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關(guān)于溶解氧以及溶解氧測(cè)定儀的相關(guān)知識(shí)
閱讀：854 發(fā)布時(shí)間：2022-5-12
解氧測(cè)定儀是測(cè)量水中溶解氧的工具,，那么測(cè)量水中溶解氧在污水處理中起到何種作用呢？其實(shí)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，測(cè)量氧含量有助于確定最佳的凈化方法和經(jīng)濟(jì)的曝氣池配置,。在生物發(fā)酵過程中氧含量的測(cè)量數(shù)據(jù)可對(duì)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(zhǎng)量等，并根據(jù)發(fā)酵時(shí)的供氧和需氧變化來指導(dǎo)補(bǔ)料操作,。
那么溶解氧測(cè)定儀的工作原理究竟是怎樣的呢,？
一、溶解氧分析儀傳感部分是由金電極（陰極）和銀電極（陽(yáng)極）及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(cè)量回路,。當(dāng)給溶解氧分析儀電極加上0.6～0.8V的極化電壓時(shí)，氧通過膜擴(kuò)散,，陰極釋放電子,，陽(yáng)極接受電子，產(chǎn)生電流,，整個(gè)反應(yīng)過程為：陽(yáng)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,。溶解氧含量的表示方法究竟有幾種呢,？
二、溶解氧含量有3種不同的表示方法：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,。
?。?）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+PH2O）×0.209,，其中，P為總壓,；Po2為氧分壓（mmHg）,；PH2O為水蒸氣分壓；0.209為空氣中氧的含量,。
?。?）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(jì)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(shí)溶解氧定為100％，零氧時(shí)為0％,，則反應(yīng)過程中的溶解氧含量即為標(biāo)定時(shí)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）,。溶解度系數(shù)a不僅與溫度有關(guān),，還與溶液的成分有關(guān)。對(duì)于溫度恒定的水溶液,，a為常數(shù),，則可測(cè)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。
溶解氧測(cè)定儀測(cè)量水中溶解氧有哪些因素對(duì)其測(cè)量結(jié)果有影響呢,？
三．氧的溶解度取決于溫度,、壓力和水中溶解的鹽，另外氧通過溶液擴(kuò)散比通過膜擴(kuò)散快,，如流速太慢會(huì)產(chǎn)生干擾,。
1.溫度的影響由于溫度變化，膜的擴(kuò)散系數(shù)和氧的溶解度都將發(fā)生變化,，直接影響到溶氧電極電流輸出，常采用熱敏電阻來消除溫度的影響,。溫度上升,，擴(kuò)散系數(shù)增加，溶解度反而減小,。溫度對(duì)溶解度系數(shù)a的影響可以根據(jù)Henry定律來估算,，溫度對(duì)膜擴(kuò)散系數(shù)β可以通過阿侖尼烏斯定律來估算。
?。?）氧的溶解度系數(shù)：由于溶解度系數(shù)a不僅受溫度的影響,，而且受溶液的成分的影響。在相同氧分壓下,，不同組分的實(shí)際氧濃度也可能不同,。根據(jù)亨利定律可知氧濃度與其分壓成正比，對(duì)于稀溶液,，溫度變化溶解度系數(shù)a的變化約為2%/℃,。
（2）膜的擴(kuò)散系數(shù)：根據(jù)阿侖尼烏斯定律,，溶解度系數(shù)β與溫度T的關(guān)系為：C=KPo2·exp（-β／T）,，其中假定K、Po2為常數(shù),，則可以計(jì)算出β在25℃時(shí)為2.3%/℃,。當(dāng)溶解度系數(shù)a計(jì)算出來后,，可通過儀表指示和化驗(yàn)分析值對(duì)比計(jì)算出膜的擴(kuò)散系數(shù)（這里略去計(jì)算過程），膜的擴(kuò)散系數(shù)在25℃時(shí)為1.5%/℃,。
2.大氣壓的影響根據(jù)Henry定律,，氣體的溶解度與其分壓成正比。氧分壓與該地區(qū)的海拔高度有關(guān),，高原地區(qū)和平原地區(qū)的差可達(dá)20%,，使用前必須根據(jù)當(dāng)?shù)卮髿鈮哼M(jìn)行補(bǔ)償。有些儀表內(nèi)部配有氣壓表,，在標(biāo)定時(shí)可自動(dòng)進(jìn)行校正,；有些儀表未配置氣壓表，在標(biāo)定時(shí)要根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笳咎峁┑臄?shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置,，如果數(shù)據(jù)有誤,，將導(dǎo)致較大的測(cè)量誤差。
