是指溶解在水里氧的量,通常记作DO,用每升水里氧气的毫克数(单位为mg/L或者ppm)表示。有些有机物在喜氧菌作用下发生生物降解,要消耗水里的溶解氧,溶解氧得不到及时补充,水体中的厌氧菌就会很快繁殖,而使水体变黑、发臭。
水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标。水里的溶解氧被消耗,要恢复到初始状态,所需时间短,说明该水体的自净能力强,或者说水体污染不严重。否则说明水体污染严重,自净能力弱,甚至失去自净能力。
(1)传感器外表面:用自来水清洗传感器的外表面,如果仍有碎屑残留,用湿润的软布进行擦拭,对于一些顽固的污垢,可以在自来水中加入一些家用洗涤液来清洗;
(2) 荧光帽外表面:除去传感器前端的防护罩,用清水冲洗传感器光窗上的污物,最后再将罩子罩上;若需要擦拭,请用软布并小心力度及用力方向。
(3)荧光帽日常保存:不使用时放在带有湿润海绵的防护罩里,让传感器长期保持湿润状态。如传感器荧光帽头部长期是干燥状态,会产生测量结果的漂移,需要在水中浸泡48小时再继续工作。
水中的氧含量可充分显示水自净的程度。对于使用活化污泥的生物处理厂来说,了解曝气池的氧含量很重要,污水中溶氧增加,会促进除厌氧微生物以外的生物活动,因而能去除挥发性物质和易于自然氧化的离子,使污水得到净化。
测定氧含量主要有三种方法:自动比色分析和化学分析测量,顺磁法测量,电化学法测量。水中溶氧量一般都会采用电化学法测量。
氧能溶于水,溶解度取决于温度、水表面的总压、分压和水中溶解的盐类。大气压力越高,水溶解氧的能力就越大,其关系由亨利(Henry)定律和道尔顿(Dalton)定律确定,亨利定律认为气体的溶解度与其分压成正比。
氧量测量传感器是由阴极(常用金和铂制成)和带电流的反电极(银)、无电流的参比电极(银)组成,电极浸没在电解质如KCl、KOH中,传感器有隔膜覆盖,覆膜将电极和电解质与被测量的液体分开,只有溶解气体能渗透覆膜,因此保护了传感器,既能防止电解质逸出,又可防止外来物质的侵人而导致污染和毒化。
向反电极和阴极之间施加极化电压,假如测量元件浸人在有溶解氧的水中,氧会通过隔膜扩散,出现在阴极上(电子过剩)的氧分子就会被还原成氢氧根离子[OH-]。电化学当量的氯化银沉淀在反电极上(电子不足),对于每个氧分子,阴极放出4个电子,反电极接受电子,形成电流:4Ag+4Cl-=4AgCl+4e-。
电流的大小与被测污水的氧的分压成正比,该信号连同传感器上热电阻测出的温度信号被送人变送器,利用传感器中存储的含氧量和氧分压、温度之间的关系曲线计算出水中的含氧量,然后转化成标准信号输出。参比电极的功能是确定阴极电位。
溶解氧一般是指水中所溶解的氧气。它是水中生物必须的物质,如果水体收到了污染溶解氧就会出现变化,因此在很多情况下我们大家可以根据水中溶解氧的含量来判断水质的状况。检测时大家就要用到水质溶解氧测定仪,通过仪器我们可以更精准的了解到水中溶解氧的一个变化。
目前能够影响到溶解氧测定的因素有很多,例如气压、温度、水质变化等,还有就是仪器的精度。日常中仪器的精度需要校准来保证。今天我们就来了解一些有关于溶解氧测定仪的校准检测方法
称取0.1g二价钴盐,用1%盐酸溶解,溶解后移至100ml容量瓶中,加1%盐酸定容至标线.无氧水
在室温条件下将约25g的亚硫酸钠溶于蒸馏水,加蒸馏水至500ml,加入少量(约1-2滴)二价钴盐溶液,临用现配。
在指定温度条件下,以1L/min的流量将空气通入蒸馏水曝气2h以上,使其中的溶解氧达到饱和,并静置一段时间使溶解氧达到稳定。一般通常要注意200ml水需要静置5min~10min,500ml水需要静置10min~20min,必要时使用GB7489判断其是否饱和。
在干净的250ml细口瓶中加入约10ml的蒸馏水,盖上瓶盖,快速摇晃30s,之后在室温下平衡30min使溶解氧达到稳定。
