一、 前言
　　 隨著近年來我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市的工業(yè)和生活垃圾大量增加，目前對垃圾進行處理的主要方法是衛(wèi)生填埋，而進行填埋都是露天作業(yè)，垃圾經(jīng)壓實后，隨著垃圾中生物分解及遇到雨雪天氣時，雨水和雪水滲入填埋區(qū)，會產(chǎn)生垃圾滲濾液。滲濾液屬高濃度有機水，濃度值變化范圍大，其中含碳氫化合物、硝酸鹽、硫酸鹽及微量銅、鎘、鉛等重金屬離子，細菌指標很高，如不進行處理直接排入水體，將嚴重污染當?shù)氐乃h(huán)境。為了保護水環(huán)境，必須加強對污水排放的監(jiān)測。檢測點的設(shè)計和檢測儀表（主要是水質(zhì)分析儀）的質(zhì)量對水環(huán)境監(jiān)測起著至關(guān)重要的作用，本文結(jié)合麥園城市垃圾污水處理廠的設(shè)計談?wù)勥@方面體會。
二、 水質(zhì)分析儀的工作原理
　　 麥園污水處理廠使用的分析儀有兩種：PH計和溶氧分析儀。
1、 PH計的工作原理
　　水的PH值隨著所溶解的物質(zhì)的多少而定，因此PH值能靈敏地指示出水質(zhì)的變化情況。PH值的變化對生物的繁殖和生存有很大影響，同時還嚴重影響活性污泥化作用，即影響處理效果，污水的PH值一般控制在6.5～7之間。
　　水在化學上是中性的，某些水分子自發(fā)地按照下式分解：H2O=H++OH-，即分解成氫離子和氫氧根離子。在中性溶液中，氫離子H+和氫氧根離子OH-的濃度都是10-7mol/l,PH值是氫離子濃度以10為底的對數(shù)的負數(shù)：PH=-㏒CH+ ，因此中性溶液的PH值等到于7。如果有過量的氫離子，則PH值小于7，溶液呈酸性；反之，氫氧根離子過量，則溶液呈堿性。
　　PH值通常用電位法測量，通常用一個恒定電位的參比電極和測量電極組成一個原電池，原電池電動勢的大小取決于氫離子的濃度，也取決于溶液的酸堿度。麥園污水處理廠采用了德國E+H公司的CPSS11型PH傳感器和CPM151型PH變送器。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示，測量電極上有特殊的對PH反應(yīng)靈敏的玻璃探頭，它是由能導電、能滲透氫離子的特殊玻璃制成，具有測量精度高、抗干擾性好等特點。當玻璃探頭和氫離子接觸時，就產(chǎn)生電位。電位是通過懸吊在氯化銀溶液中的銀絲對照參比電極測到的。PH值不同，對應(yīng)產(chǎn)生的電位也不一樣，通過變送器將其轉(zhuǎn)換成標準4～20mA輸出。

