Pengoperasian pengukur pH dan penganalisis oksigen terlarut
1. Prinsip kerja pH meter
Nilai pH air bergantung pada jumlah zat terlarut, sehingga nilai pH secara sensitif dapat menunjukkan perubahan kualitas air. Perubahan nilai pH berdampak besar terhadap reproduksi dan kelangsungan hidup organisme. Pada saat yang sama, mereka juga secara serius mempengaruhi biokimia lumpur aktif, yang mempengaruhi efek pengobatan. Nilai pH limbah umumnya dikontrol antara 6,5 dan 7. Air bersifat netral secara kimia, dan molekul air tertentu secara spontan terurai menurut rumus berikut: H2O=H++OH-, yaitu menjadi hidrogen ion dan ion hidroksida. Dalam larutan netral, konsentrasi ion hidrogen H+ dan ion hidroksida OH- keduanya 10-7mol/l, dan nilai pH adalah negatif dari logaritma basa 10 konsentrasi ion hidrogen: pH{{11} }log, jadi netral Nilai pH larutan sama dengan 7. Jika terdapat ion hidrogen berlebih, nilai pH kurang dari 7 dan larutan bersifat asam; sebaliknya jika terdapat ion hidroksida berlebih maka larutan bersifat basa.
Nilai pH biasanya diukur dengan metode potensiometri. Elektroda referensi dengan potensial konstan dan elektroda pengukur biasanya digunakan untuk membentuk sel primer. Gaya gerak listrik sel primer bergantung pada konsentrasi ion hidrogen dan pH larutan. Pabrik menggunakan sensor pH dan pemancar pH. Terdapat probe kaca khusus yang sensitif terhadap pH pada elektroda pengukur. Itu terbuat dari kaca khusus yang dapat menghantarkan listrik dan menyerap ion hidrogen. Ini memiliki karakteristik akurasi pengukuran yang tinggi dan kinerja anti-interferensi yang baik. Ketika probe kaca bersentuhan dengan ion hidrogen, potensial listrik dihasilkan. Potensial diukur menggunakan elektroda referensi kawat perak yang disuspensikan dalam larutan perak klorida. Nilai pH yang berbeda menghasilkan potensi yang berbeda, yang diubah menjadi keluaran standar 4-20mA melalui pemancar.
2. Prinsip kerja penganalisis oksigen terlarut
Kandungan oksigen dalam air dapat sepenuhnya menunjukkan tingkat pemurnian air. Untuk instalasi pengolahan biologis yang menggunakan lumpur aktif, sangat penting untuk memahami kandungan oksigen dalam tangki aerasi dan saluran oksidasi. Peningkatan oksigen terlarut dalam limbah akan meningkatkan aktivitas biologis selain mikroorganisme anaerobik, sehingga menghilangkan zat-zat yang mudah menguap dan ion-ion yang mudah teroksidasi secara alami memurnikan limbah. Ada tiga metode utama untuk mengukur kandungan oksigen: analisis kolorimetri otomatis dan pengukuran analisis kimia, pengukuran metode paramagnetik, dan pengukuran metode elektrokimia. Jumlah oksigen terlarut dalam air umumnya diukur menggunakan metode elektrokimia.
Oksigen larut dalam air, dan kelarutannya bergantung pada suhu, tekanan total pada permukaan air, tekanan parsial, dan garam terlarut dalam air. Semakin tinggi tekanan atmosfer, semakin besar kemampuan air untuk melarutkan oksigen. Hubungan tersebut ditentukan oleh hukum Henry dan hukum Dalton. Hukum Henry menyatakan bahwa kelarutan suatu gas sebanding dengan tekanan parsialnya.
Mengambil contoh sensor pengukuran oksigen, elektroda terdiri dari katoda (umumnya terbuat dari emas dan platinum), elektroda lawan dengan arus (perak), dan elektroda referensi tanpa arus (perak). Elektroda direndam dalam elektrolit seperti KCl, KOH, sensor ditutupi oleh diafragma, yang memisahkan elektroda dan elektrolit dari cairan yang diukur, sehingga melindungi sensor, mencegah keluarnya elektrolit, dan mencegah masuknya benda asing. zat yang dapat menyebabkan kontaminasi dan keracunan. Tegangan polarisasi diterapkan antara elektroda lawan dan katoda. Jika elemen pengukur direndam dalam air dengan oksigen terlarut, oksigen akan berdifusi melalui pemisah, dan molekul oksigen yang ada di katoda (kelebihan elektron) akan direduksi menjadi ion hidroksida: O{{0}}H2O{ {2}}e-® 4OH-. Setara elektrokimia perak klorida diendapkan pada elektroda lawan (kekurangan elektron): 4Ag+4Cl-® 4AgCl+4e-. Untuk setiap molekul oksigen, katoda memancarkan 4 elektron, dan elektroda lawan menerima elektron untuk membentuk arus. Besar kecilnya arus sebanding dengan tekanan parsial oksigen dari limbah yang diukur. Sinyal ini, bersama dengan sinyal suhu yang diukur dengan resistor termal pada sensor, dikirim ke transformator. Pemancar menggunakan kurva hubungan antara kandungan oksigen, tekanan parsial oksigen, dan suhu yang tersimpan di sensor untuk menghitung kandungan oksigen di dalam air, dan kemudian mengubahnya menjadi keluaran sinyal standar. Fungsi elektroda referensi adalah untuk menentukan potensial katoda. Waktu respons sensor oksigen terlarut adalah: 90% nilai pengukuran akhir dicapai setelah 3 menit, dan 99% nilai pengukuran akhir dicapai setelah 9 menit; persyaratan laju aliran rendah adalah 0,5cm/s.
