实时在线测定Zeta电位的方法及其系统集成.pdfVIP

431 第 4 期 王晓燕等.实时在线测定 Zeta 电位的方法及其系统集成 实时在线测定 Zeta 电位的方法及其系统集成 王晓燕文矫燕李修华刘刚 (广西大学电气工程学院，南宁 530004 ) 摘 要 为了实时在线测定 Zeta 电位用以指导絮凝剂的投放，对 Zeta 电位的在线测定原理及其系统集 成进行研究。给出利用 Step7 实现粘度值、电导率、流动电位和压力差在线测定的方法，然后利用经典 Helmholtz-Smoluchowski 方程在上位机上实时计算出 Zeta 电位。与马尔文粒度分析仪的对比实验结果表 2 明:二者测量结果之间的 R 0.971 3 ，表明本系统具有较高的 Zeta 电位测量精度，可以指导絮凝剂 高达 的科学技加。 关键词 Zeta 电位在线测定 系统集成絮凝剂投加量 PLC 中图分类号 TH862 文献标识码 B 文章编号 1000-3932 (2016 )04 -0431 -04 1 Zeta 电位的测定原理 任何胶体颗粒都带有电荷，由于异种电荷相 目前，Zeta 电位的测量方法主要有电泳法[圳、 吸引，因此在悬浮液中将有一部分反离子密密地 流动电流法[9] 及流动电位法[ω] 等。 排布在胶粒表面，与胶粒表面电荷形成吸附层，而 电泳法是将待测液注入两端加有电压的电泳 分散在悬浮液中的另一部分反离子则形成扩散 池中，然后用激光多普勒测速法测量胶体粒子迁 层。胶粒在外界机械力的作用下，吸附层与扩散 移速度，再根据 Zeta 电位和移动速率的关系，计 层之间将产生电位差，即 Zeta 电位[11 。当 Zeta 电 算出待测溶液的 Zeta 电位。 位绝对值较大时，由于斥力作用，胶粒会稳定地存 流动电流法的基本原理是:在机械外力的作 在于悬浮液中;反之，胶粒间由于吸附作用而聚 用下，待测液沿毛细管壁流动，而扩散层的反离子 沉。絮凝剂的作用机理就是降低 Zeta 电位绝对 随待测液一起流动，并在管的一端聚集，通过测量 值，使胶粒聚沉，然后用过滤的方法去除杂质问]。 该过程中形成的流动电流得到 Zeta 电位。该信 目前，在大多造纸企业中，中段废水一般用絮凝法 号非常微弱，通常利用放大装置对电流信号进行 去除杂质[3.4] ，絮凝剂的投放量参考指标有 pH 放大，然后经过同步整流器和灵敏度调整，测得流 值、COD 等，但二者都不能较好地反映絮凝剂的 动电流信号。 作用机理，因此目前普遍选用 Zeta 电位来指导并 电泳法具有难实施性，流动电流法的后续信 优化絮凝剂的投加。