3.溶液中含鹽量鹽水中的溶解氧明顯低于自來水中的溶解氧,，為了準(zhǔn)確測(cè)量,，必須考慮含鹽量對(duì)溶解氧的影響。在溫度不變的情況下,，鹽含量每增加100mg/L,，溶解氧降低約1%。如果儀表在標(biāo)定時(shí)使用的溶液的含鹽量低,，而實(shí)際測(cè)量的溶液的含鹽量高,，也會(huì)導(dǎo)致誤差。在實(shí)際使用中必須對(duì)測(cè)量介質(zhì)的含鹽量進(jìn)行分析,，以便準(zhǔn)確測(cè)量及正確補(bǔ)償,。
4.樣品的流速氧通過膜擴(kuò)散比通過樣品進(jìn)行擴(kuò)散要慢，必須保證電極膜與溶液*接觸,。對(duì)于流通式檢測(cè)方式,，溶液中的氧會(huì)向流通池內(nèi)擴(kuò)散，使靠近膜的溶液中的氧損失,，產(chǎn)生擴(kuò)散干擾,，影響測(cè)量。為了測(cè)量準(zhǔn)確,，應(yīng)增加流過膜的溶液的流量來補(bǔ)償擴(kuò)散失去的氧,，樣品的最小流速為0.3m/s。
日常在使用溶解氧測(cè)定儀時(shí)應(yīng)該注意哪些事項(xiàng)呢,？
四,、溶解氧分析儀只要選型、設(shè)置、維護(hù)得當(dāng),，一般均能滿足工藝的測(cè)量要求,。溶解氧分析儀的使用不好的主要問題出在：使用維護(hù)不正確；電極內(nèi)部泄露造成溫度補(bǔ)償不正常,；電極輸入阻抗降低等,。
1.日常維護(hù)儀表的日常維護(hù)主要包括定期對(duì)電極進(jìn)行清洗、校驗(yàn),、再生,。
（1）1～2周應(yīng)清洗一次電極,，如果膜片上有污染物,，會(huì)引起測(cè)量誤差。清洗時(shí)應(yīng)小心,，注意不要損壞膜片,。將電極放入清水中涮洗，如污物不能洗去,，用軟布或棉布小心擦洗,。
（2）2～3月應(yīng)重新校驗(yàn)一次零點(diǎn)和量程,。
?。?）電極的再生大約1年左右進(jìn)行一次。當(dāng)測(cè)量范圍調(diào)整不過來,，就需要對(duì)溶解氧電極再生,。電極再生包括更換內(nèi)部電解液、更換膜片,、清洗銀電極,。如果觀察銀電極有氧化現(xiàn)象,，可用細(xì)砂紙拋光,。
（4）在使用中如發(fā)現(xiàn)電極泄露,，就必須更換電解液,。
2.儀表標(biāo)定儀表的標(biāo)定方法一般可采用標(biāo)準(zhǔn)液標(biāo)定或現(xiàn)場(chǎng)取樣標(biāo)定。
?。?）標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定法：標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定一般采用兩點(diǎn)標(biāo)定,，即零點(diǎn)標(biāo)定和量程標(biāo)定。零點(diǎn)標(biāo)定溶液可采用2%的Na2SO3溶液,。量程標(biāo)定溶液可根據(jù)儀表測(cè)量量程選擇4M的KCl溶液（2mg/L）,；50%的甲醇溶液（21.9mg/L）。
（2）現(xiàn)場(chǎng)取樣標(biāo)定法（Winkler法）：在實(shí)際使用中,，多采用Winkler方法對(duì)溶解氧分析儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定,。使用該方法時(shí)存在兩種情況：取樣時(shí)儀表讀數(shù)為M1，化驗(yàn)分析值為A,，對(duì)儀表進(jìn)行標(biāo)定時(shí)儀表讀數(shù)仍為M1,，這時(shí)只須調(diào)整儀表讀數(shù)等于A即可；取樣時(shí)儀表讀數(shù)為M1,，化驗(yàn)分析值為A,，對(duì)儀表進(jìn)行標(biāo)定時(shí)儀表讀數(shù)改變?yōu)镸2，這時(shí)就不能將調(diào)整儀表讀數(shù)等于A,，而應(yīng)將儀表讀數(shù)調(diào)整為1MA×M2,。3.使用中應(yīng)注意的問題使用中應(yīng)注意以下問題：由于溶解氧電極信號(hào)阻抗較高（約20MΩ），溶解氧電極與轉(zhuǎn)換器之間距離最大為50m,；溶解氧電極不用時(shí)也應(yīng)處于工作狀態(tài),，可接在溶解氧轉(zhuǎn)換器上。久置或重新再生（更換電解液或膜）的電極,，在使用前應(yīng)置于無氧環(huán)境極化1～2h,；由于溫度變化對(duì)電極膜的擴(kuò)散和氧溶解度有較大影響，標(biāo)定時(shí)需較長(zhǎng)時(shí)間（約10min）,，以使溫補(bǔ)電阻達(dá)到平衡,；氧分壓與該地區(qū)的海拔高度有關(guān)，儀表在使用前必須根據(jù)當(dāng)?shù)卮髿鈮哼M(jìn)行補(bǔ)償,；測(cè)量溶液的含鹽量高時(shí),，儀表標(biāo)定時(shí)應(yīng)使用含鹽量相當(dāng)?shù)娜芤海粚?duì)于流通式測(cè)量方式,，要求流過電極的最小流速為0.3m/s,。