Aplicació del comptador d'oxigen dissolt en el tractament d'aigües residuals
El contingut d'oxigen a l'aigua pot indicar completament el grau d'autodepuració de l'aigua. Per a les plantes de tractament biològic que utilitzen fangs activats, és molt important entendre el contingut d'oxigen del dipòsit d'aireació. L'augment de l'oxigen dissolt a les aigües residuals promourà activitats biològiques diferents dels microorganismes anaeròbics, eliminant així les substàncies volàtils i fàcilment oxidables de manera natural. ions per depurar les aigües residuals.
Hi ha tres mètodes principals per mesurar el contingut d'oxigen: l'anàlisi colorimètrica automàtica i la mesura d'anàlisi química, la mesura del mètode paramagnètic i la mesura del mètode electroquímic. La quantitat d'oxigen dissolt a l'aigua es mesura generalment mitjançant mètodes electroquímics.
L'oxigen és soluble en aigua i la seva solubilitat depèn de la temperatura, la pressió total a la superfície de l'aigua, la pressió parcial i les sals dissoltes a l'aigua. Com més alta sigui la pressió atmosfèrica, més gran serà la capacitat de l'aigua per dissoldre l'oxigen. La relació està determinada per la llei d'Henry i la llei de Dalton. La llei d'Henry diu que la solubilitat d'un gas és proporcional a la seva pressió parcial.
El sensor de mesura d'oxigen consta d'un càtode (normalment fet d'or i platí), un contraelèctrode que transporta corrent (plata) i un elèctrode de referència sense corrent (plata). Els elèctrodes estan immersos en electròlits com ara KCl i KOH, i el sensor està cobert per un diafragma. El recobriment separa l'elèctrode i l'electròlit del líquid que es mesura. Només els gasos dissolts poden penetrar en el recobriment, protegint així el sensor, evitant que l'electròlit s'escapi i evitant que la intrusió de substàncies estranyes provoqui contaminació i enverinament.
S'aplica una tensió de polarització entre el contraelèctrode i el càtode. Si l'element de mesura està submergit en aigua amb oxigen dissolt, l'oxigen es difondrà a través del separador i les molècules d'oxigen presents al càtode (excés d'electrons) es reduiran a ions hidròxid. [OH-]. L'equivalent electroquímic del clorur de plata es precipita al contraelèctrode (escàs d'electrons). Per a cada molècula d'oxigen, el càtode emet 4 electrons, i el contraelèctrode accepta electrons, formant un corrent: 4Ag+4Cl-=4AgCl+4e-.
La mida del corrent és proporcional a la pressió parcial d'oxigen de les aigües residuals mesurades. Aquest senyal, juntament amb el senyal de temperatura mesurat per la resistència tèrmica del sensor, s'envia al transmissor. El contingut d'oxigen emmagatzemat al sensor s'utilitza per calcular la relació entre la pressió parcial d'oxigen i la temperatura. El contingut d'oxigen a l'aigua es calcula mitjançant la corba de relació i després es converteix en una sortida de senyal estàndard. La funció de l'elèctrode de referència és determinar el potencial del càtode.
