Aplicarea contorului de oxigen dizolvat în tratarea apelor reziduale
Conținutul de oxigen din apă poate indica pe deplin gradul de autopurificare a apei. Pentru stațiile de epurare biologică care folosesc nămol activ, este foarte important să se înțeleagă conținutul de oxigen al rezervorului de aerare. Creșterea oxigenului dizolvat în canalizarea va promova activități biologice, altele decât microorganismele anaerobe, eliminând astfel substanțele volatile și ușor oxidabile în mod natural. ioni pentru purificarea apelor uzate.
Există trei metode principale de măsurare a conținutului de oxigen: analiza colorimetrică automată și măsurarea analizei chimice, măsurarea metodei paramagnetice și măsurarea metodei electrochimice. Cantitatea de oxigen dizolvat în apă este măsurată în general prin metode electrochimice.
Oxigenul este solubil în apă, iar solubilitatea sa depinde de temperatură, presiunea totală la suprafața apei, presiunea parțială și sărurile dizolvate în apă. Cu cât presiunea atmosferică este mai mare, cu atât este mai mare capacitatea apei de a dizolva oxigenul. Relația este determinată de legea lui Henry și legea lui Dalton. Legea lui Henry spune că solubilitatea unui gaz este proporțională cu presiunea sa parțială.
Senzorul de măsurare a oxigenului constă dintr-un catod (în mod obișnuit din aur și platină), un contraelectrod purtător de curent (argint) și un electrod de referință fără curent (argint). Electrozii sunt scufundați în electroliți precum KCl și KOH, iar senzorul este acoperit de o diafragmă. Acoperirea separă electrodul și electrolitul de lichidul măsurat. Doar gazele dizolvate pot pătrunde în acoperire, protejând astfel senzorul, împiedicând scăparea electrolitului și împiedicând pătrunderea substanțelor străine să provoace contaminare și otrăvire.
Între contraelectrodul și catod se aplică o tensiune de polarizare. Dacă elementul de măsurare este scufundat în apă cu oxigen dizolvat, oxigenul va difuza prin separator, iar moleculele de oxigen prezente pe catod (excesul de electroni) vor fi reduse la ioni de hidroxid. [OH-]. Echivalentul electrochimic al clorurii de argint este precipitat pe contraelectrodul (scurt de electroni). Pentru fiecare moleculă de oxigen, catodul emite 4 electroni, iar contraelectrodul acceptă electroni, formând un curent: 4Ag+4Cl-=4AgCl+4e-.
Mărimea curentului este proporțională cu presiunea parțială a oxigenului a apei uzate măsurate. Acest semnal, împreună cu semnalul de temperatură măsurat de termorezistorul de pe senzor, este trimis către transmițător. Conținutul de oxigen stocat în senzor este utilizat pentru a calcula relația dintre presiunea parțială a oxigenului și temperatură. Conținutul de oxigen din apă este calculat folosind curba relației și apoi convertit într-o ieșire de semnal standard. Funcția electrodului de referință este de a determina potențialul catodului.
