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溶解氧分析儀的原理及表示方法

點(diǎn)擊: 次 時間:2019-07-12 16:44


    在污水處理過程中，通過增加污水中的氧含量使污染物通過活化泥漿被分解出來，達(dá)到污水凈化的目的，在線測量氧含量有助于確定最佳的凈化方法和最經(jīng)濟(jì)的曝氣池配置。在生物發(fā)酵過程中氧含量的測量數(shù)據(jù)可對工藝過程進(jìn)行指導(dǎo)，如判斷發(fā)酵過程的臨界氧濃度、發(fā)酵罐的供氧能力以及菌體的活性和菌體的生長量等，并根據(jù)發(fā)酵時的供氧和需氧變化來指導(dǎo)補(bǔ)料操作。
 
    測量原理：氧在水中的溶解度取決于溫度、壓力和水中溶解的鹽。溶解氧分析儀傳感部分是由金電極(陰極)和銀電極(陽極)及氯化鉀或氫氧化鉀電解液組成，氧通過膜擴(kuò)散進(jìn)入電解液與金電極和銀電極構(gòu)成測量回路。當(dāng)給溶解氧分析儀電極加0.6~0.8V 的極化電壓時，氧通過膜擴(kuò)散，陰極釋放電子，陽極接受電子，產(chǎn)生電流，整個反應(yīng)過程為：
陽極 Ag+Cl→AgCl+2e-
陰極 O2+2H2O+4e→4OH-
根據(jù)法拉第定律：流過溶解氧分析儀電極的電流和氧分壓成正比，在溫度不變的情況下電流和氧濃度之間呈線性關(guān)系。
 
    表示方法：3 種不同的表示方法即氧分壓(mmHg)；百分飽和度(%)；氧濃度(mg/L 或10-6)，這3種方法本質(zhì)上沒什么不同。
(1)分壓表示法：氧分壓表示法是最基本和最本質(zhì)的表示法。根據(jù)Henry定律可得，P=(Po2+P H2O )×0.209，其中，P為總壓；Po2為氧分壓(mmHg)；P H2O為水蒸氣分壓；0.209為空氣中氧的含量。
(2)百分飽和度表示法：由于曝氣發(fā)酵十分復(fù)雜，氧分壓不能計算得到，在此情況下用百分飽和度的表示法是最合適的。例如將標(biāo)定時溶解氧定為100%，零氧時為0％，則反應(yīng)過程中的溶解氧含量即為標(biāo)定時的百分?jǐn)?shù)。
(3)氧濃度表示法：根據(jù)Henry定律可知氧濃度與其分壓成正比，即：C=Po2×a，其中C為氧濃度(mg/L)；Po2為氧分壓(mmHg)；a為溶解度系數(shù)(mg/mmHg·L)，不僅與溫度有關(guān)，還與溶液的成分有關(guān)。對于溫度恒定的水溶液，a為常數(shù)，則可測量氧的濃度。氧濃度表示法在發(fā)酵工業(yè)中不常用，但在污水處理、生活飲用水等過程中都用氧濃度來表示。

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