詳解(jie)污水PH值
在污水處(chu)理(li)中PH不僅(jin)會影響生(sheng)物(wu)(wu)處(chu)理(li)段(duan)微生(sheng)物(wu)(wu)生(sheng)長(chang)的(de)環境,而且會影響深度處(chu)理(li)段(duan)化學反(fan)應。所以PH值作為污水處(chu)理(li)中一個常規性的(de)化驗。
PH,亦稱氫(qing)離(li)子(zi)(zi)濃(nong)度指(zhi)數、酸(suan)堿值,是(shi)(shi)溶(rong)液(ye)(ye)中氫(qing)離(li)子(zi)(zi)活度的(de)(de)一種標度,也就(jiu)是(shi)(shi)通常(chang)意義(yi)上溶(rong)液(ye)(ye)酸(suan)堿程度的(de)(de)衡量(liang)(liang)標準。這個概念(nian)是(shi)(shi)1909年由丹麥生物化學家Søren Peter Lauritz Sørensen提(ti)出。p代(dai)表(biao)德語Potenz,意思是(shi)(shi)力量(liang)(liang)或(huo)濃(nong)度,H代(dai)表(biao)氫(qing)離(li)子(zi)(zi)(H)。pH的(de)(de)定義(yi)式為:
其中(zhong)[H+](此(ci)為簡寫,實際上(shang)應是[H3O+],水合氫(qing)離(li)子活(huo)度)指的是溶液中(zhong)氫(qing)離(li)子的活(huo)度(稀(xi)溶液下可近似(si)按濃度處理),單位為mol·L-1。
298K時(shi),當pH<7的(de)時(shi)候(hou),溶(rong)液(ye)呈(cheng)酸(suan)(suan)性(xing),當pH>7的(de)時(shi)候(hou),溶(rong)液(ye)呈(cheng)堿(jian)性(xing),當pH=7的(de)時(shi)候(hou),溶(rong)液(ye)為中性(xing)。水溶(rong)液(ye)的(de)酸(suan)(suan)堿(jian)性(xing)亦可用pOH衡量,即氫氧根離子的(de)負對數,由(you)于(yu)水中存(cun)在自偶電離平衡,298K時(shi),pH + pOH = 14。
pH小(xiao)于7說明H的(de)(de)濃(nong)(nong)度大(da)于OH的(de)(de)濃(nong)(nong)度,故(gu)溶(rong)(rong)(rong)液酸(suan)性(xing)強(qiang)(qiang),而pH大(da)于7則說明H的(de)(de)濃(nong)(nong)度小(xiao)于OH的(de)(de)濃(nong)(nong)度,故(gu)溶(rong)(rong)(rong)液堿性(xing)強(qiang)(qiang)。所以(yi)pH愈(yu)(yu)小(xiao),溶(rong)(rong)(rong)液的(de)(de)酸(suan)性(xing)愈(yu)(yu)強(qiang)(qiang);pH愈(yu)(yu)大(da),溶(rong)(rong)(rong)液的(de)(de)堿性(xing)也(ye)就愈(yu)(yu)強(qiang)(qiang)。
在(zai)(zai)非水溶液或非標(biao)準溫(wen)度和壓力(li)的條(tiao)件(jian)(jian)下(xia),pH=7可能并(bing)不代表溶液呈(cheng)中性,這需要通過計算(suan)該溶劑(ji)在(zai)(zai)這種條(tiao)件(jian)(jian)下(xia)的電離常數來決定pH為中性的值。如373K(100℃)的溫(wen)度下(xia),中性溶液的pH ≈ 6。
另外需要(yao)注意的是,pH的有(you)效數(shu)(shu)(shu)(shu)字是從小數(shu)(shu)(shu)(shu)點后開始記錄的,小數(shu)(shu)(shu)(shu)點前的部分為指數(shu)(shu)(shu)(shu),不(bu)能記作有(you)效數(shu)(shu)(shu)(shu)字。
