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 comprender el contenido de oxígeno del tanque de aireación. El aumento de oxígeno disuelto en las aguas residuales promoverá actividades biológicas distintas de los microorganismos anaeróbicos, por lo que puede eliminar las sustancias volátiles y la oxidación natural. iones para purificar las aguas residuales.
Hay tres métodos principales para determinar el contenido de oxígeno: análisis colorimétrico automático y medición de análisis químico, medición paramagnética, medición electroquímica y método de fluorescencia. La cantidad de oxígeno disuelto en el agua generalmente se mide por métodos electroquímicos.
El oxígeno es soluble en agua, y la solubilidad depende de la temperatura, la presión total sobre la superficie del agua, la presión parcial y las sales disueltas en el agua. Cuanto mayor es la presión atmosférica, mayor es la capacidad del agua para disolver el oxígeno, y la relación está determinada por la ley de Henry y la ley de Dalton, que establece que la solubilidad de un gas es proporcional a su presión parcial.
El sensor de medición de oxígeno consiste en un cátodo (comúnmente hecho de oro y platino) y un contraelectrodo (plata) con corriente y un electrodo de referencia (plata) sin corriente. El electrodo se sumerge en un electrolito como KCl, KOH, y el sensor está cubierto con un diafragma. La membrana separa el electrodo y el electrolito del líquido a medir, y solo el gas disuelto puede penetrar en la membrana, protegiendo así el sensor, evitando que tanto el electrolito se escape como la intrusión de sustancias extrañas cause contaminación y envenenamiento.
Se aplica un voltaje polarizador entre el contraelectrodo y el cátodo. Si el elemento de medición 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 [ OH-]. Un equivalente electroquímico de cloruro de plata se precipita en el contraelectrodo (deficiente en electrones), y para cada molécula de oxígeno, el cátodo emite 4 electrones y el contraelectrodo acepta electrones, formando una corriente: 4Ag + 4Cl-= 4AgCl + 4e-.
Detector de oxígeno disuelto
Detector de oxígeno disuelto
La magnitud de la corriente es proporcional a la presión parcial de oxígeno de las aguas residuales medidas. La señal se envía al transmisor junto con la señal de temperatura medida por la resistencia térmica en el sensor, y se utiliza la diferencia entre el contenido de oxígeno almacenado en el sensor y la presión parcial y temperatura de oxígeno. La curva de relación calcula el contenido de oxígeno en el agua y luego lo convierte en una salida de señal estándar. La función del electrodo de referencia es determinar el potencial catódico.
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