Cómo funcionan los analizadores de oxígeno disuelto
El contenido de oxígeno en el agua puede mostrar completamente el grado de autopurificación del agua. Para las plantas de tratamiento biológico que utilizan lodos activados, es muy importante conocer el contenido de oxígeno de los tanques de aireación y la zanja de oxidación. El aumento de oxígeno disuelto en las aguas residuales promoverá actividades biológicas distintas de los microorganismos anaeróbicos, por lo que puede eliminar sustancias volátiles y facilitar que los iones oxidados naturalmente purifiquen las aguas residuales.
Hay tres métodos principales para determinar el contenido de oxígeno: análisis colorimétrico automático y medición de análisis químico, medición de método paramagnético y medición de método electroquímico. La cantidad de oxígeno disuelto en el agua generalmente se mide por métodos electroquímicos. La planta de Mai ha adoptado el sensor de oxígeno disuelto HD369L y el transmisor de oxígeno disuelto MX30.
El oxígeno puede disolverse en agua, y la solubilidad depende de la temperatura, la presión total de la superficie del agua, la presión parcial y las sales disueltas en el agua. Cuanto mayor sea la presión atmosférica, mayor será la capacidad del agua para disolver el oxígeno. La relación está determinada por la ley de Henry y la ley de Dalton. La ley de Henry establece que la solubilidad de un gas es proporcional a su presión parcial.
Tome el sensor de oxígeno disuelto HD369L como ejemplo. El electrodo está compuesto por un cátodo (comúnmente hecho de oro y platino), un contraelectrodo (plata) con corriente y un electrodo de referencia (plata) sin corriente. El electrodo está sumergido en un electrolito como KCl, KOH y el sensor está cubierto por un diafragma. Los electrodos y el electrolito están separados del líquido que se está midiendo, protegiendo así el sensor del escape del electrolito y la intrusión de sustancias extrañas que podrían causar contaminación y envenenamiento.
Se aplica un voltaje de polarización entre el contraelectrodo y el cátodo. Si la celda de medida se sumerge en agua con oxígeno disuelto, el oxígeno se difunde a través del diafragma y las moléculas de oxígeno presentes en el cátodo (exceso de electrones) se reducen a iones de hidróxido:
Un equivalente electroquímico de cloruro de plata se precipita sobre el contraelectrodo (deficiente en electrones): 4Ag más 4Cl-? 4AgCl más 4e-.
Por cada molécula de oxígeno, el cátodo emite 4 electrones y el contraelectrodo acepta electrones para formar una corriente. La magnitud de la corriente es proporcional a la presión parcial de oxígeno de las aguas residuales medidas. La señal se envía al transformador junto con la señal de temperatura medida por la resistencia térmica en el sensor. El transmisor calcula el contenido de oxígeno en el agua utilizando la curva de relación entre el contenido de oxígeno almacenado en el sensor y la presión y temperatura parciales de oxígeno, y luego lo convierte en una salida de señal estándar. La función del electrodo de referencia es determinar el potencial catódico.
El tiempo de respuesta del sensor de oxígeno disuelto HDL369L es: 90 por ciento del valor medido final después de 3 minutos y 99 por ciento del valor medido final después de 9 minutos; el requisito de caudal mínimo es de 0,5 cm/s.
