Εφαρμογή μετρητή διαλυμένου οξυγόνου στην επεξεργασία λυμάτων
Η περιεκτικότητα του νερού σε οξυγόνο μπορεί να υποδεικνύει πλήρως τον βαθμό αυτοκαθαρισμού του νερού. Για μονάδες βιολογικού καθαρισμού που χρησιμοποιούν ενεργοποιημένη ιλύ, είναι πολύ σημαντικό να κατανοήσουμε την περιεκτικότητα σε οξυγόνο της δεξαμενής αερισμού. Η αύξηση του διαλυμένου οξυγόνου στα λύματα θα προωθήσει βιολογικές δραστηριότητες εκτός των αναερόβιων μικροοργανισμών, απομακρύνοντας έτσι πτητικές ουσίες και οξειδώνονται εύκολα φυσικά. ιόντα για τον καθαρισμό των λυμάτων.
Υπάρχουν τρεις κύριες μέθοδοι μέτρησης της περιεκτικότητας σε οξυγόνο: αυτόματη χρωματομετρική ανάλυση και μέτρηση χημικής ανάλυσης, μέτρηση με παραμαγνητική μέθοδο και μέτρηση με ηλεκτροχημική μέθοδο. Η ποσότητα του διαλυμένου οξυγόνου στο νερό μετριέται γενικά με ηλεκτροχημικές μεθόδους.
Το οξυγόνο είναι διαλυτό στο νερό και η διαλυτότητά του εξαρτάται από τη θερμοκρασία, την ολική πίεση στην επιφάνεια του νερού, τη μερική πίεση και τα διαλυμένα άλατα στο νερό. Όσο μεγαλύτερη είναι η ατμοσφαιρική πίεση, τόσο μεγαλύτερη είναι η ικανότητα του νερού να διαλύει το οξυγόνο. Η σχέση καθορίζεται από το νόμο του Henry και το νόμο του Dalton. Ο νόμος του Henry λέει ότι η διαλυτότητα ενός αερίου είναι ανάλογη της μερικής του πίεσης.
Ο αισθητήρας μέτρησης οξυγόνου αποτελείται από μια κάθοδο (συνήθως κατασκευασμένη από χρυσό και πλατίνα), ένα αντίθετο ηλεκτρόδιο μεταφοράς ρεύματος (ασήμι) και ένα ηλεκτρόδιο αναφοράς μη ρεύματος (ασήμι). Τα ηλεκτρόδια βυθίζονται σε ηλεκτρολύτες όπως KCl και KOH και ο αισθητήρας καλύπτεται από ένα διάφραγμα. Η επίστρωση διαχωρίζει το ηλεκτρόδιο και τον ηλεκτρολύτη από το υγρό που μετράται. Μόνο διαλυμένα αέρια μπορούν να διεισδύσουν στην επίστρωση, προστατεύοντας έτσι τον αισθητήρα, εμποδίζοντας τη διαφυγή του ηλεκτρολύτη και αποτρέποντας την εισχώρηση ξένων ουσιών από το να προκαλέσει μόλυνση και δηλητηρίαση.
Μια πολωτική τάση εφαρμόζεται μεταξύ του αντίθετου ηλεκτροδίου και της καθόδου. Εάν το στοιχείο μέτρησης βυθιστεί σε νερό με διαλυμένο οξυγόνο, το οξυγόνο θα διαχέεται μέσω του διαχωριστή και τα μόρια οξυγόνου που υπάρχουν στην κάθοδο (περσόνα ηλεκτρονίων) θα αναχθούν σε ιόντα υδροξειδίου. [OH-]. Το ηλεκτροχημικό ισοδύναμο του χλωριούχου αργύρου κατακρημνίζεται στο αντίθετο ηλεκτρόδιο (σύνδεση ηλεκτρονίων). Για κάθε μόριο οξυγόνου, η κάθοδος εκπέμπει 4 ηλεκτρόνια και το αντίθετο ηλεκτρόδιο δέχεται ηλεκτρόνια, σχηματίζοντας ένα ρεύμα: 4Ag+4Cl-=4AgCl+4e-.
Το μέγεθος του ρεύματος είναι ανάλογο με τη μερική πίεση οξυγόνου των μετρούμενων λυμάτων. Αυτό το σήμα, μαζί με το σήμα θερμοκρασίας που μετράται από τη θερμική αντίσταση στον αισθητήρα, αποστέλλεται στον πομπό. Η περιεκτικότητα σε οξυγόνο που αποθηκεύεται στον αισθητήρα χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της σχέσης μεταξύ της μερικής πίεσης οξυγόνου και της θερμοκρασίας. Η περιεκτικότητα σε οξυγόνο στο νερό υπολογίζεται χρησιμοποιώντας την καμπύλη σχέσης και στη συνέχεια μετατρέπεται σε τυπική έξοδο σήματος. Η λειτουργία του ηλεκτροδίου αναφοράς είναι να προσδιορίζει το δυναμικό της καθόδου.
