詳解污水PH值(zhi)
在污(wu)水處(chu)(chu)理(li)中(zhong)PH不僅會影(ying)響(xiang)生(sheng)物處(chu)(chu)理(li)段微生(sheng)物生(sheng)長(chang)的(de)環境,而且會影(ying)響(xiang)深(shen)度處(chu)(chu)理(li)段化學反應。所以PH值作為(wei)污(wu)水處(chu)(chu)理(li)中(zhong)一個常規(gui)性的(de)化驗。
PH,亦稱氫離子(zi)濃度(du)指數、酸堿值,是溶液中氫離子(zi)活(huo)度(du)的一種標(biao)度(du),也就(jiu)是通常意義上溶液酸堿程(cheng)度(du)的衡(heng)量(liang)標(biao)準。這個概念是1909年由丹麥生物化學家(jia)Søren Peter Lauritz Sørensen提出。p代表德(de)語Potenz,意思(si)是力量(liang)或濃度(du),H代表氫離子(zi)(H)。pH的定義式(shi)為:
其(qi)中[H+](此為(wei)簡寫,實際上應是[H3O+],水合氫離(li)子活度)指的是溶(rong)液(ye)中氫離(li)子的活度(稀溶(rong)液(ye)下可(ke)近似按濃度處理),單位(wei)為(wei)mol·L-1。
298K時(shi)(shi),當(dang)pH<7的(de)(de)時(shi)(shi)候(hou)(hou),溶液呈酸(suan)性(xing),當(dang)pH>7的(de)(de)時(shi)(shi)候(hou)(hou),溶液呈堿性(xing),當(dang)pH=7的(de)(de)時(shi)(shi)候(hou)(hou),溶液為中(zhong)性(xing)。水溶液的(de)(de)酸(suan)堿性(xing)亦(yi)可用pOH衡量,即氫氧根離子的(de)(de)負對(dui)數,由于水中(zhong)存(cun)在自偶電(dian)離平衡,298K時(shi)(shi),pH + pOH = 14。
pH小(xiao)于(yu)(yu)7說(shuo)(shuo)明H的(de)濃(nong)度大(da)于(yu)(yu)OH的(de)濃(nong)度,故溶液(ye)(ye)酸性(xing)強,而pH大(da)于(yu)(yu)7則說(shuo)(shuo)明H的(de)濃(nong)度小(xiao)于(yu)(yu)OH的(de)濃(nong)度,故溶液(ye)(ye)堿性(xing)強。所以pH愈(yu)(yu)(yu)小(xiao),溶液(ye)(ye)的(de)酸性(xing)愈(yu)(yu)(yu)強;pH愈(yu)(yu)(yu)大(da),溶液(ye)(ye)的(de)堿性(xing)也就愈(yu)(yu)(yu)強。
在非(fei)水溶液(ye)或非(fei)標準溫度和壓力的(de)條件(jian)下,pH=7可能并(bing)不代表(biao)溶液(ye)呈中性,這(zhe)需(xu)要通過計(ji)算該溶劑在這(zhe)種條件(jian)下的(de)電離常數來決定pH為中性的(de)值。如(ru)373K(100℃)的(de)溫度下,中性溶液(ye)的(de)pH ≈ 6。
另(ling)外(wai)需(xu)要(yao)注意的(de)(de)是(shi),pH的(de)(de)有(you)效數(shu)(shu)(shu)(shu)字是(shi)從小數(shu)(shu)(shu)(shu)點后(hou)開(kai)始記錄(lu)的(de)(de),小數(shu)(shu)(shu)(shu)點前的(de)(de)部(bu)分為(wei)指數(shu)(shu)(shu)(shu),不(bu)能記作有(you)效數(shu)(shu)(shu)(shu)字。
