Как работают анализаторы растворенного кислорода
Содержание кислорода в воде может в полной мере показать степень самоочищения воды. Для биологических очистных сооружений, использующих активный ил, очень важно знать содержание кислорода в аэротенках и окислительных канавах. Увеличение содержания растворенного кислорода в сточных водах будет способствовать биологической активности, отличной от анаэробных микроорганизмов, поэтому он может удалять летучие вещества и способствовать очистке сточных вод естественным образом окисленными ионами.
Существует три основных метода определения содержания кислорода: автоматический колориметрический анализ и измерение химического анализа, измерение парамагнитным методом и измерение методом электрохимического анализа. Количество растворенного кислорода в воде обычно измеряют электрохимическим методом. На заводе Mai используются датчик растворенного кислорода HD369L и преобразователь растворенного кислорода MX30.
Кислород может растворяться в воде, и растворимость зависит от температуры, общего давления поверхности воды, парциального давления и солей, растворенных в воде. Чем выше атмосферное давление, тем больше способность воды растворять кислород. Отношения определяются законом Генри и законом Дальтона. Закон Генри гласит, что растворимость газа пропорциональна его парциальному давлению.
В качестве примера возьмем датчик растворенного кислорода HD369L. Электрод состоит из катода (обычно из золота и платины), противоэлектрода (серебряного) с током и электрода сравнения (серебряного) без тока. Электрод погружается в электролит, такой как KCl, KOH, а датчик закрывается диафрагмой. Электроды и электролит отделены от измеряемой жидкости, что защищает датчик от утечки электролита и проникновения посторонних веществ, которые могут вызвать загрязнение и отравление.
Между противоэлектродом и катодом прикладывается поляризующее напряжение. Если измерительную ячейку погрузить в воду с растворенным кислородом, кислород диффундирует через диафрагму, а молекулы кислорода, находящиеся на катоде (избыток электронов), восстанавливаются до ионов гидроксида:
На противоэлектроде (электронодефицитном) осаждается электрохимический эквивалент хлорида серебра: 4Ag плюс 4Cl-? 4AgCl плюс 4e-.
На каждую молекулу кислорода катод испускает 4 электрона, а противоэлектрод принимает электроны, образуя ток. Величина тока пропорциональна парциальному давлению кислорода измеряемых сточных вод. Сигнал отправляется на трансформатор вместе с температурным сигналом, измеряемым тепловым сопротивлением на датчике. Передатчик рассчитывает содержание кислорода в воде, используя кривую зависимости между содержанием кислорода, хранящимся в датчике, и парциальным давлением и температурой кислорода, а затем преобразует ее в стандартный выходной сигнал. Функция электрода сравнения заключается в определении катодного потенциала.
Время отклика датчика растворенного кислорода HDL369L составляет: 90 процентов от конечного измеренного значения через 3 минуты и 99 процентов от конечного измеренного значения через 9 минут; минимальная скорость потока составляет 0,5 см/с.
