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Technical articles溶解氧——空氣中的分子態氧溶解在水中成為(wei) 溶解氧,溶解氧是指溶解在水裏氧的量,通常記作DO,用每升水裏氧氣的毫克數表示。水中溶解氧的多少是衡量水體(ti) 自淨能力的一個(ge) 指標。它跟空氣裏氧的分壓、大氣壓、水溫和水質有密切的關(guan) 係。
清潔地麵水中溶解氧一般接近飽和,20℃清潔水中飽和溶解氧含量約為(wei) 9mg/L。水體(ti) 受有機、無機還原性物質汙染,會(hui) 使溶解氧降低。當水中溶解氧低於(yu) 2mg/L時,水體(ti) 即產(chan) 生惡臭。
溶解氧分析儀(yi) 是測定水中溶解氧含量的儀(yi) 器,根據不同應用,測量範圍一般有0~10mg/L或0~20μg/L兩(liang) 種,後者屬於(yu) 微量氧分析儀(yi) 。溶解氧分析儀(yi) 主要用於(yu) 下述場合:
①鍋爐給水的氧含量測量 在大型鍋爐給水中要求不含氧,水中含有氧時,與(yu) 鋼材接觸會(hui) 發生氧化反應,生成疏鬆多孔的氫氧化鐵沉澱,使鋼鐵腐蝕。為(wei) 保護鍋爐設備免受溶解氧的腐蝕,在鍋爐水的除氧器後麵,以及鍋爐給水中都要測量水中的含氧量。此時儀(yi) 表測量範圍選擇0~20μg/L,控製指標小於(yu) 7μg/L。
②汙水處理工藝 對於(yu) 使用活化汙泥的生物處理廠來說,測量曝氣池的氧含量十分重要,可以控製空氣或氧的鼓入量,優(you) 化生物淨化流程,提高汙水處理效率。此外,還需要測量和控製終處理池和澄清池出水中的氧含量。此時儀(yi) 器測量範圍選擇0~10mg/L。
③地表水、生活汙水、工業(ye) 汙水的水質監測 通過監測可以了解地表水是否受到汙染,汙水處理廠的出水是否達到排放指標要求。此時儀(yi) 器測量範圍選擇10mg/L。
溶解氧的測量原理
式中,n——電極反應時的電子傳(chuan) 遞數;
F——法拉第常數;
a——工作電極麵積;
P——隔膜透過係數;
b——為(wei) 隔膜厚度;
C——水中氧的濃度。
當電極參數一定時,在一定溫度下,穩定後的擴散電流與(yu) 水樣中的氧濃度成正比。
13.1 隔膜式溶解氧分析儀(yi) 的構成和類型:
隔膜電極式分為(wei) 原電池型和電解池型兩(liang) 種。前者的電極反應是自發進行的,後者需要外加電壓,使電極極化。
儀(yi) 器由傳(chuan) 感器(一次儀(yi) 表)和轉換器(二次儀(yi) 表)兩(liang) 部分組成,傳(chuan) 感器結構如下圖所示:
隔膜電極傳(chuan) 感器結構示意圖
13.2 隔膜式使用注意事項及校準方法
隔膜式在使用中一般應注意以下問題:
①一些氣體(ti) 和蒸汽,像氯、二氧化硫、硫化氫、胺、氨、二氧化碳、溴和碘能擴散並通過隔膜,如上述物質存在,會(hui) 影響被測電流而產(chan) 生幹擾。
②水樣中的溶劑、油類、硫化物、碳酸鹽和藻類會(hui) 引起隔膜阻塞、隔膜損壞或電極被腐蝕而幹擾測定。
③被測水樣溫度較高時,應采取降溫措施,使之符合儀(yi) 器要求。如在鍋爐給水測量中,一般應先用水冷器將問。
④應保證被測水樣有足夠的流速,如流速過慢,薄膜附近電解液中的氫氧根離子可能還原成氧和水,而使儀(yi) 器讀數偏低。
⑤原電池型的電解質溶液和陽極都是消耗型的,原電池的靈敏度會(hui) 隨著二者的不斷消耗逐漸衰變,引起儀(yi) 表讀書(shu) 發生變化,所以對傳(chuan) 感器要經常進行校準。原電池在使用的初始階段靈敏度下降較快,達到穩定期後其靈敏度才基本上保持穩定,到後期又有較快的下降。從(cong) 這一特點出發,對儀(yi) 器進行定期校正,也具有重要的意義(yi) 。當儀(yi) 表示值偏低,儀(yi) 表靈敏度調到大時,示值仍然偏低,則應更換電解液,更換電解液後示值還是偏低,此時,應清洗電極。上述操作請參考相關(guan) 說明書(shu) 進行。
隔膜式的校準方法:
溶解氧——空氣中的分子態氧溶解在水中成為(wei) 溶解氧,溶解氧是指溶解在水裏氧的量,通常記作DO,用每升水裏氧氣的毫克數表示。水中溶解氧的多少是衡量水體(ti) 自淨能力的一個(ge) 指標。它跟空氣裏氧的分壓、大氣壓、水溫和水質有密切的關(guan) 係。
