在线pH计在终端污水中的应用

(河南煤化集团安化公司电仪分公司,安阳 455133)

我公司在污水中使用的在线pH计为E+H的复合电极，它是由pH计的传感器，pH玻璃电极与参比电极组装在一个探头壳体内的复合智能数字电极。该数字电极改变传统的模拟电极把传感器的模拟测量信号直接传输出去的方法，通过模拟转换，将测量信号变成数字信号，然后再进行传输。数字电极优点是测量信号更加稳定，抗干扰能力增强，传输距离加长，使繁杂的标定 工作变得极为简单。智能电极同时具有防潮湿、防腐蚀等优点，使其测量信号受干扰影响变小，维护简单。

1 在线 pH计的工作原理

由pH玻璃电极和参比电极够成的工作电池的电动势，即两电极间的电位差可由下式表示：

E=E参比-E玻璃=E参比-(EAgcl/Ag+△EM+△E不对称)+△E液接=E参比-(EAgcl/Ag+K-2.303RT/FpH试+△不对称)+△E液接

式中的E玻璃和△EM满足[1]：E玻璃=EAgcl /Ag+△EM+△E液接；△EM=K+2.303RT/FlgaH+试=K-2.303RT/FpH试。△E液接为液接电位差，即液体界面处的电位差。这种电位差是由于浓度或组成不同的两种电解质溶液接触时，在它们的相界面上正负离子扩散速度不同，破坏了界面附近原来溶液正负电荷分布的均匀性。产生的这种电荷也称为扩散电位，在电池中通常用盐桥连接两种电解质溶液，而使△E液接减至最小。原电池的电动势与溶液的pH值之间呈直线关系，其斜率为S=2.303RT/F，此值与温度有关，25 ℃时为0.05916 V，即溶液pH值变化一个单位时，电池电动势将改变为59.16 mV(25 ℃)。这就是以电位法测定pH值的依据[1,2]。

2 在线pH计电极的正确选型与安装是安全运行的前提

(1)pH计的选型应注意被测介质的水样中含有污染物和有害物质，其中也要考虑水样的温度以及周围的安装环境。

(2)我公司污水池中的曝气支架和污泥板较多，所以考虑不能使用一般的玻璃电极，故选用复合数字电极。

(3)安装方式：pH计的安装方式有两种侵入式(沉入式)、流通式。我公司采用的是沉入式安装方式。

(4)安装时，我们自制pH计的支架，支架采用直径为80毫米的园管，长度为0.5米，横托架为1.2米可调节长短距离。为便于日常维护、拆卸方便我们在支架的连接处都使用螺母、螺栓连接。

(5)pH计的变送器安装于保温箱中(由玻璃钢制成)。有效的与外界隔离起来，做到防潮、防雨、防热辐射远传DCS时，单独使用玻璃钢汇线槽与强电电源隔离起来。

(6)工作接地。单独在现场接地，有效的防止强电干扰引起的测量误差。供电系统由DCS供电柜给与供电。

3 在线pH计的正确使用是安全运行的保证

在分析问题之前,简单介绍一下我公司终端污水的工艺流程和在线pH计在污水中的控制及作用。

厂区废水经预处理后流入1#调节池进行稀释调节，经提升泵提升至旋流沉砂罐进行沉淀，部分泥沙由底部砂泵打入砂水分离器，泥沙由分离器顶部排出，水份由分离器底部排入溢流水集水井。废水继续流至配水井，分别流入东西池后回至两套生物池，依次经反硝化池，氨氧化池，亚硝化池和硝化池进行生物处理，其中为保证废水停留时间，亚硝化池设置回流泵回流至氨氧化池，硝化流至反硝化池分别进行处理，由反硝化池最终完成脱氮。生物处理后的废水继续流入二沉池，进行进一步沉降，以除去部分悬浮物，(部分污泥回流至反硝化池以保证污泥停留时间，剩余污泥进入污泥均质池进行均质后输送至污泥压滤机房进行浓缩脱水，脱水污泥堆放至污泥堆棚，定期外运。压滤所产生水份流入溢流水井然后回流至1#调节池)二沉出水流至消毒池，废水达标排放。

