Il contenuto di ossigeno nell'acqua può mostrare pienamente il grado di auto-purificazione dell'acqua. Per gli impianti di trattamento biologico che utilizzano fanghi attivi, è molto importante comprendere il contenuto di ossigeno del serbatoio di aerazione. L'aumento dell'ossigeno disciolto nelle acque reflue promuoverà attività biologiche diverse dai microrganismi anaerobici, in modo che possa rimuovere le sostanze volatili e l'ossidazione naturale. ioni per purificare le acque reflue.
Esistono tre metodi principali per determinare il contenuto di ossigeno: analisi colorimetrica automatica e misurazione dell'analisi chimica, misurazione paramagnetica, misurazione elettrochimica e metodo di fluorescenza. La quantità di ossigeno disciolto nell'acqua è generalmente misurata con metodi elettrochimici.
L'ossigeno è solubile in acqua e la solubilità dipende dalla temperatura, dalla pressione totale sulla superficie dell'acqua, dalla pressione parziale e dai sali disciolti nell'acqua. Maggiore è la pressione atmosferica, maggiore è la capacità dell'acqua di sciogliere l'ossigeno, e la relazione è determinata dalla legge di Henry e dalla legge di Dalton, che afferma che la solubilità di un gas è proporzionale alla sua pressione parziale.
Il sensore di misurazione dell'ossigeno è costituito da un catodo (comunemente fatto di oro e platino) e un controelettrodo (argento) con corrente e un elettrodo di riferimento (argento) senza corrente. L'elettrodo è immerso in un elettrolita come KCl, KOH e il sensore è coperto da un diaframma. La membrana separa l'elettrodo e l'elettrolita dal liquido da misurare, e solo il gas disciolto può penetrare nella membrana, proteggendo così il sensore, impedendo sia all'elettrolita di fuoriuscire che all'intrusione di sostanze estranee di causare contaminazione e avvelenamento.
Una tensione polarizzante viene applicata tra il controelettrodo e il catodo. Se l'elemento di misura è immerso in acqua con ossigeno disciolto, l'ossigeno si diffonde attraverso il diaframma e le molecole di ossigeno presenti sul catodo (elettroni in eccesso) vengono ridotte a ioni idrossido [ OH-]. Un equivalente elettrochimico del cloruro d'argento viene precipitato sul controelettrodo (carente di elettroni), e per ogni molecola di ossigeno, il catodo emette 4 elettroni e il controelettrodo accetta elettroni, formando una corrente: 4Ag+4Cl-=4AgCl+4e-.
Rilevatore di ossigeno disciolto
Rilevatore di ossigeno disciolto
L'entità della corrente è proporzionale alla pressione parziale dell'ossigeno delle acque reflue misurate. Il segnale viene inviato al trasmettitore insieme al segnale di temperatura misurato dalla resistenza termica sul sensore e viene utilizzata la differenza tra il contenuto di ossigeno immagazzinato nel sensore e la pressione e la temperatura parziali dell'ossigeno. La curva di relazione calcola il contenuto di ossigeno nell'acqua e quindi lo converte in un'uscita di segnale standard. La funzione dell'elettrodo di riferimento è quella di determinare il potenziale catodico.
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