需要注意的是在平衡的条件下,被空气饱和的水中,氧的分压等于被水饱和的空气中氧的分压。因此,探头在水中校准和在空气中校准是一样的。还有就是溶解氧的浓度随大气压的变化而不同,宜进行气压补偿。
零点校准:视仪器型号而定,如需零点校准,将探头浸入无氧水,将指示值调整为零点。
饱和溶解氧校准:将探头浸入饱和溶氧水并轻轻摆动(荧光法仪器无需摆动),或将探头放入水饱和的空气中,待显示值稳定后,测定饱和溶氧水或水饱和的空气的温度(准确至±0.1 ℃),根据附录 A 中的饱和溶解氧浓度值调整显示值。
需要注意的是覆膜电极法溶解氧测定仪显示值一般随试样的流速变化而变化,应按照生产商规定的方法使探头表面的液体流速(通常不低于 0.3 m/s)保持恒定。
溶解氧测定仪是测量水中溶解氧的工具,那么测量水中溶解氧在污水处理中起到何种作用呢?其实在污水处理过程中,通过增加污水中的氧含量使污染物通过活化泥浆被分解出来,达到污水净化的目的,测量氧含量有助于确定最佳的净化方法和经济的曝气池配置。在生物发酵过程中氧含量的测量数据可对工艺过程进行指导,如判断发酵过程的临界氧浓度、发酵罐的供氧能力以及菌体的活性和菌体的生长量等,并根据发酵时的供氧和需氧变化来指导补料操作。
一、溶解氧测定仪传感部分是由金电极(阴极)和银电极(阳极)及氢氧化钾电解液组成,氧通过膜扩散进入电解液与金电极和银电极构成测量回路。当给溶解氧分析仪电极加上0.6~0.8V的极化电压时,氧通过膜扩散,阴极释放电子,阳极接受电子,产生电流,整个反应过程为:阳极Ag+Cl→AgCl+2e-阴极O2+2H2O+4e→4OH-。根据法拉第定律:流过溶解氧分析仪电极的电流和氧分压成正比,在温度不变的情况下电流和氧浓度之间呈线性关系。溶解氧含量的表示方法究竟有几种呢?
二、溶解氧含量有3种不同的表示方法:氧分压(mmHg);百分饱和度(%);氧浓度(mg/L或10-6),这3种方法本质上没什么不同。
(1)分压表示法:氧分压表示法是最基本和最本质的表示法。根据Henry定律可得,P=(Po2+PH2O)×0.209,其中,P为总压;Po2为氧分压(mmHg);PH2O为水蒸气分压;0.209为空气中氧的含量。
(2)百分饱和度表示法:由于曝气发酵十分复杂,氧分压不能计算得到,在此情况下用百分饱和度的表示法是最合适的。例如将标定时溶解氧定为100%,零氧时为0%,则反应过程中的溶解氧含量即为标定时的百分数。
(3)氧浓度表示法:根据Henry定律可知氧浓度与其分压成正比,即:C=Po2×a,其中C为氧浓度(mg/L);Po2为氧分压(mmHg);a为溶解度系数(mg/mmHg·L)。溶解度系数a不仅与温度有关,还与溶液的成分有关。对于温度恒定的水溶液,a为常数,则可测量氧的浓度。氧浓度表示法在发酵工业中不常用,但在污水处理、生活饮用水等过程中都用氧浓度来表示。
三、氧的溶解度取决于温度、压力和水中溶解的盐,另外氧通过溶液扩散比通过膜扩散快,如流速太慢会产生干扰。
1、温度的影响由于温度变化,膜的扩散系数和氧的溶解度都将发生变化,直接影响到溶氧电极电流输出,常采用热敏电阻来消除温度的影响。温度上升,扩散系数增加,溶解度反而减小。温度对溶解度系数a的影响能够准确的通过Henry定律来估算,温度对膜扩散系数β可以通过阿仑尼乌斯定律来估算。
(1)氧的溶解度系数:由于溶解度系数a不仅受温度的影响,而且受溶液的成分的影响。在相同氧分压下,不同组分的实际氧浓度也可能不同。根据亨利定律可知氧浓度与其分压成正比,对于稀溶液,气温变化溶解度系数a的变化约为2%/℃。
(2)膜的扩散系数:根据阿仑尼乌斯定律,溶解度系数β与温度T的关系为:C=KPo2·exp(-β/T),其中假定K、Po2为常数,则可以计算出β在25℃时为2.3%/℃。当溶解度系数a计算出来后,可通过仪表指示和化验分析值对比计算出膜的扩散系数(这里略去计算过程),膜的扩散系数在25℃时为1.5%/℃。
2、大气压的影响根据Henry定律,气体的溶解度与其分压成正比。氧分压与该地区的海拔高度有关,高原地区和平原地区的差可达20%,使用前必须根据当地大气压进行补偿。有些仪表内部配有气压表,在标定时可自动进行校正;有些仪表未配置气压表,在标定时要根据当地气象站提供的数据进行设置,如果数据有误,将导致较大的测量误差。
