ประเด็นสำคัญสำหรับการดำเนินการทดสอบคุณภาพน้ำในโรงบำบัดน้ำเสียตอนที่เจ็ด

39.ความเป็นกรดและด่างของน้ำคืออะไร?
ความเป็นกรดของน้ำหมายถึงปริมาณของสารที่มีอยู่ในน้ำซึ่งสามารถทำให้เบสแก่เป็นกลางได้ สารที่ก่อให้เกิดความเป็นกรดมีสามประเภท ได้แก่ กรดแก่ที่สามารถแยก H+ ได้อย่างสมบูรณ์ (เช่น HCl, H2SO4) กรดอ่อนที่แยก H+ ได้บางส่วน (H2CO3 กรดอินทรีย์) และเกลือที่ประกอบด้วยกรดแก่และเบสอ่อน (เช่น NH4Cl, FeSO4) ความเป็นกรดวัดได้โดยการไตเตรทด้วยสารละลายเบสแก่ ความเป็นกรดที่วัดด้วยเมทิลออเรนจ์เป็นตัวบ่งชี้ในระหว่างการไตเตรทเรียกว่าความเป็นกรดของเมทิลออเรนจ์ รวมถึงความเป็นกรดที่เกิดจากกรดแก่ชนิดแรกและเกลือของกรดแก่ชนิดที่สาม ความเป็นกรดที่วัดด้วยฟีนอล์ฟทาลีนเป็นตัวบ่งชี้ เรียกว่า ความเป็นกรดของฟีนอล์ฟทาลีน ซึ่งเป็นผลรวมของความเป็นกรดสามประเภทข้างต้น จึงเรียกว่าความเป็นกรดทั้งหมด น้ำธรรมชาติโดยทั่วไปไม่มีความเป็นกรดสูง แต่มีคาร์บอเนตและไบคาร์บอเนตที่ทำให้น้ำเป็นด่าง เมื่อมีความเป็นกรดในน้ำ มักหมายความว่าน้ำมีกรดปนเปื้อนอยู่
ตรงกันข้ามกับความเป็นกรด ความเป็นด่างของน้ำหมายถึงปริมาณของสารในน้ำที่สามารถทำให้กรดแก่เป็นกลางได้ สารที่ก่อให้เกิดความเป็นด่างรวมถึงเบสแก่ (เช่น NaOH, KOH) ที่สามารถแยกตัว OH- ได้อย่างสมบูรณ์, เบสอ่อนที่แยกตัว OH- บางส่วนออก (เช่น NH3, C6H5NH2) และเกลือที่ประกอบด้วยเบสแก่และกรดอ่อน (เช่น Na2CO3, K3PO4, Na2S) และอีกสามประเภท ความเป็นด่างวัดได้โดยการไตเตรทด้วยสารละลายกรดแก่ ความเป็นด่างที่วัดโดยใช้เมทิลออเรนจ์เป็นตัวบ่งชี้ในระหว่างการไตเตรทคือผลรวมของความเป็นด่างสามประเภทข้างต้น ซึ่งเรียกว่าความเป็นด่างทั้งหมดหรือความเป็นด่างของเมทิลออเรนจ์ ความเป็นด่างที่วัดโดยใช้ฟีนอล์ฟทาลีนเป็นตัวบ่งชี้เรียกว่าเบสฟีนอล์ฟทาลีน องศา รวมถึงความเป็นด่างที่เกิดขึ้นจากเบสแก่ชนิดแรกและส่วนหนึ่งของความเป็นด่างที่เกิดจากเกลืออัลคาไลเข้มข้นชนิดที่สาม
วิธีการตรวจวัดความเป็นกรดและความเป็นด่างประกอบด้วย การไทเทรตตัวบ่งชี้กรด-เบส และการไทเทรตแบบโพเทนชิโอเมตริก ซึ่งโดยทั่วไปจะถูกแปลงเป็น CaCO3 และวัดเป็น มก./ลิตร
40.ค่า pH ของน้ำคือเท่าไร?
