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在线溶解氧仪的测量原理及维护

[导读]:在污水处理过程中,我们需要借助在线溶解氧仪测量污水的溶解氧值,本文教你掌握在线溶解氧仪的测量原理及维护要领,有助于你更好使用在线溶解氧仪。

分类:溶解氧仪使用方法说明 发布时间:2018-4-4 更新时间:2020-9-28 作者:丁当科技
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  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,在线测量氧含量有助于确定最佳的净化方法和最经济的曝气 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。

 
 

溶解氧分析仪测量原理

 
氧在水中的溶解度取决于温度、压力和水中溶解的盐。溶解氧分析仪电极传感部分是由金电极(阴极)和银电极(阳极)及氯化钾或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:流过在线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。
 
 

二 溶解氧含量的表示方法

 
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+p h2o )×0.209,其中,p 为总压;po2 为氧分压(mmhg);p h2o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 影响溶解氧测量的因素

 
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 的影响可以根据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,温度变化溶解度系数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 注意的问题

 
溶解氧分析仪来说,只要选型、设置、维护得当,一般均能满足工艺的测量要求。溶解氧分析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. 日常维护

 
溶解氧仪表的日常维护主要包括定期对电极进行清洗、校验、再生。
(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。
(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。
 
 

2. 仪表标定

 
仪表的标定方法一般可采用标准液标定或现场取样标定。
(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 方法对溶解氧分析仪进行现场标定。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
1 m
a ×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;由于温度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。

 

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来自[山东省青岛市郭先生]用户评论

仪表支持四种标定方式:除传统的一点和两点标定方法外,还有手动输入零点E0、斜率S和已知值标定,足够以满足我们在各种情况使用。

来自[浙江省台州市温岭市窦先生]用户评论

工业控制式看门狗,可确保仪表不会死机。

来自[浙江省绍兴市上虞市窦先生]用户评论

电极安装点与仪表的距离长距离超过40米,应配阻抗变换器,也就是前置放大器,我们就是采用这种方案,效果还可以。推荐你一定要使用前置放大器,是用来放大信号!!

来自[山西省忻州市宁武县窦先生]用户评论

被评为“重质量守信誉企业”,购买有保障。

来自[广东省江门市新会区窦先生]用户评论

感应式电极可以免除清洗使用方便,建议大家可以多采用感应式电极!

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