3、溶液中含盐量盐水中的溶解氧明显低于自来水中的溶解氧,为了准确测量,必须考虑含盐量对溶解氧的影响。在温度不变的情况下,盐含量每增加100mg/L,溶解氧降低约1%。如果仪表在标定时使用的溶液的含盐量低,而实际测量的溶液的含盐量高,也会导致误差。在实际使用中必须对测量介质的含盐量进行分析,以便准确测量及正确补偿。
4、样品的流速氧通过膜扩散比通过样品进行扩散要慢,必须保证电极膜与溶液完全接触。对于流通式检测方式,溶液中的氧会向流通池内扩散,使靠近膜的溶液中的氧损失,产生扩散干扰,影响测量。为了测量准确,应增加流过膜的溶液的流量来补偿扩散失去的氧,样品的最小流速为0.3m/s。
四、溶解氧测定仪只要选型、设置、维护得当,一般均能满足工艺的测量要求。溶解氧测定仪的使用不好的主要问题出在:使用维护不正确;电极内部泄露造成温度补偿不正常;电极输入阻抗降低等。
(1)1~2周应清洗一次电极,如果膜片上有污染物,会引起测量误差。清洗时应小心,注意不要损坏膜片。将电极放入清水中涮洗,如污物不能洗去,用软布或棉布小心擦洗。
(3)电极的再生大约1年左右进行一次。当测量范围调整不过来,就需要对溶解氧电极再生。电极再生包括更换内部电解液、更换膜片、清洗银电极。如果观察银电极有氧化现象,可用细砂纸抛光。
(1)标准溶液标定法:标准溶液标定一般采用两点标定,即零点标定和量程标定。零点标定溶液可采用2%的Na2SO3溶液。量程标定溶液可根据仪表测量量程选择4M的KCl溶液(2mg/L);50%的甲醇溶液(21.9mg/L)。
(2)现场取样标定法(Winkler法):在实际使用中,多采用Winkler方法对溶解氧测定仪进行现场标定。使用该方法时存在两种情况:取样时仪表读数为M1,化验分析值为A,对仪表进行标定时仪表读数仍为M1,这时只须调整仪表读数等于A即可;取样时仪表读数为M1,化验分析值为A,对仪表进行标定时仪表读数改变为M2,这时就不能将调整仪表读数等于A,而应将仪表读数调整为1MA×M2。
3、使用中应注意的问题使用中应注意以下问题:由于溶解氧电极信号阻抗较高(约20MΩ),溶解氧电极与转换器之间距离最大为50m;溶解氧电极不用时也应处于工作状态,可接在溶解氧转换器上。久置或重新再生(更换电解液或膜)的电极,在使用前应置于无氧环境极化1~2h;由于气温变化对电极膜的扩散和氧溶解度有较大影响,标定时需较长时间(约10min),以使温补电阻达到平衡;氧分压与该地区的海拔高度有关,仪表在使用前必须根据当地大气压进行补偿;测量溶液的含盐量高时,仪表标定时应使用含盐量相当的溶液;对于流通式测量方式,要求流过电极的最小流速为0.3m/s。
溶解氧(dissolved oxygen)是指溶解在水里氧的量,通常记作DO,用每升水里氧气的毫克数(单位为mg/L或者ppm)表示。有些有机化合物在喜氧菌作用下发生生物降解,要消耗水里的溶解氧,溶解氧得不到及时补充,水体中的厌氧菌就会很快繁殖,而使水体变黑、发臭。水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标。水里的溶解氧被消耗,要恢复到初始状态,所需时间短,说明该水体的自净能力强,或者说水体污染不严重。否则说明水体污染严重,自净能力弱,甚至失去自净能力。使用一起的时候注意维护与保养,(1)1~2 周应清洗一次电极,如果膜片上有污染物,会引起测量误差。清洗时应小心,注意别损坏膜片。将电极放入清水中涮洗,如污物不能洗去,用软布或棉布小心擦洗。(2) 2~3 月应重新校验一次零点和量程。 (3) 电极的再生大约1 年左右进行一次。当测量范围调整不过来,就需要对溶解氧电极再生。电极再生包括更换内部电解液、更换膜片、清洗银电极。如果观察银电极有氧化现象,可用细砂纸抛光。(4) 在使用中如发现电极泄露,就必须更换电解液。