Toepassing van opgeloste zuurstofmeter bij rioolwaterzuivering
Het zuurstofgehalte in water kan de mate van zelfzuivering van water volledig aangeven. Voor biologische zuiveringsinstallaties die actief slib gebruiken, is het erg belangrijk om het zuurstofgehalte van de beluchtingstank te begrijpen. De toename van opgeloste zuurstof in het rioolwater zal andere biologische activiteiten dan anaërobe micro-organismen bevorderen, waardoor vluchtige stoffen worden verwijderd en op natuurlijke wijze gemakkelijk worden geoxideerd. ionen om rioolwater te zuiveren.
Er zijn drie hoofdmethoden voor het meten van het zuurstofgehalte: automatische colorimetrische analyse en chemische analysemeting, paramagnetische methodemeting en elektrochemische methodemeting. De hoeveelheid opgeloste zuurstof in water wordt doorgaans gemeten met behulp van elektrochemische methoden.
Zuurstof is oplosbaar in water en de oplosbaarheid ervan hangt af van de temperatuur, de totale druk aan het wateroppervlak, de partiële druk en de opgeloste zouten in het water. Hoe hoger de atmosferische druk, hoe groter het vermogen van water om zuurstof op te lossen. De relatie wordt bepaald door de wet van Henry en de wet van Dalton. De wet van Henry stelt dat de oplosbaarheid van een gas evenredig is met de partiële druk ervan.
De zuurstofmeetsensor bestaat uit een kathode (meestal gemaakt van goud en platina), een stroomvoerende tegenelektrode (zilver) en een niet-stroomreferentie-elektrode (zilver). De elektroden zijn ondergedompeld in elektrolyten zoals KCl en KOH, en de sensor is bedekt met een diafragma. De coating scheidt de elektrode en het elektrolyt van de te meten vloeistof. Alleen opgeloste gassen kunnen de coating binnendringen, waardoor de sensor wordt beschermd, wordt voorkomen dat de elektrolyt ontsnapt en wordt voorkomen dat vreemde stoffen binnendringen en vervuiling en vergiftiging veroorzaken.
Tussen de tegenelektrode en de kathode wordt een polariserende spanning aangelegd. Als het meetelement wordt ondergedompeld in water met opgeloste zuurstof, zal zuurstof door de afscheider diffunderen en zullen de op de kathode aanwezige zuurstofmoleculen (overtollige elektronen) worden gereduceerd tot hydroxide-ionen. [OH-]. Het elektrochemische equivalent van zilverchloride wordt neergeslagen op de tegenelektrode (zonder elektronen). Voor elk zuurstofmolecuul zendt de kathode 4 elektronen uit, en de tegenelektrode accepteert elektronen, waardoor een stroom ontstaat: 4Ag+4Cl-=4AgCl+4e-.
De grootte van de stroom is evenredig met de partiële zuurstofdruk van het gemeten rioolwater. Dit signaal wordt, samen met het temperatuursignaal gemeten door de thermische weerstand op de sensor, naar de zender gestuurd. Het in de sensor opgeslagen zuurstofgehalte wordt gebruikt om de relatie tussen de partiële zuurstofdruk en de temperatuur te berekenen. Het zuurstofgehalte in het water wordt berekend met behulp van de relatiecurve en vervolgens omgezet in een standaardsignaaluitvoer. De functie van de referentie-elektrode is het bepalen van de kathodepotentiaal.
