关于溶解氧测量仪教案资料.pdf

关于溶解氧测量仪 溶解氧测试仪的原理 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， 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。 一、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=K