Hodnota pH: Příklady aplikací

Měření pH v úpravnách vody

Hodnota pH je základním fyzikálně chemickým parametrem, sledovaným v průběhu celého procesu výroby pitné vody.

Hodnota pH surové vody vstupující do úpravárenské technologie je důležitá především v případě, kdy jde o povrchovou vodu, jejíž vlastnosti se významně mění v závislosti na řadě faktorů. Má-li být měření spolehlivé, správné a bez nároků na častou pravidelnou obsluhu, je nutné pro měření použít snímače s automatickým čištěním.

Při odstraňování železa a manganu alkalizací je řízení hodnoty pH naprosto nezbytné, přitom především při vyšších koncentracích manganu je kontinuální měření značně obtížné. Pro tuto aplikaci je použití snímačů s automatickým čištěním (SPO41ME, SPR41ME) prakticky nutností. Díky automatickému čištění a kvalitním pH elektrodám mohou přístroje INSA i v případě extrémně vysokých hodnot manganu pracovat bez obsluhy po dobu minimálně jednoho měsíce s požadovanou přesnosti (pH ± 0,1). Lze také využít vestavěného PID regulátoru, který dokáže bez dalšího řídícího systému udržovat hodnotu pH i v náročnějších případech (např. kde je ovládán šnekový dávkovač vápenného hydrátu).

Pro řízení koagulačních a flokulačních procesů je rovněž nutné udržovat optimální hodnotu pH. Vzhledem k tomu, že voda po nadávkování flokulantu obsahuje množství vloček, které se usazují na povrchu pH elektrody, je vhodné i zde měřit pomocí snímačů s automatickým čištěním čidel.

Ve většině úpraven vody je hodnota pH v průběhu výroby upravována na potřebnou úroveň přidáním vápenného mléka. Pro efektivní řízení dávky je kontinuální měření pH nezbytností, nicméně bez efektivního automatického čištění čidel je takové měření často téměř nemožné.

Důležité je rovněž měření pH upravené vody na výstupu z úpravny, neboť hodnota pH určuje vliv vody na rozvody vody (koroze, vodní kámen).

Měření pH na biologických čistírnách odpadních vod

Vzhledem k tomu, že optimální chod biologických procesů probíhá pouze v úzce vymezeném pásmu hodnot pH, je i toto měření na vstupu ČOV velice důležité - především tam, kde nelze vyloučit extrémní hodnoty pH, které by mohly čistící proces úplně zlikvidovat.

Měření pH na vstupu ČOV je poměrně obtížné, protože voda může obsahovat značné množství tuku a tam, kde nejsou kvalitní česle, také různé vláknité látky. Optimálním řešením je v těchto případech snímač SPO41K s kulovým krytem, který čidlo chrání proti zanesení vláknitými substancemi, zajistí optimální proudění vody kolem čidla, a samozřejmě také chrání čidlo před poškozením.

Alternativním řešením může být použití závěsného snímače SHI63 s integrovaným vstupním blokem, v kombinaci s upínkou MUT14. Toto řešení je cenově i prostorově úspornější, může se však ukázat jako méně komfortní při pozdější údržbě.

Znečišťování čidel je pro nás výzvou

Jedním z hlavních problémů při aplikaci čidel pH je kontaminace měrné i referentní elektrody, která způsobuje změny jejich vlastností, vyvolává nutnost častých zásahů obsluhy (někdy i v intervalu několika hodin) a v některých případech prakticky znemožňuje měření. Je to například měření pH při dávkování vápenného mléka, pokud reakce vápenného mléka s vodou není ještě úplně ukončena, při měření vody s obsahem agresivního železa, ale také např. na chemicky nebo biologicky silně zatížených povrchových tocích.

Problémy tohoto druhu přinášejí především neutralizační a srážecí procesy. Pokud se neutralizace provádí vápenným mlékem, pak zpravidla dochází k rychlému zanášení čidla vápennými inkrusty, které způsobují zkreslení měřené hodnoty. Hodnota pH se takto může odchýlit od skutečné hodnoty i o celou jednu jednotku pH v průběhu pouhých několika hodin. Pro zajištění korektního měření se pak čidlo musí pracně čistit i několikrát denně.

Společnost INSA nabízí pro takové případy automatické mechanické čištění čidel (snímače SPO41ME, SPR41ME). Tento způsob čištění se ukázal jako velice účinný a provozně nenáročný, výhodnější než jiné způsoby čištění. Systém, který byl prověřen praxí v desítkách různých aplikací, pracuje spolehlivě i při nízkých teplotách, při chemickém i biologickém znečištění vody. Systém je jednoduchý a spolehlivý, nepotřebuje žádné přídavné chemikálie. Pracuje spolehlivě např. při dávkování vápenného mléka, nebo při měření vody s agresivním železem.

Na obrázku: Měření hodnoty pH při alkalizaci vody vápenným mlékem, stav čidla po čtyřměsíčním provozu bez manuálního čištění.

Řízení fermentačních procesů

Pro optimální průběh fermentačního procesu a dosažení maximální výtěžnosti je nutno zajistit optimální hodnotu pH. Spojitý PID regulátor vestavěný v měřiči pH dokáže i bez dalších řídících systémů spolehlivě řídit dávkovací čerpadla, tak aby hodnota pH byla vždy optimální.

Pro tyto aplikace lze s výhodou použít vícekanálové konfigurace, kdy jediný přístroj vybavený více regulátory může současně řídit až čtyři fermentory.

Výhodný je zde také režim externí kalibrace, který v podobných případech značně usnadňuje kalibrační postup.

Měření pH při chovu ryb

Hodnota pH je významným faktorem také při chovu ryb. Především lososovité ryby jsou na pH velmi citlivé, překročení kritické úrovně způsobuje úhyn ryb a tím i velké ekonomické ztráty.

Zásadním problémem při měření pH, především tam, kde je velká hustota ryb (sádky), je kontaminace povrchu pH čidel. Optimálním řešením je v těchto případech použití snímače s automatickým čištěním (SPO41ME, SPR41ME).

Kde to není možné, například z úsporných či prostorových důvodů, je pro méně náročné případy vhodnou alternativou závěsný snímač SHI63 osazený odpovídajícím čidlem pH.

Měření pH a ORP: Bazény a koupaliště

Přístroje pro měření pH v těchto aplikacích automaticky udržují optimální hodnotu pH, pomocí dávkování louhu nebo kyseliny. Obvykle se souběžně měří a reguluje také koncentrace chloru. Častý je také požadavek na sledování hodnoty ORP.

Pro tyto aplikace je výhodné použití měřiče MFD88 ve vícekanálové konfiguraci. Jediný přístroj pak měří chlor a pH, případně chlor, pH a ORP, podle prostorových možností i z několika měřených míst současně. Může také přímo řídit dávkování i bez použití dalších řídících systémů.

Měření pH v rámci monitoringu povrchových vod

Měření hodnoty pH patří k základním parametrům při monitoringu povrchových vod.

Vzhledem k tomu, že povrchové vody jsou více či méně biologicky oživené, je kontaminace čidel i v těchto případech aktuálním problémem. Biologické nárůsty na pH elektrodě způsobují změnu hodnoty pH často až o 0,5 jednotky. Pokud je denní manuální čištění nežádoucí, je správným řešením automatické čištění čidel. Údržba měření pH se tím redukuje na jednobodovou kalibraci, obvykle v intervalu 4 až 6 týdnů.