ค่า pH คือลอการิทึมลบของแอคทิวิตีของไฮโดรเจนไอออนในสารละลายน้ำที่วัดได้ ซึ่งก็คือ pH=-lgαH+ เป็นหนึ่งในตัวชี้วัดที่ใช้กันมากที่สุดในกระบวนการบำบัดน้ำเสีย ภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิ 25oC เมื่อค่า pH เท่ากับ 7 กิจกรรมของไฮโดรเจนไอออนและไฮดรอกไซด์ไอออนในน้ำจะเท่ากัน และความเข้มข้นที่สอดคล้องกันคือ 10-7mol/L ในขณะนี้ น้ำมีความเป็นกลาง และค่า pH > 7 หมายความว่าน้ำมีความเป็นด่าง และค่า pH<7 means the water is acidic.
ค่า pH สะท้อนถึงความเป็นกรดและความเป็นด่างของน้ำ แต่ไม่สามารถระบุความเป็นกรดและความเป็นด่างของน้ำได้โดยตรง ตัวอย่างเช่น ความเป็นกรดของสารละลายกรดไฮโดรคลอริก 0.1 โมล/ลิตร และสารละลายกรดอะซิติก 0.1 โมล/ลิตร ก็เท่ากับ 100 มิลลิโมล/ลิตรเช่นกัน แต่ค่า pH ของพวกมันค่อนข้างแตกต่างกันมาก ค่า pH ของสารละลายกรดไฮโดรคลอริก 0.1 โมล/ลิตรคือ 1 ในขณะที่ค่า pH ของสารละลายกรดอะซิติก 0.1 โมล/ลิตรคือ 2.9
41. วิธีการวัดค่า pH ที่ใช้กันทั่วไปมีอะไรบ้าง?
ในการผลิตจริง เพื่อให้เข้าใจการเปลี่ยนแปลงค่า pH ของน้ำเสียที่เข้าสู่โรงบำบัดน้ำเสียได้อย่างรวดเร็วและง่ายดาย วิธีที่ง่ายที่สุดคือการวัดค่าโดยประมาณด้วยกระดาษทดสอบ pH สำหรับน้ำเสียไร้สีที่ไม่มีสารเจือปนแขวนลอย สามารถใช้วิธีการวัดสีได้เช่นกัน ปัจจุบัน วิธีการมาตรฐานของประเทศของฉันในการวัดค่า pH ของคุณภาพน้ำคือวิธีโพเทนชิโอเมตริก (วิธีอิเล็กโทรดแก้ว GB 6920–86) โดยปกติจะไม่ได้รับผลกระทบจากสี ความขุ่น สารคอลลอยด์ สารออกซิแดนท์ และสารรีดิวซ์ นอกจากนี้ยังสามารถวัดค่า pH ของน้ำสะอาดได้อีกด้วย นอกจากนี้ยังสามารถวัดค่า pH ของน้ำเสียอุตสาหกรรมที่ปนเปื้อนในระดับต่างๆ ได้อีกด้วย วิธีนี้ยังเป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัดค่า pH ในโรงบำบัดน้ำเสียส่วนใหญ่
หลักการวัดค่าโพเทนชิโอเมตริกของค่า pH คือการหาศักยภาพของอิเล็กโทรดที่ระบุ ซึ่งก็คือค่า pH โดยการวัดความต่างศักย์ระหว่างอิเล็กโทรดแก้วและอิเล็กโทรดอ้างอิงที่มีศักยภาพที่ทราบ โดยทั่วไปอิเล็กโทรดอ้างอิงจะใช้อิเล็กโทรดคาโลเมลหรืออิเล็กโทรด Ag-AgCl โดยที่อิเล็กโทรดคาโลเมลมักใช้กันมากที่สุด แกนหลักของโพเทนชิโอมิเตอร์ pH คือแอมพลิฟายเออร์ DC ซึ่งจะขยายศักย์ที่สร้างโดยอิเล็กโทรด และแสดงบนหัวมิเตอร์ในรูปแบบของตัวเลขหรือพอยน์เตอร์ โพเทนชิโอมิเตอร์มักจะติดตั้งอุปกรณ์ชดเชยอุณหภูมิเพื่อแก้ไขผลกระทบของอุณหภูมิบนอิเล็กโทรด
