Uncertainty Analysis of pH Meter Indication Error Measurement Result for Acid-base Analysis of Wastewater

FUMeiyuan （Shishi Institute of Quality and Metrology Testing）

Abstract：pHis themainindex stipulated inthecompulsory national standards GB8978-1996andGB18918-2002.pHmeter is awidelyusedchemicalanalysis instrument，which isameasuring instrument for measuring pHvalue.Inorder toensure accuracy and reliability of pH measurement value，and objectively reflect pH of wastewater， laboratory pH meter used for acid-baseanalysisof wastewater wasstudiedand uncertaintyof pHindicationerror wasanalyzed.Experimentalresults show that pH indication error is -0.Ol（pH） and expanded uncertainty is 0.02（pH） ，which meets requirements. This study provides effective reference for technical personnel to ensure accuracy and reliability of pH measurement， and plays an important role in environmental protection.

Keywords：wastewater; acid-base analysis; pH meter; uncertainty

0 引言

pH主要指示水的酸堿性。污水pH值過高或過低，不僅會對灌渠、污水處理構(gòu)筑物及機械設(shè)備產(chǎn)生腐蝕，還會對污水生物處理過程中的微生物構(gòu)成威脅，影響污水處理效果。

近些年來，陸續(xù)有污水pH試驗研究方面的報道。孫金梅1對印染污水處理工藝中pH有關(guān)問題進行探討；郭尚黎等[2]對污水處理中好氧條件下pH的變化與氨氮去除率相關(guān)性進行研究，利用pH的變化值預測氨氮的去除效率，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中硝化反應的不完全；彭永臻等[3對不同pH值及堿性物質(zhì)對短程硝化的影響進行研究，得出污水處理中當pH值低于6.6時短程硝化反應幾乎停止等結(jié)論。張立楠等4針對不同pH下好氧顆粒污泥的穩(wěn)定性進行研究，污水處理工藝中好氧顆粒污泥在酸性環(huán)境中有較強的耐沖擊負荷能力，堿性環(huán)境對好氧顆粒污泥有較大的抑制作用?？梢?，pH值對污水處理效果有一定影響。本次研究對污水酸堿分析用的實驗室pH計進行試驗并分析儀器示值誤差測量結(jié)果不確定度，為技術(shù)人員使用pH計提供技術(shù)參考，確保pH計量值準確可靠[5]。

1 試驗部分

1.1樣品與儀器

選取混合磷酸鹽（GBW（E）130071; U=0.01 ，k=3 ）、鄰苯二甲酸氫鉀（GBW（E）130070; U=0.01 ，k=3 ）、硼砂（GBW（E）130072; U=0.01 ， k=3 ）3種標準物質(zhì)，研制單位：中國計量科學研究院。

儀器選用0.01級pH計，型號：pHS-25，廠商：上 海浦春。

1.2試驗方法

試驗條件：溫度 25.0°C 、濕度 59%RH 。試驗方法主要參照JJG119—2018《實驗室pH（酸度）計檢定規(guī)程》相關(guān)要求進行。

1.3標準溶液測定

用標準物質(zhì)混合磷酸鹽、鄰苯二甲酸氫鉀、硼砂分別配制成3種標準溶液，放置于 25^°C 恒溫水槽中恒溫。用鄰苯二甲酸氫鉀、硼砂標準溶液對pH計校準后，再測量校準時未用到的混合磷酸鹽標準溶液，記錄pH計示值。重復上述實驗操作6次，將6次測量平均值pH與標準溶液pH值 pH_ss 進行比較

1.4測量模型

建立測量模型，按式（1）計算得出pH計儀器示值誤差。

式中：pH為待測標準溶液6次測量平均值;pH_ss 為標準溶液pH值。

2 結(jié)果與討論

2.1不確定度傳播律及靈敏系數(shù)分析

3結(jié)語

結(jié)合污水酸堿分析用實驗室pH計試驗，分析儀器示值誤差測量結(jié)果不確定度。試驗結(jié)果表明，pH 計儀器示值誤差為 -0.01（pH） ，擴展不確定度為0.02（pH） ，符合規(guī)定計量性能要求。本次研究為技術(shù)人員提供有效參考，確保pH計量值準確可靠，客觀反應污水酸堿度，適時采取污水處理措施，為環(huán)境保護提供技術(shù)支撐。

參考文獻

[1]孫金梅.印染污水處理工藝探討[J].皮革制作與環(huán)?？萍迹?022，（4）：15-17.

[2]郭尚黎，田曦，艾勝書，等.好氧條件下pH的變化與氨氮去除率相關(guān)性關(guān)系研究[J].長春工程學院學報（自然科學版），2018（1）：62-65.

[3]彭永臻，李璐凱，李夕耀，等.不同pH值及堿性物質(zhì)對短程硝化的影響[J].北京工業(yè)大學學報，2017（10）：1554-1562.

[4]張立楠，宣鑫鵬，程媛媛，等.不同pH下好氧顆粒污泥的穩(wěn)定性[J].有色金屬科學與工程，2019（1）：87-91.

[5]楊會云.淺析水質(zhì)監(jiān)測中pH值測定影響因素及控制[J].河南化工，2022（7）：55-57.

[6]田丹.在線pH（酸度）計校準結(jié)果的不確定度評定[J].計量與測試技術(shù)，2023（1）：119-122.

[7] 吳旭瑩.酸度計檢定中溶液測量示值誤差的不確定度[J].大眾標準化，2015（12）：73-75

作者簡介

傅美緣，碩士研究生，高級工程師，研究方向為力學、溫度、化學參數(shù)計量測量技術(shù)。

（責任編輯：劉憲銀）