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溶解氧測(cè)定儀的工作原理 

   在污水處理過(guò)程中，通過(guò)增加污水中的氧含量使污染物通過(guò)活化泥漿被分解出來(lái)，達(dá)到污水凈化的目的，測(cè)量氧含量有助于確定最佳的凈化方法和最經(jīng)濟(jì)的曝氣池配置。在生物發(fā)酵過(guò)程中氧含量的測(cè)量數(shù)據(jù)可對(duì)工藝過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo)，如判斷發(fā)酵過(guò)程的臨界氧濃度、發(fā)酵罐的供氧能力以及菌體的活性和菌體的生長(zhǎng)量等，并根據(jù)發(fā)酵時(shí)的供氧和需氧變化來(lái)指導(dǎo)補(bǔ)料操作。 

一、溶解氧測(cè)定儀測(cè)量原理

   氧在水中的溶解度取決于溫度、壓力和水中溶解的鹽。溶解氧分析儀傳感部分是由金電極(陰極)和銀電極(陽(yáng)極)及或氫氧化鉀電解液組成，氧通過(guò)膜擴(kuò)散進(jìn)入電解液與金電極和銀電極構(gòu)成測(cè)量回路。當(dāng)給溶解氧分析儀電極加上0.6～ 0.8V 的極化電壓時(shí)，氧通過(guò)膜擴(kuò)散，陰極釋放電子，陽(yáng)極接受電子，產(chǎn)生電流，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程為：陽(yáng)極 Ag+Cl→AgCl+2e^- 陰極 O₂+2H₂O+4e→4OH^- 根據(jù)法拉第定律：流過(guò)溶解氧分析儀電極的電流和氧分壓成正比，在溫度不變的情況下電流和氧濃度之間呈線(xiàn)性關(guān)系。

二、溶解氧含量的表示方法

   溶解氧含量有3 種不同的表示方法：百分飽和度(%)；氧分壓(mmHg)；氧濃度(mg/L )。

(1)百分飽和度表示法：由于曝氣發(fā)酵十分復(fù)雜，氧分壓不能計(jì)算得到，在此情況下用百分飽和度的表示法是最合適的。例如將標(biāo)定時(shí)溶解氧定為100％，零氧時(shí)為0％，則反應(yīng)過(guò)程中的溶解氧含量即為標(biāo)定時(shí)的百分?jǐn)?shù)。  

(2)分壓表示法：氧分壓表示法是最基本和最本質(zhì)的表示法。根據(jù)Henry 定律可得，P=(PO₂+P H₂O )×0.209，其中，P 為總壓；PO₂ 為氧分壓(mmHg)；P H₂O 為水蒸氣分壓；0.209 為空氣中氧的含量。

(3)氧濃度表示法：根據(jù)Henry 定律可知氧濃度與其分壓成正比，即：C=PO₂  ×a，其中C 為氧濃度(mg/L)；PO₂ 為氧分壓(mmHg)；a 為溶解度系數(shù)(mg/mmHg?L)。溶解度系數(shù)a 不僅與溫度有關(guān)，還與溶液的成分有關(guān)。對(duì)于溫度恒定的水溶液，a 為常數(shù)，則可測(cè)量氧的濃度。氧濃度表示法在發(fā)酵工業(yè)中不常用，但在污水處理、生活飲用水等過(guò)程中都用氧濃度來(lái)表示。

三、影響溶解氧測(cè)量的因素氧的溶解度取決于壓力、溫度和水中溶解的鹽，另外流速氧通過(guò)膜擴(kuò)散比通過(guò)樣品進(jìn)行擴(kuò)散要慢。

1.大氣壓的影響根據(jù)Henry 定律，氣體的溶解度與其分壓成正比。氧分壓與該地區(qū)的海拔高度有關(guān)，高原地區(qū)和平原地區(qū)的差可達(dá)20%，使用前必須根據(jù)當(dāng)?shù)卮髿鈮哼M(jìn)行補(bǔ)償。有些儀表內(nèi)部配有氣壓表，在標(biāo)定時(shí)可自動(dòng)進(jìn)行校正；有些儀表未配置氣壓表，在標(biāo)定時(shí)要根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笳咎峁┑臄?shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置，如果數(shù)據(jù)有誤，將導(dǎo)致較大的測(cè)量誤差。 

2.溫度的影響由于溫度變化，膜的擴(kuò)散系數(shù)和氧的溶解度都將發(fā)生變化，直接影響到溶氧電極電流輸出，常采用熱敏電阻來(lái)消除溫度的影響。溫度上升，擴(kuò)散系數(shù)增加，溶解度反而減小。

3.溶液中含鹽量鹽水中的溶解氧明顯低于自來(lái)水中的溶解氧，為了準(zhǔn)確測(cè)量，必須考慮含鹽量對(duì)溶解氧的影響。在溫度不變的情況下，鹽含量每增加100mg/L，溶解氧降低約1%。如果儀表在標(biāo)定時(shí)使用的溶液的含鹽量低，而實(shí)際測(cè)量的溶液的含鹽量高，也會(huì)導(dǎo)致誤差。在實(shí)際使用中必須對(duì)測(cè)量介質(zhì)的含鹽量進(jìn)行分析，以便準(zhǔn)確測(cè)量及正確補(bǔ)償。 

4.樣品的流速氧通過(guò)膜擴(kuò)散比通過(guò)樣品進(jìn)行擴(kuò)散要慢，必須保證電極膜與溶液完全接觸。對(duì)于流通式檢測(cè)方式，溶液中的氧會(huì)向流通池內(nèi)擴(kuò)散，使靠近膜的溶液中的氧損失，產(chǎn)生擴(kuò)散干擾，影響測(cè)量。為了測(cè)量準(zhǔn)確，應(yīng)增加流過(guò)膜的溶液的流量來(lái)補(bǔ)償擴(kuò)散失去的氧，樣品的最小流速為0.3m/s。