pH 計在電石渣漿水回收處理中的應用

趙學霞，周紅燕

（天偉化工有限公司，新疆 石河子832000）

在以原鹽與電石作為原料生產氯堿產品的過程中，中間產品非常多，電石渣是電石法乙炔生產中由電石（CaC2）與水反應生成的廢渣。電石渣漿的污水問題隨著環保力度的加大已經備受關注，同時電石渣漿上清液也是綠色循環生產鏈的一部分。為了得到電石渣漿水中相關工藝指標，常常遇到需要檢測溶液的酸堿度，在分析類儀表中，測量溶液酸、堿濃度指標的最佳選擇大多以工業化pH 計為首選，pH 計示值的大小直接參與生產工藝指標的關鍵工序控制中，所以其示數的準確與偏差程度將嚴重影響生產與安全。

1 pH 計基本工作原理

pH 計測量酸堿度的工作原理是以溶液中氫離子的濃度為測量依據，氫離子濃度大小用相關參數的套用算法來表示pH 值，通常規定純水在22 ℃時的pH 值為7。在實際測量中，被測介質與測定兩個電極之間的相對電位差進行測定，工作原理見圖1。它由pH 數顯轉換器和pH 傳感器兩部分構成，利用對溶液中有恒定電位的參比電極和pH 值變化敏感的測量電極所組成的工作電池來進行pH 值的測定。

圖1 pH計工作原理

在pH 計使用中，最重要的就是用于測量的電極，工業用的大多有銻電極、甘汞電極、銀-氯化銀電極和玻璃電極，在電石渣污水處理過程中主要使用以較普遍的玻璃電極為主，玻璃電極在測量被測介質時，與溶液接觸較為緊密，因此溫度的變化及自動溫差補償十分重要。

2 電石生產中在線pH 計的特點

電石渣漿處理生產線中的在線pH 計是一種高智能化在線連續監測分析類儀表，在電石、電力、環保、醫藥和食品等行業中各種水質的pH 值連續監測中使用極為普遍，除了具有一般pH 計所有的功能外，還具有通訊接口豐富的特點，同是選配pH 值和溫度值轉換為4～20 mA 電流雙輸出，1 個探頭，同是1 臺儀表，既可以傳輸溫度，又可以傳輸主要測量參數pH 值，同時帶有無線模塊的相關輸出設置，在現場連接通訊電纜不方便的場所，適合采集較分散的采集點pH 值信息，避免了同一測量位置安裝多臺設備，加強了可靠性，同時降低了儀器成本。

3 使用中常見問題及解決措施

3.1 技術參數的選擇

在pH 值測定量程的選擇、分辨率要求、溫度、電位值、被測水樣pH 值范圍、自動溫度補償范圍、通訊接口等，對這些參數的選擇極為重要，應該盡量選擇玻璃電極允用測量范圍內，因為玻璃電極在測量pH 值小于2 和pH 值大于9 時，其線性特性不完善，pH 值會因電極的電位偏高而造成pH 值偏低，另外，在強氧化性介質中，會引起pH 計電極的損壞及中毒，所以參數的選擇十分重要。

一般地，在污水處理pH 電極的選擇中，pH 計測量范圍多為0～14.00，分辨率選擇0.01 pH，自動溫度補償以25 ℃基準，溫度測量范圍0～99.9 ℃，分辨率選擇0.1 ℃，電位值為±1 999 mV，分辨率選擇1 mV。這些關鍵技術參數的選擇極為重要，直接影響到pH計測量的精確程度。

3.2 技術參數的設置

電石渣漿處理生產線中在線pH 計大多采用LED 顯示模塊，具有五大功能鍵，可以完成此分析儀表的所有操作設置。在測量狀態時，有實時的pH 值顯示，有“HI”高限報警與“LI”低限報警，隨時了解生產狀況。在進入參數菜單進行選擇性設置時，可以進行所有信息及參數的查詢及修改，選擇“MENU”主菜單鍵，進行各參數之間的設置，設置中，需要進行溫度設置SET、報警上限HH、報警下限LL、輸出上限OH、輸出下限OL、電極零點EO、電極斜率SLP的設置等，相關設置應保證精確無誤，否則會影響pH 電極的使用。

