pH計と溶存酸素計の動作原理
1. pH計の動作原理
水のpH値は溶解物質の量に依存するため、pH値は水質の変化を敏感に示すことができます。 pH値の変化は生物の繁殖と生存に重大な影響を及ぼし、また活性汚泥の生化学的プロセスにも深刻な影響を及ぼし、処理効果に影響を与えます。下水の pH 値は一般に 6.5 ～ 7 に制御されます。水は化学的に中性であり、一部の水分子は次の式に従って自発的に分解します: H2O=H++OH - は、水素イオンと水酸化物イオンに分解します。中性溶液では、水素イオン H+ と水酸化物イオン OH - の濃度は両方とも 10-7mol/l で、pH 値は 10 を底とする水素イオン濃度の負の対数、pH=- log です。したがって、中性溶液の pH 値は 7 に等しくなります。水素イオンが過剰に存在すると、pH 値は 7 未満になり、溶液は酸性になります。逆に水酸化物イオンが多すぎると溶液はアルカリ性になります。
pH 値は通常、定電位の参照電極と一次電池を形成する測定電極を使用した電位差測定によって測定されます。一次電池の起電力の大きさは、水素イオンの濃度と溶液の酸性またはアルカリ性によって決まります。工場では pH センサーと pH 送信機が使用されています。測定電極には、pH 反応に敏感な特殊なガラスプローブが付いています。電気を通し、水素イオンを透過する特殊なガラスでできており、高い測定精度と優れた耐干渉性を備えています。ガラスプローブが水素イオンと接触すると、電位が発生します。電位は、塩化銀溶液中に懸濁された銀線を参照電極として使用して測定された。 pH 値が異なると電位も異なり、トランスミッターを介して標準の 4 ～ 20mA 出力に変換されます。
2. 溶存酸素計の動作原理
水中の酸素含有量は、水の自己浄化の程度を十分に示すことができます。活性汚泥を使用する生物処理プラントでは、曝気槽や酸化溝の酸素含有量を把握することが重要です。排水中の溶存酸素が増加すると、嫌気性微生物以外の生物活動が促進され、揮発性物質や酸化されやすいイオンが除去され、排水が浄化されます。酸素含有量の測定には、自動比色分析および化学分析測定、常磁性測定、および電気化学測定の 3 つの主な方法があります。水中の溶存酸素は、一般に電気化学的方法によって測定されます。
酸素は水に溶けますが、その溶解度は温度、水面の全圧と分圧、および水に溶けている塩によって決まります。大気圧が高くなるほど、水が酸素を溶解する能力は大きくなります。これはヘンリーの法則とダルトンの法則によって決まります。ヘンリーの法則は、気体の溶解度はその分圧に比例すると述べています。