清潔地麵水中溶解氧一般接近飽和,20℃清潔水中飽和溶解氧含量約為(wei) 9mg/L。水體(ti) 受有機、無機還原性物質汙染,會(hui) 使溶解氧降低。當水中溶解氧低於(yu) 2mg/L時,水體(ti) 即產(chan) 生惡臭。
是測定水中溶解氧含量的儀(yi) 器,根據不同應用,測量範圍一般有0~10mg/L或0~20μg/L兩(liang) 種,後者屬於(yu) 微量氧分析儀(yi) 。主要用於(yu) 下述場合:
①鍋爐給水的氧含量測量 在大型鍋爐給水中要求不含氧,水中含有氧時,與(yu) 鋼材接觸會(hui) 發生氧化反應,生成疏鬆多孔的氫氧化鐵沉澱,使鋼鐵腐蝕。為(wei) 保護鍋爐設備免受溶解氧的腐蝕,在鍋爐水的除氧器後麵,以及鍋爐給水中都要測量水中的含氧量。此時儀(yi) 表測量範圍選擇0~20μg/L,控製指標小於(yu) 7μg/L。
②汙水處理工藝 對於(yu) 使用活化汙泥的生物處理廠來說,測量曝氣池的氧含量十分重要,可以控製空氣或氧的鼓入量,優(you) 化生物淨化流程,提高汙水處理效率。此外,還需要測量和控製終處理池和澄清池出水中的氧含量。此時儀(yi) 器測量範圍選擇0~10mg/L。
③地表水、生活汙水、工業(ye) 汙水的水質監測 通過監測可以了解地表水是否受到汙染,汙水處理廠的出水是否達到排放指標要求。此時儀(yi) 器測量範圍選擇10mg/L。
溶解氧的測量原理
目前,常用的DO連續測定方法是隔膜電極法。其隔膜采用聚四氟乙烯纖維、聚乙烯等組成,用鉑、金作正電極,鋁、鉛作負電極,兩(liang) 金屬電極浸沒在電解質溶液中,電解液用氯化jia等溶液,電極和電解質溶液裝在有氧半透膜的小室內(nei) 。當把這種電極浸入測定水中,連通電流測定回路,水中的分子氧透過隔膜擴散到電極表麵上,發生電極反應。陽極發生氧的還原反應,陰極進行氧化反應,從(cong) 而產(chan) 生擴散電流。其電流I可用下式表示:
式中,n——電極反應時的電子傳(chuan) 遞數;
F——法拉第常數;
a——工作電極麵積;
P——隔膜透過係數;
b——為(wei) 隔膜厚度;
C——水中氧的濃度。
當電極參數一定時,在一定溫度下,穩定後的擴散電流與(yu) 水樣中的氧濃度成正比。
13.1 隔膜式的構成和類型:
隔膜電極式分為(wei) 原電池型和電解池型兩(liang) 種。前者的電極反應是自發進行的,後者需要外加電壓,使電極極化。
儀(yi) 器由傳(chuan) 感器(一次儀(yi) 表)和轉換器(二次儀(yi) 表)兩(liang) 部分組成,傳(chuan) 感器結構如下圖所示:
隔膜電極傳(chuan) 感器結構示意圖
13.2 隔膜式使用注意事項及校準方法
隔膜式在使用中一般應注意以下問題:
①一些氣體(ti) 和蒸汽,像氯、二氧化硫、硫化氫、胺、氨、二氧化碳、溴和碘能擴散並通過隔膜,如上述物質存在,會(hui) 影響被測電流而產(chan) 生幹擾。
②水樣中的溶劑、油類、硫化物、碳酸鹽和藻類會(hui) 引起隔膜阻塞、隔膜損壞或電極被腐蝕而幹擾測定。
③被測水樣溫度較高時,應采取降溫措施,使之符合儀(yi) 器要求。如在鍋爐給水測量中,一般應先用水冷器將問。
④應保證被測水樣有足夠的流速,如流速過慢,薄膜附近電解液中的氫氧根離子可能還原成氧和水,而使儀(yi) 器讀數偏低。
⑤原電池型的電解質溶液和陽極都是消耗型的,原電池的靈敏度會(hui) 隨著二者的不斷消耗逐漸衰變,引起儀(yi) 表讀書(shu) 發生變化,所以對傳(chuan) 感器要經常進行校準。原電池在使用的初始階段靈敏度下降較快,達到穩定期後其靈敏度才基本上保持穩定,到後期又有較快的下降。從(cong) 這一特點出發,對儀(yi) 器進行定期校正,也具有重要的意義(yi) 。當儀(yi) 表示值偏低,儀(yi) 表靈敏度調到大時,示值仍然偏低,則應更換電解液,更換電解液後示值還是偏低,此時,應清洗電極。上述操作請參考相關(guan) 說明書(shu) 進行。
隔膜式的校準方法:
①用校正液校準 這是國家有關(guan) 標準推薦的方法。
②用電解配氧法校準 有些儀(yi) 器附帶有電解配氧裝置,可方便地對儀(yi) 器進行校準,鍋爐給水在線分析中廣泛采用這種方法。
③在空氣中校準 這中方法簡單易行,對微量氧分析來說準確度較低。
①用校正液校準 這是國家有關(guan) 標準推薦的方法。
②用電解配氧法校準 有些儀(yi) 器附帶有電解配氧裝置,可方便地對儀(yi) 器進行校準,鍋爐給水在線分析中廣泛采用這種方法。
③在空氣中校準 這中方法簡單易行,對微量氧分析來說準確度較低。