　　2、 溶氧分析儀的工作原理
　　水中的氧含量可充分顯示水自凈的程度。對于使用活化污泥的生物處理廠來說，了解曝氣池和氧化溝的氧含量非常重要，污水中溶氧增加，會促進除厭氧微生物以外的生物活動，因而能支除揮了性物質(zhì)和易于自然氧化的離子，使污水得到凈化。
　　測定氧含量主要有三種方法：自動比色分析和化學分析測量，順磁法測量，電化學法測量。水中溶氧量一般采用電化學法測量。麥園污水處理廠采用的是德國E+H公司的COS4型溶氧傳感器和COM252型溶氧變送器。
　氧能溶于水，溶解度取決于溫度、水表面的總壓、分壓和水中溶解的鹽類。大氣壓力越高，水溶解氧的能力就越大，其關(guān)系由亨利（Henry）定律和道爾頓(Dalton)定律確定，亨利定律認為氣體的溶解度與其分壓成正比。
　　以E+H公司的COS4氧量測量傳感器為例，結(jié)構(gòu)如圖2所示。其中的電極由陰極（常用金和鉑制成）和帶電流的反電極（銀）、無電流的參比電極（銀）組成，電極浸沒在電解質(zhì)如KCl、KOH中，傳感器有隔膜覆蓋，隔膜將電極和電解質(zhì)與被子測量的液體分開，因此保護了傳感器，既能防止電解質(zhì)逸出，又可防止外來物質(zhì)的侵入而導致辭污染和毒化。
　　向反電極和陰極之間施加極化電壓，假如測量元件浸入在有溶解氧的水中，氧會通過隔膜擴散，出現(xiàn)在陰極上（電子過剩）的氧分子就會被還原成氫氧根離子：
O2+2H2O+4e-→4OH-。
　　電化學當量的氯化銀沉淀在反電極上（電子不足）：4Ag+4Cl-→4AgCl+4e-。
　　對于每個氧分子，陰極放出4個電子，反電極接常駐電子，形成電流，電流的大小與被測污水的氧分壓成正比，該信號連同傳感器上熱電阻測出的溫度信號被送入變送器，利用傳感器中存儲的含氧量和氧分壓、溫度之間的關(guān)系曲線計算出水中的含氧量，然后轉(zhuǎn)化成標準信號輸出。參比電極的功能是確定陰極電位。
　　COS4溶氧傳感器的響應(yīng)時間為：3分鐘后達到終測量值的90%，9分鐘后達到終測量值的99%；低流速要求為0.5cm/s。

　　　　　　　　　　　　　
三、 特點

　　1、 pH計的特點
　　pH電極上的玻璃隨著時間推移會逐漸老化，梯度（單位pH值變化所引起的電極輸出電位的變化值勤）惡化，花費較長時間才能達到穩(wěn)定電位。一般電極的使用壽命，以E+H公司的產(chǎn)品為例，可過兩年。另外，溫度對老化也有較大影響，1000C下貯存幾周的老化程度相當于室溫下貯存一年的老化程度。
　　PH計具有高精度、高可靠性、安裝及維護方便等優(yōu)點，同時對污染也較敏感，需要經(jīng)常標定，一般每隔一個到一個半月標定一次，每兩年更換一次電極。

　　2、 溶氧儀的特點
　　溶氧儀具有安裝方便，標定周期長（3～４個月），對其他物質(zhì)不敏感等特點，并且能監(jiān)測隔膜和探頭內(nèi)電解質(zhì)的使用情況，一般每一至三年更換一次電解質(zhì)和隔膜。
COM252型溶氧變送器屬智能化儀表，帶有HART或Profibus通訊協(xié)議，還具有自診斷功能，當發(fā)生故障時，會顯示故障代碼，提出示維護人員故障所在，通過查維護折冊找出解決故障的辦法，大大降低了維護時間和工作量。

四、 安裝及維護

　　1、 pH計的安裝和維護
　　pH計的安裝方式有流通工和浸入式兩種。污水處理廠一般選用的是浸入式安裝，如麥園處理廠的pH計安裝在氧化溝的出口溢流槽內(nèi)，此處的pH值較具有代表性，且水流平穩(wěn)，對pH計不會造成大的沖擊。
　　定期的維護有助于儀表的準確測量和延長儀表的使用壽命。應(yīng)當注意傳感器和變送器之間的專用電纜不能受潮，否則電極的高阻低壓信號將無法傳送至變送器。若電極不測量時，應(yīng)將黃色保護套管套上，它能使電極處于濕潤狀態(tài)，有利于延長電極的使用壽命。每隔一個月左右，應(yīng)對電極進行清洗，先用柔和水流噴洗附著物再將電極浸泡于清洗液中一段時間，而后用清水洗凈。傳感器支架也應(yīng)清洗。每次清洗之后，要用緩沖劑溶液進行標定，目前國產(chǎn)的pH標定液中，pH=4的還可以，pH=7的不夠準確，將會影響標定結(jié)果。所以好使用生產(chǎn)廠家的標定液，生產(chǎn)廠家一般提供兩瓶標準溶液，一瓶pH值等于7，用于標定儀表零點；一瓶pH等于4，用于標定儀表的信號輸出斜率。