污水(shui)(shui)的(de)pH確定(ding)了(le)污水(shui)(shui)的(de)化學成(cheng)分,PH值的(de)高低對(dui)營養(yang)物(磷,氮,和(he)碳)和(he)重金(jin)屬(水(shui)(shui)中(zhong)可溶(rong)解(jie)的(de))的(de)存在(zai)狀(zhuang)態和(he)溶(rong)解(jie)性(xing)能都有一定(ding)的(de)影響(xiang)(xiang),比如PH的(de)高低會影響(xiang)(xiang)磷以什么(me)形式(shi)存在(zai)于水(shui)(shui)中(zhong)。pH值對污(wu)水(shui)處(chu)理(li)的(de)活性污(wu)泥中的(de)微生物引(yin)起細胞膜(mo)電荷的(de)變化,從而影響了微生物對營(ying)養物質的(de)吸收;影響代謝過程中酶(mei)的活(huo)性;改變生長環(huan)境中營養物質(zhi)的可給(gei)性以及有(you)害物質(zhi)的毒性。
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。
在自然(ran)界的(de)(de)(de)大部分的(de)(de)(de)水生(sheng)生(sheng)物,均(jun)對(dui)水環境中(zhong)(zhong)pH值范圍相當敏感,因此,基于維(wei)護生(sheng)態平衡的(de)(de)(de)考(kao)慮(lv),對(dui)于排(pai)放到(dao)水體的(de)(de)(de)污水,均(jun)需控制其pH值,以防止對(dui)水生(sheng)生(sheng)物的(de)(de)(de)沖擊(ji),這也是為什(shen)么我們污水處理廠的(de)(de)(de)排(pai)放國(guo)標(GB18918-2002)中(zhong)(zhong),對(dui)PH值也有(you)標準的(de)(de)(de)原因。
過(guo)高(gao)和(he)過(guo)低pH都(dou)會對水造(zao)(zao)成不良的(de)影響(xiang)。高(gao)pH會造(zao)(zao)成水管和(he)輸(shu)送水設備有沉積物,而過(guo)低pH值水會腐蝕或溶解的(de)輸(shu)送的(de)金屬管道(dao)等物質。污水處理的pH值的控制相當重要,這(zhe)是因為pH的高低(di),對(dui)微生(sheng)物生(sheng)長、沉淀(dian)、化學混凝、氧化(hua)還原等處理程(cheng)序均(jun)有影響,微(wei)生(sheng)物處理廢水時(shi),pH值必(bi)須(xu)控制(zhi)在有用的微(wei)生(sheng)物有利的范(fan)圍(wei)內(nei)。
每個無數處理廠生化段進水口都會安裝實時監控的pH值的點位,實現對進水(shui)的pH值精確測量,可(ke)以讓我們監視和(he)(he)微調(diao)整個污水(shui)處(chu)理的生(sheng)物(wu)(wu)和(he)(he)化學過程,保護在污水(shui)處(chu)理過程中的微生(sheng)物(wu)(wu)生(sheng)存環(huan)境,并研究生(sheng)物(wu)(wu)系統的最佳PH范圍(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)紙不能夠(gou)顯(xian)示(shi)(shi)出(chu)(chu)油份(fen)的pH值(zhi)(zhi)(zhi),由于pH試(shi)紙以(yi)氫離(li)子來量度待測溶液(ye)的pH值(zhi)(zhi)(zhi),但(dan)油中沒含有氫離(li)子,因此pH試(shi)紙不能夠(gou)顯(xian)示(shi)(shi)出(chu)(chu)油份(fen)的pH值(zhi)(zhi)(zhi)。PH試(shi)紙準確但(dan)不精確。
2、使用pH計(ji),PH計(ji)有臺式PH計(ji)和便攜式PH計(ji),它通過PH電(dian)(dian)極(如玻璃電(dian)(dian)極)來測量出溶液的pH值。pH計(ji)可以精確(que)(que)到小數點后三位。PH計(ji)精確(que)(que)但不準確(que)(que)