详解污水PH值
在污水处理中PH不仅会影响生物处理段微生物生长的环境,而且会影响深度处理段化学反应。所以PH值作为污水处理中一个常规性的化验。
PH,亦称氢离子浓度指数、酸碱值,是溶液中氢离子活度的一种标度,也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。这个概念是1909年由丹麦生物化学家Søren Peter Lauritz Sørensen提出。p代表德语Potenz,意思是力量或浓度,H代表氢离子(H)。pH的定义式为:
其中[H+](此为简写,实际上应是[H3O+],水合氢离子活度)指的是溶液中氢离子的活度(稀溶液下可近似按浓度处理),单位为mol·L-1。
298K时,当pH<7的时候,溶液呈酸性,当pH>7的时候,溶液呈碱性,当pH=7的时候,溶液为中性。水溶液的酸碱性亦可用pOH衡量,即氢氧根离子的负对数,由于水中存在自偶电离平衡,298K时,pH + pOH = 14。
pH小于7说明H的浓度大于OH的浓度,故溶液酸性强,而pH大于7则说明H的浓度小于OH的浓度,故溶液碱性强。所以pH愈小,溶液的酸性愈强;pH愈大,溶液的碱性也就愈强。
在非水溶液或非标准温度和压力的条件下,pH=7可能并不代表溶液呈中性,这需要通过计算该溶剂在这种条件下的电离常数来决定pH为中性的值。如373K(100℃)的温度下,中性溶液的pH ≈ 6。
另外需要注意的是,pH的有效数字是从小数点后开始记录的,小数点前的部分为指数,不能记作有效数字。
污水的pH确定了污水的化学成分,PH值的高低对营养物(磷,氮,和碳)和重金属(水中可溶解的)的存在状态和溶解性能都有一定的影响,比如PH的高低会影响磷以什么形式存在于水中。pH值对污水处理的活性污泥中的微生物引起细胞膜电荷的变化,从而影响了微生物对营养物质的吸收;影响代谢过程中酶的活性;改变生长环境中营养物质的可给性以及有害物质的毒性。
活性污泥中的每种微生物都有其最适pH值和一定的pH范围。在最适范围内酶活性最高,如果其他条件适合,微生物的生长速率也最高。大多数细菌、藻类和原生动物的最适pH为6.5-7.5,在pH 4-10之间也可以生长;放线菌一般在微碱性即pH7.5-8最适合;酵母菌、霉菌则适合于pH5-6的酸性环境,但生存范围在pH1.5-10之间。有些细菌甚至可在强酸性或强碱性环境中生活。
微生物在基质中生长,代谢作用改变了基质中氢离子浓度。随着环境pH值的不断变化,微生物生长受阻,当超过最低或最高pH值时,将引起微生物的死亡。强酸和强碱都具有杀死微生物的作用。
在自然界的大部分的水生生物,均对水环境中pH值范围相当敏感,因此,基于维护生态平衡的考虑,对于排放到水体的污水,均需控制其pH值,以防止对水生生物的冲击,这也是为什么我们污水处理厂的排放国标(GB18918-2002)中,对PH值也有标准的原因。
过高和过低pH都会对水造成不良的影响。高pH会造成水管和输送水设备有沉积物,而过低pH值水会腐蚀或溶解的输送的金属管道等物质。污水处理的pH值的控制相当重要,这是因为pH的高低,对微生物生长、沉淀、化学混凝、氧化还原等处理程序均有影响,微生物处理废水时,pH值必须控制在有用的微生物有利的范围内。
每个无数处理厂生化段进水口都会安装实时监控的pH值的点位,实现对进水的pH值精确测量,可以让我们监视和微调整个污水处理的生物和化学过程,保护在污水处理过程中的微生物生存环境,并研究生物系统的最佳PH范围。
常用的PH测定方法
1、使用pH试纸,pH试纸有广泛试纸和精密试纸,用玻棒沾一点待测溶液到试纸上,然后根据试纸的颜色变化并对照比色卡也可以得到溶液的pH值。pH试纸不能够显示出油份的pH值,由于pH试纸以氢离子来量度待测溶液的pH值,但油中没含有氢离子,因此pH试纸不能够显示出油份的pH值。PH试纸准确但不精确。
2、使用pH计,PH计有台式PH计和便携式PH计,它通过PH电极(如玻璃电极)来测量出溶液的pH值。pH计可以精确到小数点后三位。PH计精确但不准确