Com funcionen els analitzadors d'oxigen dissolt
El contingut d'oxigen a l'aigua pot mostrar completament el grau d'autodepuració de l'aigua. Per a les plantes de tractament biològic amb fangs actius, és molt important conèixer el contingut d'oxigen dels dipòsits d'aireació i la rasa d'oxidació. L'augment d'oxigen dissolt a les aigües residuals promourà activitats biològiques diferents dels microorganismes anaeròbics, de manera que pot eliminar substàncies volàtils i facilitar que els ions oxidats de manera natural depurin les aigües residuals.
Hi ha tres mètodes principals per determinar 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 per mètode electroquímic. La planta de Mai ha adoptat el sensor d'oxigen dissolt HD369L i el transmissor d'oxigen dissolt MX30.
L'oxigen es pot dissoldre en aigua, i la solubilitat depèn de la temperatura, la pressió total de 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.
Preneu com a exemple el sensor d'oxigen dissolt HD369L. L'elèctrode està compost per un càtode (normalment fet d'or i platí), un contraelèctrode (plata) amb corrent i un elèctrode de referència (plata) sense corrent. L'elèctrode està submergit en un electròlit com ara KCl, KOH i el sensor està cobert per un diafragma. Els elèctrodes i l'electròlit estan separats del líquid que s'està mesurant, protegint així el sensor de la fugida de l'electròlit i la intrusió de substàncies estranyes que provocarien contaminació i enverinament.
S'aplica una tensió de polarització entre el contraelèctrode i el càtode. Si la cèl·lula de mesura està submergida en aigua amb oxigen dissolt, l'oxigen es difon a través del diafragma i les molècules d'oxigen presents al càtode (excés d'electrons) es redueixen a ions hidròxid:
Al contraelèctrode es precipita un equivalent electroquímic de clorur de plata (deficiència d'electrons): 4Ag més 4Cl-? 4AgCl més 4e-.
Per a cada molècula d'oxigen, el càtode emet 4 electrons i el contraelèctrode accepta electrons per formar un corrent. La magnitud del corrent és proporcional a la pressió parcial d'oxigen de les aigües residuals mesurades. El senyal s'envia al transformador juntament amb el senyal de temperatura mesurat per la resistència tèrmica del sensor. El transmissor calcula el contingut d'oxigen a l'aigua utilitzant la corba de relació entre el contingut d'oxigen emmagatzemat al sensor i la pressió i la temperatura parcials d'oxigen, i després el converteix en una sortida de senyal estàndard. La funció de l'elèctrode de referència és determinar el potencial catòdic.
El temps de resposta del sensor d'oxigen dissolt HDL369L és: 90 per cent del valor mesurat final després de 3 minuts i 99 per cent del valor mesurat final després de 9 minuts; el requisit de cabal mínim és de 0,5 cm/s.
