نحوه عملکرد آنالایزرهای اکسیژن محلول

نحوه عملکرد آنالایزرهای اکسیژن محلول

محتوای اکسیژن در آب می تواند به طور کامل میزان خودپالایی آب را نشان دهد. برای تصفیه خانه های بیولوژیکی که از لجن فعال استفاده می کنند، اطلاع از میزان اکسیژن مخازن هوادهی و گودال اکسیداسیون بسیار مهم است. افزایش اکسیژن محلول در فاضلاب باعث افزایش فعالیت های بیولوژیکی به غیر از میکروارگانیسم های بی هوازی می شود، بنابراین می تواند مواد فرار را حذف کند و یون های اکسید شده طبیعی فاضلاب را تصفیه کند.

سه روش اصلی برای تعیین میزان اکسیژن وجود دارد: آنالیز رنگ سنجی خودکار و اندازه گیری آنالیز شیمیایی، اندازه گیری روش پارامغناطیس و اندازه گیری روش الکتروشیمیایی. مقدار اکسیژن محلول در آب به طور کلی با روش الکتروشیمیایی اندازه گیری می شود. کارخانه Mai از سنسور اکسیژن محلول HD369L و فرستنده اکسیژن محلول MX30 استفاده کرده است.

اکسیژن می تواند در آب حل شود و حلالیت آن به دما، فشار کل سطح آب، فشار جزئی و نمک های حل شده در آب بستگی دارد. هر چه فشار اتمسفر بیشتر باشد، توانایی آب در حل کردن اکسیژن بیشتر است. این رابطه توسط قانون هنری و قانون دالتون تعیین می شود. قانون هنری بیان می کند که حلالیت گاز متناسب با فشار جزئی آن است.

به عنوان مثال سنسور اکسیژن محلول HD369L را در نظر بگیرید. الکترود از یک کاتد (که معمولاً از طلا و پلاتین ساخته می شود)، یک الکترود ضد (نقره) با جریان و یک الکترود مرجع (نقره) بدون جریان تشکیل شده است. الکترود در یک الکترولیت مانند KCl، KOH غوطه ور می شود و سنسور توسط یک دیافراگم پوشانده می شود. الکترودها و الکترولیت از مایع مورد اندازه گیری جدا می شوند، بنابراین حسگر را از فرار الکترولیت و نفوذ مواد خارجی که باعث آلودگی و مسمومیت می شود محافظت می کنند.

یک ولتاژ پلاریزه بین الکترود شمارنده و کاتد اعمال می شود. اگر سلول اندازه گیری در آب با اکسیژن محلول غوطه ور شود، اکسیژن از طریق دیافراگم پخش می شود و مولکول های اکسیژن موجود در کاتد (الکترون های اضافی) به یون های هیدروکسید تبدیل می شوند:

معادل الکتروشیمیایی کلرید نقره روی الکترود شمارنده رسوب می کند (کمبود الکترون): 4Ag به اضافه 4Cl-? 4AgCl به اضافه 4e-.

برای هر مولکول اکسیژن، کاتد 4 الکترون ساطع می کند و الکترود شمارنده الکترون ها را برای تشکیل جریان می پذیرد. مقدار جریان متناسب با فشار جزئی اکسیژن فاضلاب اندازه گیری شده است. سیگنال همراه با سیگنال دما که توسط مقاومت حرارتی سنسور اندازه گیری می شود به ترانسفورماتور ارسال می شود. فرستنده با استفاده از منحنی رابطه بین محتوای اکسیژن ذخیره شده در حسگر و فشار و دمای جزئی اکسیژن، محتوای اکسیژن آب را محاسبه می کند و سپس آن را به یک سیگنال خروجی استاندارد تبدیل می کند. وظیفه الکترود مرجع تعیین پتانسیل کاتدی است.

زمان پاسخ سنسور اکسیژن محلول HDL369L: 90 درصد از مقدار نهایی اندازه‌گیری شده پس از 3 دقیقه، و 99 درصد از مقدار نهایی اندازه‌گیری شده پس از 9 دقیقه است. حداقل دبی مورد نیاز 0.5 سانتی متر بر ثانیه است.