pH 计在电石渣浆水回收处理中的应用

赵学霞，周红燕

（天伟化工有限公司，新疆 石河子832000）

在以原盐与电石作为原料生产氯碱产品的过程中，中间产品非常多，电石渣是电石法乙炔生产中由电石（CaC2）与水反应生成的废渣。电石渣浆的污水问题随着环保力度的加大已经备受关注，同时电石渣浆上清液也是绿色循环生产链的一部分。为了得到电石渣浆水中相关工艺指标，常常遇到需要检测溶液的酸碱度，在分析类仪表中，测量溶液酸、碱浓度指标的最佳选择大多以工业化pH 计为首选，pH 计示值的大小直接参与生产工艺指标的关键工序控制中，所以其示数的准确与偏差程度将严重影响生产与安全。

1 pH 计基本工作原理

pH 计测量酸碱度的工作原理是以溶液中氢离子的浓度为测量依据，氢离子浓度大小用相关参数的套用算法来表示pH 值，通常规定纯水在22 ℃时的pH 值为7。在实际测量中，被测介质与测定两个电极之间的相对电位差进行测定，工作原理见图1。它由pH 数显转换器和pH 传感器两部分构成，利用对溶液中有恒定电位的参比电极和pH 值变化敏感的测量电极所组成的工作电池来进行pH 值的测定。

图1 pH计工作原理

在pH 计使用中，最重要的就是用于测量的电极，工业用的大多有锑电极、甘汞电极、银-氯化银电极和玻璃电极，在电石渣污水处理过程中主要使用以较普遍的玻璃电极为主，玻璃电极在测量被测介质时，与溶液接触较为紧密，因此温度的变化及自动温差补偿十分重要。

2 电石生产中在线pH 计的特点

电石渣浆处理生产线中的在线pH 计是一种高智能化在线连续监测分析类仪表，在电石、电力、环保、医药和食品等行业中各种水质的pH 值连续监测中使用极为普遍，除了具有一般pH 计所有的功能外，还具有通讯接口丰富的特点，同是选配pH 值和温度值转换为4～20 mA 电流双输出，1 个探头，同是1 台仪表，既可以传输温度，又可以传输主要测量参数pH 值，同时带有无线模块的相关输出设置，在现场连接通讯电缆不方便的场所，适合采集较分散的采集点pH 值信息，避免了同一测量位置安装多台设备，加强了可靠性，同时降低了仪器成本。

3 使用中常见问题及解决措施

3.1 技术参数的选择

在pH 值测定量程的选择、分辨率要求、温度、电位值、被测水样pH 值范围、自动温度补偿范围、通讯接口等，对这些参数的选择极为重要，应该尽量选择玻璃电极允用测量范围内，因为玻璃电极在测量pH 值小于2 和pH 值大于9 时，其线性特性不完善，pH 值会因电极的电位偏高而造成pH 值偏低，另外，在强氧化性介质中，会引起pH 计电极的损坏及中毒，所以参数的选择十分重要。

一般地，在污水处理pH 电极的选择中，pH 计测量范围多为0～14.00，分辨率选择0.01 pH，自动温度补偿以25 ℃基准，温度测量范围0～99.9 ℃，分辨率选择0.1 ℃，电位值为±1 999 mV，分辨率选择1 mV。这些关键技术参数的选择极为重要，直接影响到pH计测量的精确程度。

3.2 技术参数的设置

电石渣浆处理生产线中在线pH 计大多采用LED 显示模块，具有五大功能键，可以完成此分析仪表的所有操作设置。在测量状态时，有实时的pH 值显示，有“HI”高限报警与“LI”低限报警，随时了解生产状况。在进入参数菜单进行选择性设置时，可以进行所有信息及参数的查询及修改，选择“MENU”主菜单键，进行各参数之间的设置，设置中，需要进行温度设置SET、报警上限HH、报警下限LL、输出上限OH、输出下限OL、电极零点EO、电极斜率SLP的设置等，相关设置应保证精确无误，否则会影响pH 电极的使用。