3.1 在线pH计在进水口的作用与控制

进入生物综合池废水温度应在15℃以上，最适易水温在20～30 ℃之间，最低也应在10 ℃以上，进水pH值应在7.0～8.5之间。

3.2 在线pH计在亚硝化池中的作用与控制

pH值应控制在7.0～8.0之间，由加药间加碱计量泵的开启台数和开度调节控制；混合液回流比由池内亚硝化液回流泵的开启台数和变频泵开度控制。

3.3 在线pH计在计量泵开启中的作用与控制

pH值应控制在7.0～8.0之间，由加药间加碱计量泵的开启台数和开度调节控制。

3.4 在线pH计在二沉池中的作用与控制

二沉池中pH值下降，同时有小气泡出现则表明二沉池中存在反腐败条件。二沉池污泥中水、微生物和有机物含量都很高是造成腐败变质的根本原因，腐败类型分厌氧发酵和脱氮两种，无论是哪一种都会产生不良气味和导致污泥上浮，将严重影响二沉池的正常运行。

4 在线pH计的标定与清洗

在线pH计在污水中使用时，由于污水中的污泥及杂物较多，所以我们要定期的清洗。清洗时应注意保护电极，要轻拿轻放，不要与硬物接触，以免造成电极的损坏。清洗时要用蒸馏水冲洗，冲洗完毕要用过滤纸擦拭干净。

标定前要注意清洗电极，清洗电极时重复以上步骤，直到电极表面的污物清除干净，再用滤纸擦拭干净方可进行标定。我们一般在现场对pH计电极进行标定，标定时准备两种缓冲溶液，一种为9.18缓冲溶液，一种为6.86缓冲溶液。标定完一种溶液后，一定要用蒸馏水重新清洗一遍，以免标定时引起缓冲溶液污染而造成的误差，标定过程中，要按照变送器上提示缓冲溶液的含量进行标定，如缓冲溶液含量错误将会造成测量偏差，会给工艺人员提供错误的参数，所以要特别注意缓冲溶液的含量，防止出现疏忽误差。(标定时准备两个100毫升的烧杯，把配制好的缓冲溶液分别倒入两个烧杯中，一定要在烧杯上标示清楚溶液的含量)。

5 在线pH计的日常维护及检修

在维护和检修pH计电极时，都是在设备运行状态下进行的，所以在检修和日常维护中一定要注意以下几点：

(1)因为在设备运行过程中加氧时曝气管会来回摆动，应注意曝气管的摆动容易把电极损坏，应与工艺配合固定紧曝气管后，再取出电极进行检修与维护。

(2)检修过程中一定要按照说明书的要求与检修规程进行检修，出现错误信息时及时消除或者重新标定。

(3)检修过程中如出现标定后变送器指示有大幅度的漂移，需要对电极重新进行标定，如数次标定后仍有漂移现象，对变送器内部参数进行检查，漂移现象仍然存在时可初步判断电极损坏。

(4)维护过程中一定要了解工艺条件是否有改变，有时工艺条件的改变也会造成测量误差如：工艺人员在电极附近刚加完碱料会造成pH值有大幅度的上升，出现这种情况时待工艺参数稳定时在进行检修。

(5)检修后回装电极时，应注意池中的污泥板，污泥板也容易损坏电极或者造成污物堵塞电极，所以回装时因用长条形木棍拨去杂物，清除杂物后再放入pH电极。

6 结束语

在线pH计用于终端污水中pH值的调节较为重要，所以我们应该经常进行现场的维护与隐患排查，及时把暴露出来的问题消灭于萌芽状态，加强维护与保养能使电极的寿命延长，使pH计更好的指导污水排放达到国家标准要求。

[1]Endress+Hauser说明书. 2007.

[2]王森.在线分析仪器手册.北京：化学工业出版社，2008：420.