　　2、 溶氧儀的安裝和維護
　　溶氧儀一般采用浸入式安裝，在此應(yīng)注意一定要選用原廠的安裝支架。廠家配帶的安裝支架為不銹鋼制成，帶有塑料鏈條，通過調(diào)整鏈條長度可以改變傳感器的浸入深度，支架上的引導管保證了傳感器始終處于垂直位置。支架部分都有經(jīng)過特殊設(shè)計，它可以將水面的波動傳至浸入管，從而引起浸入管的輕微振動，使得通過浸入管在探頭的表面產(chǎn)生一個附加的清洗效果。有的用戶為了減少投資，自己制作安裝支架，往往導致支架上的浸入管和傳感器之間密封不嚴，污水滲入，使得專用電纜和傳感器的連接處長期浸泡在污水中，容易造成傳感器的損壞；有的甚至不做安裝支架，直接將傳感器投入水中，這樣在傳感器和電纜之間會形成較大的拉力，傳感器更容易損壞。
　　溶解氧探頭每周應(yīng)用水輕輕清洗，發(fā)現(xiàn)膜頭損壞應(yīng)及時更換，電解液受污染也應(yīng)及時更換。當污水中含有H2S、NH3、苯或酚這些成份時，對膜頭是有害的。在這種場合下必須經(jīng)常更抽膜頭。判斷探頭中電極的好壞只需看色即可，參考電極應(yīng)是黑灰色，陰極（金電極）應(yīng)呈黃色，而反電極必須發(fā)亮，否則應(yīng)進行清洗或再生。

五、 結(jié)束語

　　隨著我國對水資源保護的日益重視，污水的凈化處理顯得越來越重要，而與之配套的處理過程所需的檢測儀表是必不可少的，水質(zhì)分析儀作為污水處理行業(yè)中重要的儀表，除了選型和安裝正確以外，定期的維護和標定也十分重要，而且是使儀表能夠真正發(fā)揮作用的關(guān)鍵所在。

樣品：從市場買來的花生仁，去除霉變腐爛的顆粒及雜質(zhì)，不完整的顆粒，用粉碎機粉碎后備用．

儀器：卡路里分析儀Calory Answer( 日本JWP 公司)

檢測指標：食品中水分、脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物、卡路里等指標含量

實驗結(jié)果：本實驗以常規(guī)物理化學方法和卡路里分析儀方法測定花生仁的水分、脂肪、蛋白質(zhì)、總糖，比較卡路里分析儀測定值的差異性、準確性，探討其在食品分析中的可用性．結(jié)果表明:卡路里分析儀測定水分、脂肪、總糖的精密度達到儀器分析要求，其準確度通過適度校正能達到分析要求，因此卡路里分析儀測定水分、糖類、脂肪具有可行性，但是對蛋白質(zhì)的分析測定還需要更多的研究驗證．

結(jié)論：卡路里分析儀是專門為食品標簽和食物能量值測定開發(fā)的儀器，主要用于測定食品中的能量值和水分及蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物，為人們?nèi)粘？茖W飲食提供科學數(shù)據(jù)．在我國食品化學成分的測定標準中一般規(guī)定水分、蛋白質(zhì)、脂肪、總糖含量的測定相對偏差不大于15%．卡路里分析儀測定值接近這一要求，如果進行適當校正，能符合要求．因此可以作為成分的測定方法．另外我國食品營養(yǎng)標簽標示規(guī)定: 對于蛋白質(zhì)、碳水化合物≥80%標示值，對于脂肪、糖類≤120%標示值，都符合要求．因此卡路里分析儀測定水分、糖類、脂肪是可用的快速測定設(shè)備．