组成,不用薄膜和电解质,两极之间也不加极化电压,只是通过被测水溶液沟通两极而形成一个原电池,水中的氧分子直接在阴极上还原,产生的还原电流与被测溶液中的氧含量成正比。 48. 为什么溶解氧指标是废水生物处理系统正常运转的关键指标之一?
水中保持一定的溶解氧是好氧水生生物得以生存繁殖的基本条件,因而溶解氧指标也污水生物处理系统正常运转的关键指标之一。
好氧生物处理装置要求水中溶解氧最好在2mg/L以上,厌氧生物处理装置要求溶解氧在0.5mg/L以下,如果想进入理想的产甲烷阶段则最好检测不到溶解氧(为0),而A/O工艺的A段为缺氧状态时,溶解氧最好在0.5~1mg/L。在好氧生物法的二沉池出水合格时,其溶解氧含量一般不低于1mg/L,过低(﹤0.5mg/L)或过高(空气曝气法﹥2mg/L)都会导致出水水质变差、甚至超标。因此对生物处理装置内部和其沉淀池出水的溶解氧含量监
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测予以充分重视。
碘量滴定法不适合作现场检验,也难以用于连续监测或就地测定溶解氧。在污水处理系统的溶解氧连续监测中采用的都是电化学法中的薄膜电极法。为了实时连续掌握污水处理过程中曝气池内混合液DO的变化,一般采用在线式电化学探头DO测定仪,同时DO仪也是曝气池溶氧自动控制调节系统的重要组成部分,对于调节控制系统的正常运行起着重要的作用。同时也是工艺操作人员调整、控制污水生物处理正常运转的重要依据。 49. 碘量滴定法测定溶解氧的注意事项有哪些?
采集测定溶解氧的水样时要特别小心,水样不能长时间和空气接触,也不能搅动。在集水池中取样时要用300毫升配玻璃塞的细口溶解氧瓶,同时测定和记录水温。再就是使用碘量滴定法时,取样后除选择特定的方法排除干扰外,还要尽可能缩短保存时间,最好立即分析。
通过技术和设备上的改进和借助于仪器化,碘量滴定法仍然是分析溶解氧的最精密和最可靠的滴定法。为排除水样中的各种干扰物质的影响,碘量滴定法有几种予以修正的具体方法。
水样中存在的氧化物、还原物、有机物等都会对碘量滴定法产生干扰,某些氧化剂可把碘化物游离为碘(正干扰),某些还原剂可把碘还原为碘化物(负干扰),当氧化的锰沉淀物被酸化时,大部有机物可被部分氧化,产生负误差。叠氮化物修正法可以有效地排除亚硝酸盐的干扰,而水样中含有低价铁时可用高锰酸钾修正法排除干扰。水样中含有色、藻类、悬浮固体时,应当使用明矾絮凝修正法,而硫酸铜--氨基磺酸絮凝修正法用于测定活性污泥混合液的溶解氧。
50. 薄膜电极法的注意事项测定溶解氧的注意事项有哪些?
薄膜电极由阴极、阳极、电解液和薄膜组成,电极腔内充入KCl溶液,薄膜将电解液和被测水样隔开,溶解氧通过薄膜渗透扩散。在两极间加上0.5~1.0V的直流固定极化电压后,被测水中的溶解氧通过薄膜并在阴极上还原,产生与氧浓度成正比的扩散电流。
常用的薄膜是能使氧分子透过而且性质比较稳定的聚乙烯和碳氟化合物薄膜,由于薄膜能使多种气体渗透,而有些气体(如H2S、SO2、CO2、NH3等)在指示电极上不易去极化,进而会降低电极的灵敏度,导致测定结果出现偏差。被测水中的油污、油脂及曝气池中的微生物常会附着在薄膜上,严重影响测量精度,因此需要定期清洗和校验。
因此,对在污水处理系统中使用的薄膜电极式溶解氧测定仪,要严格按照制造商的校
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