3.3 pH 电极的标定

由于每支pH 电极的零电位不完全相同，电极对溶液pH 值的转换系数即斜率，不能做到每一支测量到精确理论值，存在或多或少的精确误差，并且电极在使用过程中，随着使用次数与期限的使用，会产生老化现象。这就需要通过标准标定溶液进行电极实际的零电位的EO 与斜率K 值的“标定”。通常地，电石污水处理在线pH 计在使用中，有两点标定与标液一点标定两种方式。一般地，首次使用过程中，必须使用一点标定，在使用过程，因为对精度要求较高，通常使用两点标定。标定过程中，需要进行主菜单的选择及设置，必须等待电位差mV 数稳定几分钟后，再进行标定。另外，污水处理中在线智能化pH 计也具有自动判别标准缓冲液的功能，LED 屏幕上会出现提示信息，在每次标定前，先进行标准离子水冲洗，注意操作程序及步骤，以确保标定的准确性。

3.4 一般故障查询及处理

当pH 计在检测中出现一些提示信息时，必须尽快解决及处理。比如辅助代码“E-H”表示越界。主要是因为电极不在溶液中时，电极未检测至被测介质，通常的解决方法是，尽快将电极放置入被测量介质中，此时代码将在电极浸入消失，同时也有可能试样越界，此时需要用缓冲液进行系统的检查或用新的缓冲剂重新进行标定，并可对电极进行检查。

辅助代码“E-20”故障。比如辅助代码“E-20”表示标定错误，这时与缓冲液的平均标定值相比，测量的电极电压的误差较大。此时需要核实缓冲剂溶液为pH4.00、6.86 或9.18，并重新用缓冲液进行标定，同时按标准步骤对电极进行清洗。

报警滞后的撤消。电石生产中在线pH 计一般将报警继电器的触点与相应控制器相连，在组成一个小控制系统时，为了避免在报警点附近的相关部件发生偏差与误差，二次仪表一般采用滞后撤消方法，将达到预设的报警上下限时，报警不会很快消失，直到新的数据上升或下降一个△pH（一般为0.05 pH）时，报警会自动消除。

3.5 注意事项与维护维修

一般电石渣浆处理生产线中用的智能化pH 计的二次仪表不需要日常维护，在出现明显故障时，合理解决会延长pH 计使用寿命。仪器显示异常时，启动电源后，如果发现仪器仍无法正常显示，应立即检查电源的完好性，同时确定电缆连接正确无误，电极应合理清洗，确保不受污染，同时在停水期间，应确保电极浸泡在被测量介质中，因为频繁取出，会缩短电极的使用寿命。在电极使用一段时期后，需要定期活化电极，将电极拆下同时更换另一套电极使用，如此交替使用可以延长电极的使用寿命，更换周期一般应按一两个月的使用周期计。所以pH 计测量的正确与否，在很大程度上取决于电极是否进行了正确维护与保养。

4 投用后效果分析

电石渣浆处理生产线水处理过程中，智能在线pH 计作为连续检测介质酸碱度的仪器，往往用于工艺中的连续测量与监控，其指标的测量及精确度的选择更是重中之中。电石渣浆污水处理工业在线pH计在测量与监控介质酸碱度，大多数反应是在液相中进行，产品及生产中的中间产物酸碱度是影响生产过程质量的重要因素，同时也是生产管控的报警仪与管控仪。在稳定性工艺过程控制、降低原料消耗与流失、提高中间产品和最终产品可控质量、减少设备腐蚀等起着重要作用。

5 结语

电石渣浆处理生产线中大多数pH 计因采用微处理技术、速度比较快、精度相对较高，因此其性能比较稳定。但在日常使用过程中也会因维护或使用不当，经常出现一些错误或精度误差，随着先进的分光技术、检测技术、微处理器等高科技的发展与创新应用，分析类仪器所要求的性能指标也在不断提高，并逐渐朝向自动化、智能化、高速化等方向发展，未来将为电石生产带来更好的便利。