3.3 pH 電極的標定

由于每支pH 電極的零電位不完全相同，電極對溶液pH 值的轉換系數即斜率，不能做到每一支測量到精確理論值，存在或多或少的精確誤差，并且電極在使用過程中，隨著使用次數與期限的使用，會產生老化現象。這就需要通過標準標定溶液進行電極實際的零電位的EO 與斜率K 值的“標定”。通常地，電石污水處理在線pH 計在使用中，有兩點標定與標液一點標定兩種方式。一般地，首次使用過程中，必須使用一點標定，在使用過程，因為對精度要求較高，通常使用兩點標定。標定過程中，需要進行主菜單的選擇及設置，必須等待電位差mV 數穩定幾分鐘后，再進行標定。另外，污水處理中在線智能化pH 計也具有自動判別標準緩沖液的功能，LED 屏幕上會出現提示信息，在每次標定前，先進行標準離子水沖洗，注意操作程序及步驟，以確保標定的準確性。

3.4 一般故障查詢及處理

當pH 計在檢測中出現一些提示信息時，必須盡快解決及處理。比如輔助代碼“E-H”表示越界。主要是因為電極不在溶液中時，電極未檢測至被測介質，通常的解決方法是，盡快將電極放置入被測量介質中，此時代碼將在電極浸入消失，同時也有可能試樣越界，此時需要用緩沖液進行系統的檢查或用新的緩沖劑重新進行標定，并可對電極進行檢查。

輔助代碼“E-20”故障。比如輔助代碼“E-20”表示標定錯誤，這時與緩沖液的平均標定值相比，測量的電極電壓的誤差較大。此時需要核實緩沖劑溶液為pH4.00、6.86 或9.18，并重新用緩沖液進行標定，同時按標準步驟對電極進行清洗。

報警滯后的撤消。電石生產中在線pH 計一般將報警繼電器的觸點與相應控制器相連，在組成一個小控制系統時，為了避免在報警點附近的相關部件發生偏差與誤差，二次儀表一般采用滯后撤消方法，將達到預設的報警上下限時，報警不會很快消失，直到新的數據上升或下降一個△pH（一般為0.05 pH）時，報警會自動消除。

3.5 注意事項與維護維修

一般電石渣漿處理生產線中用的智能化pH 計的二次儀表不需要日常維護，在出現明顯故障時，合理解決會延長pH 計使用壽命。儀器顯示異常時，啟動電源后，如果發現儀器仍無法正常顯示，應立即檢查電源的完好性，同時確定電纜連接正確無誤，電極應合理清洗，確保不受污染，同時在停水期間，應確保電極浸泡在被測量介質中，因為頻繁取出，會縮短電極的使用壽命。在電極使用一段時期后，需要定期活化電極，將電極拆下同時更換另一套電極使用，如此交替使用可以延長電極的使用壽命，更換周期一般應按一兩個月的使用周期計。所以pH 計測量的正確與否，在很大程度上取決于電極是否進行了正確維護與保養。

4 投用后效果分析

電石渣漿處理生產線水處理過程中，智能在線pH 計作為連續檢測介質酸堿度的儀器，往往用于工藝中的連續測量與監控，其指標的測量及精確度的選擇更是重中之中。電石渣漿污水處理工業在線pH計在測量與監控介質酸堿度，大多數反應是在液相中進行，產品及生產中的中間產物酸堿度是影響生產過程質量的重要因素，同時也是生產管控的報警儀與管控儀。在穩定性工藝過程控制、降低原料消耗與流失、提高中間產品和最終產品可控質量、減少設備腐蝕等起著重要作用。

5 結語

電石渣漿處理生產線中大多數pH 計因采用微處理技術、速度比較快、精度相對較高，因此其性能比較穩定。但在日常使用過程中也會因維護或使用不當，經常出現一些錯誤或精度誤差，隨著先進的分光技術、檢測技術、微處理器等高科技的發展與創新應用，分析類儀器所要求的性能指標也在不斷提高，并逐漸朝向自動化、智能化、高速化等方向發展，未來將為電石生產帶來更好的便利。