污(wu)水的(de)(de)(de)pH確定了污(wu)水的(de)(de)(de)化學成分,PH值的(de)(de)(de)高低對營養(yang)物(磷,氮(dan),和碳)和重金(jin)屬(shu)(水中(zhong)可(ke)溶解(jie)的(de)(de)(de))的(de)(de)(de)存在(zai)狀態和溶解(jie)性能都有一定的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang),比如PH的(de)(de)(de)高低會(hui)影(ying)響(xiang)磷以什么形式存在(zai)于水中(zhong)。pH值(zhi)對污(wu)水處理的(de)活性(xing)污(wu)泥中的(de)微(wei)生(sheng)物(wu)引起細(xi)胞膜(mo)電荷的(de)變化,從而影(ying)響了(le)微(wei)生(sheng)物(wu)對營養(yang)物(wu)質的(de)吸(xi)收(shou);影響代(dai)謝過程中(zhong)酶(mei)的活(huo)性;改變生長環(huan)境中(zhong)營養物質(zhi)的可(ke)給性以及有害物質(zhi)的毒(du)性。
活性污泥中的每種微生物都有其最適pH值和一定的pH范圍。在最適范圍內酶活性最高,如果其他條件適合,微生物的生長速率也最高。大多數細菌、藻類和原生動物的最適pH為6.5-7.5,在pH 4-10之間也可以生長;放線菌一般在微堿性即pH7.5-8最適合;酵母菌、霉菌則適合于pH5-6的酸性環境,但生存范圍在pH1.5-10之間。有些細菌甚至可在強酸性或強堿性環境中生活。
微生物在基質中生長,代謝作用改變了基質中氫離子濃度。隨著環境pH值的不斷變化,微生物生長受阻,當超過最低或最高pH值時,將引起微生物的死亡。強酸和強堿都具有殺死微生物的作用。
在自(zi)然(ran)界的(de)大部(bu)分的(de)水(shui)生生物,均對水(shui)環境中(zhong)(zhong)pH值范圍相當敏感,因(yin)此,基于維護生態平衡的(de)考慮,對于排放(fang)到水(shui)體的(de)污水(shui),均需控制其pH值,以防止(zhi)對水(shui)生生物的(de)沖擊,這也(ye)是為什(shen)么(me)我(wo)們污水(shui)處理廠的(de)排放(fang)國標(GB18918-2002)中(zhong)(zhong),對PH值也(ye)有標準(zhun)的(de)原因(yin)。
過高(gao)和過低pH都會(hui)對水造(zao)成不(bu)良的影響。高(gao)pH會(hui)造(zao)成水管和輸送水設備有(you)沉積物,而過低pH值水會(hui)腐蝕或溶解的輸送的金屬管道(dao)等物質。污(wu)水處理的(de)pH值(zhi)的(de)控制相當重要,這是(shi)因為pH的(de)高低,對微生物生長、沉淀、化學混凝、氧化還原等(deng)處(chu)理(li)程(cheng)序均有影響,微生(sheng)物處(chu)理(li)廢(fei)水時(shi),pH值必須控(kong)制在有用的(de)微生(sheng)物有利的(de)范圍內。
每個無數處理廠生化段進水口都會安(an)裝(zhuang)實時監控的pH值的點位,實現對進水的pH值精確測(ce)量,可以讓(rang)我們監視和微調整個污水處理(li)的生物(wu)(wu)和化學過程(cheng),保護(hu)在污水處理(li)過程(cheng)中(zhong)的微生物(wu)(wu)生存環境(jing),并研究生物(wu)(wu)系統(tong)的最佳(jia)PH范(fan)圍(wei)。
常用的PH測定方法
1、使用pH試紙,pH試紙有廣泛試紙和精密試紙,用玻棒沾一點待測溶液到試紙上,然后根據試紙的顏色變化并對照比色卡也可以得到溶液的pH值。pH試(shi)紙不(bu)能夠顯示出(chu)油(you)份(fen)的(de)pH值,由于(yu)pH試(shi)紙以氫(qing)離子(zi)來量度待測溶液的(de)pH值,但油(you)中沒含(han)有氫(qing)離子(zi),因此pH試(shi)紙不(bu)能夠顯示出(chu)油(you)份(fen)的(de)pH值。PH試(shi)紙準確但不(bu)精確。
2、使用pH計(ji)(ji)(ji)(ji),PH計(ji)(ji)(ji)(ji)有臺式PH計(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)便(bian)攜式PH計(ji)(ji)(ji)(ji),它通過PH電極(如玻璃電極)來測量出溶(rong)液的(de)pH值。pH計(ji)(ji)(ji)(ji)可以精(jing)確(que)(que)到小數點后(hou)三位。PH計(ji)(ji)(ji)(ji)精(jing)確(que)(que)但不準確(que)(que)