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溶解氧分析仪
发布时间:2018-01-12浏览次数:1636返回列表
溶解氧——空气中的分子态氧溶解在水中成为溶解氧,溶解氧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表示。水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标。它跟空气里氧的分压、大气压、水温和水质有密切的关系。
清洁地面水中溶解氧一般接近饱和,20℃清洁水中饱和溶解氧含量约为9mg/L。水体受有机、无机还原性物质污染,会使溶解氧降低。当水中溶解氧低于2mg/L时,水体即产生恶臭。
溶解氧分析仪是测定水中溶解氧含量的仪器,根据不同应用,测量范围一般有0~10mg/L或0~20μg/L两种,后者属于微量氧分析仪。溶解氧分析仪主要用于下述场合:
①锅炉给水的氧含量测量 在大型锅炉给水中要求不含氧,水中含有氧时,与钢材接触会发生氧化反应,生成疏松多孔的氢氧化铁沉淀,使钢铁腐蚀。为保护锅炉设备免受溶解氧的腐蚀,在锅炉水的除氧器后面,以及锅炉给水中都要测量水中的含氧量。此时仪表测量范围选择0~20μg/L,控制指标小于7μg/L。
②污水处理工艺 对于使用活化污泥的生物处理厂来说,测量曝气池的氧含量十分重要,可以控制空气或氧的鼓入量,优化生物净化流程,提高污水处理效率。此外,还需要测量和控制终处理池和澄清池出水中的氧含量。此时仪器测量范围选择0~10mg/L。
③地表水、生活污水、工业污水的水质监测 通过监测可以了解地表水是否受到污染,污水处理厂的出水是否达到排放指标要求。此时仪器测量范围选择10mg/L。
溶解氧的测量原理
目前,常用的DO连续测定方法是隔膜电法。其隔膜采用聚四氟乙烯纤维、聚乙烯等组成,用铂、金作正电,铝、铅作负电,两金属电浸没在电解质溶液中,电解液用氯化钾等溶液,电和电解质溶液装在有氧半透膜的小室内。当把这种电浸入测定水中,连通电流测定回路,水中的分子氧透过隔膜扩散到电表面上,发生电反应。阳发生氧的还原反应,阴进行氧化反应,从而产生扩散电流。其电流I可用下式表示:
式中,n——电反应时的电子传递数;
F——法拉第常数;
a——工作电面积;
P——隔膜透过系数;
b——为隔膜厚度;
C——水中氧的浓度。
当电参数一定时,在一定温度下,稳定后的扩散电流与水样中的氧浓度成正比。
13.1 隔膜式溶解氧分析仪的构成和类型:
隔膜电式溶解氧分析仪分为原电池型和电解池型两种。前者的电反应是自发进行的,后者需要外加电压,使电化。
仪器由传感器(一次仪表)和转换器(二次仪表)两部分组成,传感器结构如下图所示:
隔膜电传感器结构示意图
13.2 隔膜式溶解氧分析仪使用注意事项及校准方法
隔膜式溶解氧分析仪在使用中一般应注意以下问题:
①一些气体和蒸汽,像氯、二氧化硫、硫化氢、胺、氨、二氧化碳、溴和碘能扩散并通过隔膜,如上述物质存在,会影响被测电流而产生干扰。
②水样中的溶剂、油类、硫化物、碳酸盐和藻类会引起隔膜阻塞、隔膜损坏或电被腐蚀而干扰测定。
③被测水样温度较高时,应采取降温措施,使之符合仪器要求。如在锅炉给水测量中,一般应先用水冷器将问。
④应保证被测水样有足够的流速,如流速过慢,薄膜附近电解液中的氢氧根离子可能还原成氧和水,而使仪器读数偏低。
⑤原电池型溶解氧分析仪的电解质溶液和阳都是消耗型的,原电池的灵敏度会随着二者的不断消耗逐渐衰变,引起仪表读书发生变化,所以对传感器要经常进行校准。原电池在使用的初始阶段灵敏度下降较快,达到稳定期后其灵敏度才基本上保持稳定,到后期又有较快的下降。从这一特点出发,对仪器进行定期校正,也具有重要的意义。当仪表示值偏低,仪表灵敏度调到大时,示值仍然偏低,则应换电解液,换电解液后示值还是偏低,此时,应清洗电。上述操作请参考相关说明书进行。
隔膜式溶解氧分析仪的校准方法:
①用校正液校准 这是有关标准推荐的方法。
②用电解配氧法校准 有些仪器附带有电解配氧装置,可方便地对仪器进行校准,锅炉给水在线分析中广泛采用这种方法。
③在空气中校准 这中方法简单易行,对微量氧分析来说准确度较低。