หลักการทำงานของเครื่องวัดค่า pH ออนไลน์ที่ใช้ในโรงบำบัดน้ำเสียคือวิธีโพเทนชิโอเมตริก และข้อควรระวังในการใช้งานโดยพื้นฐานแล้วจะเหมือนกับเครื่องวัดค่า pH ในห้องปฏิบัติการ อย่างไรก็ตามเนื่องจากอิเล็กโทรดที่ใช้ถูกแช่อย่างต่อเนื่องในน้ำเสียหรือถังเติมอากาศและสถานที่อื่นที่มีน้ำมันหรือจุลินทรีย์จำนวนมากเป็นเวลานานนอกจากจะต้องติดตั้งเครื่องวัดค่า pH ด้วยอุปกรณ์ทำความสะอาดอัตโนมัติสำหรับอิเล็กโทรดแบบแมนนวล จำเป็นต้องทำความสะอาดตามเงื่อนไขคุณภาพน้ำและประสบการณ์การปฏิบัติงาน โดยทั่วไป เครื่องวัดค่า pH ที่ใช้ในน้ำทางเข้าหรือถังเติมอากาศจะถูกทำความสะอาดด้วยตนเองสัปดาห์ละครั้ง ในขณะที่เครื่องวัดค่า pH ที่ใช้ในน้ำทิ้งสามารถทำความสะอาดด้วยตนเองได้เดือนละครั้ง สำหรับเครื่องวัดค่า pH ที่สามารถวัดอุณหภูมิและ ORP และรายการอื่นๆ ได้พร้อมๆ กัน ควรบำรุงรักษาและบำรุงรักษาตามข้อควรระวังในการใช้งานที่จำเป็นสำหรับฟังก์ชันการวัด
42.ข้อควรระวังในการวัดค่า pH มีอะไรบ้าง?
⑴โพเทนชิออมิเตอร์ควรเก็บไว้ให้แห้งและกันฝุ่น เปิดเครื่องเป็นประจำเพื่อการบำรุงรักษา และควรรักษาส่วนเชื่อมต่อสายอินพุตของอิเล็กโทรดให้สะอาดเพื่อป้องกันไม่ให้หยดน้ำ ฝุ่น น้ำมัน ฯลฯ เข้ามา ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการต่อสายดินที่ดีเมื่อใช้ไฟ AC โพเทนชิโอมิเตอร์แบบพกพาที่ใช้แบตเตอรี่แห้งควรเปลี่ยนแบตเตอรี่เป็นประจำ ในเวลาเดียวกัน โพเทนชิออมิเตอร์จะต้องได้รับการสอบเทียบอย่างสม่ำเสมอและมีค่าเป็นศูนย์สำหรับการสอบเทียบและการบำรุงรักษา เมื่อแก้ไขจุดบกพร่องอย่างถูกต้องแล้ว จุดศูนย์ของโพเทนชิออมิเตอร์และตัวควบคุมการสอบเทียบและการกำหนดตำแหน่งจะไม่สามารถหมุนได้ตามต้องการในระหว่างการทดสอบ
⑵น้ำที่ใช้ในการเตรียมสารละลายบัฟเฟอร์มาตรฐานและล้างอิเล็กโทรดต้องไม่มี CO2 มีค่า pH ระหว่าง 6.7 ถึง 7.3 และมีค่าการนำไฟฟ้าน้อยกว่า 2 μs/cm น้ำที่ได้รับการบำบัดด้วยเรซินแลกเปลี่ยนประจุลบและไอออนบวกสามารถตอบสนองข้อกำหนดนี้ได้หลังจากการต้มและปล่อยให้เย็น สารละลายบัฟเฟอร์มาตรฐานที่เตรียมไว้ควรปิดผนึกและเก็บไว้ในขวดแก้วแข็งหรือขวดพลาสติก จากนั้นเก็บไว้ในตู้เย็นที่อุณหภูมิ 4oC เพื่อยืดอายุการใช้งาน หากเก็บไว้ในที่โล่งหรือที่อุณหภูมิห้อง โดยทั่วไปอายุการใช้งานจะไม่เกิน 1 เดือน บัฟเฟอร์ที่ใช้แล้วไม่สามารถคืนลงในขวดจัดเก็บเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ได้
