Primjena mjerača otopljenog kisika u pročišćavanju otpadnih voda
Sadržaj kisika u vodi može u potpunosti pokazati stupanj samopročišćavanja vode. Za postrojenja za biološku obradu koja koriste aktivni mulj vrlo je važno razumjeti sadržaj kisika u spremniku za prozračivanje. Povećanje otopljenog kisika u kanalizaciji potaknut će biološke aktivnosti osim anaerobnih mikroorganizama, čime će se ukloniti hlapljive tvari i lako prirodno oksidirati. iona za pročišćavanje otpadnih voda.
Postoje tri glavne metode za mjerenje sadržaja kisika: automatska kolorimetrijska analiza i mjerenje kemijskom analizom, mjerenje paramagnetskom metodom i mjerenje elektrokemijskom metodom. Količina otopljenog kisika u vodi općenito se mjeri elektrokemijskim metodama.
Kisik je topiv u vodi, a njegova topljivost ovisi o temperaturi, ukupnom tlaku na površini vode, parcijalnom tlaku i otopljenim solima u vodi. Što je viši atmosferski tlak, veća je sposobnost vode da otapa kisik. Odnos je određen Henryjevim zakonom i Daltonovim zakonom. Henryjev zakon kaže da je topljivost plina proporcionalna njegovom parcijalnom tlaku.
Senzor za mjerenje kisika sastoji se od katode (obično izrađene od zlata i platine), protuelektrode sa strujom (srebro) i referentne elektrode bez struje (srebro). Elektrode su uronjene u elektrolite kao što su KCl i KOH, a senzor je prekriven dijafragmom. Premaz odvaja elektrodu i elektrolit od tekućine koja se mjeri. Samo otopljeni plinovi mogu prodrijeti kroz premaz, štiteći tako senzor, sprječavajući istjecanje elektrolita i sprječavajući upad stranih tvari da izazovu kontaminaciju i trovanje.
Između protuelektrode i katode primjenjuje se polarizirajući napon. Ako se mjerni element uroni u vodu s otopljenim kisikom, kisik će difundirati kroz separator, a molekule kisika prisutne na katodi (višak elektrona) reducirat će se u hidroksidne ione. [OH-]. Elektrokemijski ekvivalent srebrnog klorida taloži se na protuelektrodi (bez elektrona). Za svaku molekulu kisika, katoda emitira 4 elektrona, a protuelektroda prihvaća elektrone, tvoreći struju: 4Ag+4Cl-=4AgCl+4e-.
Veličina struje proporcionalna je parcijalnom tlaku kisika izmjerene kanalizacije. Ovaj signal, zajedno sa signalom temperature izmjerenim toplinskim otpornikom na senzoru, šalje se predajniku. Sadržaj kisika pohranjen u senzoru koristi se za izračunavanje odnosa između parcijalnog tlaka kisika i temperature. Sadržaj kisika u vodi izračunava se pomoću krivulje odnosa, a zatim pretvara u standardni izlazni signal. Funkcija referentne elektrode je određivanje potencijala katode.