⑶ ก่อนการวัดอย่างเป็นทางการ ให้ตรวจสอบก่อนว่าเครื่องมือ อิเล็กโทรด และบัฟเฟอร์มาตรฐานเป็นปกติหรือไม่ และควรสอบเทียบเครื่องวัดค่า pH อย่างสม่ำเสมอ โดยปกติรอบการสอบเทียบคือหนึ่งในสี่หรือครึ่งปี และใช้วิธีสอบเทียบแบบสองจุดในการสอบเทียบ กล่าวคือ ตามช่วงค่า pH ของตัวอย่างที่จะทดสอบ จะมีการเลือกสารละลายบัฟเฟอร์มาตรฐาน 2 ตัวที่อยู่ใกล้กัน โดยทั่วไป ค่า pH ที่แตกต่างกันระหว่างสารละลายบัฟเฟอร์ทั้งสองจะต้องมากกว่า 2 เป็นอย่างน้อย หลังจากวางตำแหน่งด้วยสารละลายแรกแล้ว ให้ทดสอบสารละลายที่สองอีกครั้ง ความแตกต่างระหว่างผลการแสดงผลของโพเทนชิออมิเตอร์และค่า pH มาตรฐานของสารละลายบัฟเฟอร์มาตรฐานตัวที่สองไม่ควรเกิน 0.1 หน่วย pH หากข้อผิดพลาดมากกว่า 0.1 หน่วย pH ควรใช้สารละลายบัฟเฟอร์มาตรฐานตัวที่สามในการทดสอบ หากข้อผิดพลาดน้อยกว่า 0.1 หน่วย pH ในขณะนี้ อาจมีปัญหากับสารละลายบัฟเฟอร์ตัวที่สอง หากข้อผิดพลาดยังคงมากกว่า 0.1 หน่วย pH แสดงว่ามีสิ่งผิดปกติเกิดขึ้นกับอิเล็กโทรด และจำเป็นต้องดำเนินการหรือเปลี่ยนอิเล็กโทรดใหม่
⑷เมื่อเปลี่ยนบัฟเฟอร์หรือตัวอย่างมาตรฐาน ควรล้างอิเล็กโทรดด้วยน้ำกลั่นจนหมด และน้ำที่ติดกับอิเล็กโทรดควรถูกดูดซับด้วยกระดาษกรอง จากนั้นล้างด้วยสารละลายที่จะวัดเพื่อขจัดอิทธิพลซึ่งกันและกัน นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้บัฟเฟอร์ที่อ่อนแอ นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งเมื่อใช้โซลูชัน เมื่อวัดค่า pH ควรคนสารละลายที่เป็นน้ำอย่างเหมาะสมเพื่อทำให้สารละลายมีความสม่ำเสมอและทำให้เกิดความสมดุลทางเคมีไฟฟ้า เมื่ออ่านค่าควรหยุดคนและปล่อยทิ้งไว้ครู่หนึ่งเพื่อให้ค่าที่อ่านได้คงที่
⑸ เมื่อทำการวัด ขั้นแรกให้ล้างอิเล็กโทรดทั้งสองด้วยน้ำอย่างระมัดระวัง จากนั้นล้างด้วยตัวอย่างน้ำ จากนั้นจุ่มอิเล็กโทรดในบีกเกอร์ขนาดเล็กที่มีตัวอย่างน้ำ เขย่าบีกเกอร์อย่างระมัดระวังด้วยมือของคุณเพื่อทำให้ตัวอย่างน้ำสม่ำเสมอ และบันทึก ค่า pH หลังจากการอ่านมีเสถียรภาพ