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Technical articles
更新時間：2018-01-15
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溶解氧——空氣中的分子態氧溶解在水中成為溶解氧，溶解氧是指溶解在水里氧的量，通常記作DO，用每升水里氧氣的毫克數表示。水中溶解氧的多少是衡量水體自凈能力的一個指標。它跟空氣里氧的分壓、大氣壓、水溫和水質有密切的關系。
清潔地面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9mg/L。水體受有機、無機還原性物質污染，會使溶解氧降低。當水中溶解氧低于2mg/L時，水體即產生惡臭。
溶解氧分析儀是測定水中溶解氧含量的儀器，根據不同應用，測量范圍一般有0～10mg/L或0～20μg/L兩種，后者屬于微量氧分析儀。溶解氧分析儀主要用于下述場合：
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，與鋼材接觸會發生氧化反應，生成疏松多孔的氫氧化鐵沉淀，使鋼鐵腐蝕。為保護鍋爐設備免受溶解氧的腐蝕，在鍋爐水的除氧器后面，以及鍋爐給水中都要測量水中的含氧量。此時儀表測量范圍選擇0～20μg/L，控制指標小于7μg/L。
②污水處理工藝 對于使用活化污泥的生物處理廠來說，測量曝氣池的氧含量十分重要，可以控制空氣或氧的鼓入量，優化生物凈化流程，提高污水處理效率。此外，還需要測量和控制終處理池和澄清池出水中的氧含量。此時儀器測量范圍選擇0～10mg/L。
③地表水、生活污水、工業污水的水質監測 通過監測可以了解地表水是否受到污染，污水處理廠的出水是否達到排放指標要求。此時儀器測量范圍選擇10mg/L。
溶解氧的測量原理
式中，n——電極反應時的電子傳遞數；
F——法拉第常數；
a——工作電極面積；
P——隔膜透過系數；
b——為隔膜厚度；
C——水中氧的濃度。
當電極參數一定時，在一定溫度下，穩定后的擴散電流與水樣中的氧濃度成正比。
13.1 隔膜式溶解氧分析儀的構成和類型：
隔膜電極式分為原電池型和電解池型兩種。前者的電極反應是自發進行的，后者需要外加電壓，使電極極化。
儀器由傳感器（一次儀表）和轉換器（二次儀表）兩部分組成，傳感器結構如下圖所示：
隔膜電極傳感器結構示意圖
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：
①一些氣體和蒸汽，像氯、二氧化硫、硫化氫、胺、氨、二氧化碳、溴和碘能擴散并通過隔膜，如上述物質存在，會影響被測電流而產生干擾。
②水樣中的溶劑、油類、硫化物、碳酸鹽和藻類會引起隔膜阻塞、隔膜損壞或電極被腐蝕而干擾測定。
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，原電池的靈敏度會隨著二者的不斷消耗逐漸衰變，引起儀表讀書發生變化，所以對傳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，達到穩定期后其靈敏度才基本上保持穩定，到后期又有較快的下降。從這一特點出發，對儀器進行定期校正，也具有重要的意義。當儀表示值偏低，儀表靈敏度調到大時，示值仍然偏低，則應更換電解液，更換電解液后示值還是偏低，此時，應清洗電極。上述操作請參考相關說明書進行。
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溶解氧，溶解氧是指溶解在水里氧的量，通常記作DO，用每升水里氧氣的毫克數表示。水中溶解氧的多少是衡量水體自凈能力的一個指標。它跟空氣里氧的分壓、大氣壓、水溫和水質有密切的關系。
清潔地面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9mg/L。水體受有機、無機還原性物質污染，會使溶解氧降低。當水中溶解氧低于2mg/L時，水體即產生惡臭。
是測定水中溶解氧含量的儀器，根據不同應用，測量范圍一般有0～10mg/L或0～20μg/L兩種，后者屬于微量氧分析儀。主要用于下述場合：
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，與鋼材接觸會發生氧化反應，生成疏松多孔的氫氧化鐵沉淀，使鋼鐵腐蝕。為保護鍋爐設備免受溶解氧的腐蝕，在鍋爐水的除氧器后面，以及鍋爐給水中都要測量水中的含氧量。此時儀表測量范圍選擇0～20μg/L，控制指標小于7μg/L。
②污水處理工藝 對于使用活化污泥的生物處理廠來說，測量曝氣池的氧含量十分重要，可以控制空氣或氧的鼓入量，優化生物凈化流程，提高污水處理效率。此外，還需要測量和控制終處理池和澄清池出水中的氧含量。此時儀器測量范圍選擇0～10mg/L。
③地表水、生活污水、工業污水的水質監測 通過監測可以了解地表水是否受到污染，污水處理廠的出水是否達到排放指標要求。此時儀器測量范圍選擇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。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面上，發生電極反應。陽極發生氧的還原反應，陰極進行氧化反應，從而產生擴散電流。其電流I可用下式表示：
式中，n——電極反應時的電子傳遞數；
F——法拉第常數；
a——工作電極面積；
P——隔膜透過系數；
b——為隔膜厚度；
C——水中氧的濃度。
當電極參數一定時，在一定溫度下，穩定后的擴散電流與水樣中的氧濃度成正比。
13.1 隔膜式的構成和類型：
隔膜電極式分為原電池型和電解池型兩種。前者的電極反應是自發進行的，后者需要外加電壓，使電極極化。
儀器由傳感器（一次儀表）和轉換器（二次儀表）兩部分組成，傳感器結構如下圖所示：
隔膜電極傳感器結構示意圖
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：
①一些氣體和蒸汽，像氯、二氧化硫、硫化氫、胺、氨、二氧化碳、溴和碘能擴散并通過隔膜，如上述物質存在，會影響被測電流而產生干擾。
②水樣中的溶劑、油類、硫化物、碳酸鹽和藻類會引起隔膜阻塞、隔膜損壞或電極被腐蝕而干擾測定。
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，原電池的靈敏度會隨著二者的不斷消耗逐漸衰變，引起儀表讀書發生變化，所以對傳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，達到穩定期后其靈敏度才基本上保持穩定，到后期又有較快的下降。從這一特點出發，對儀器進行定期校正，也具有重要的意義。當儀表示值偏低，儀表靈敏度調到大時，示值仍然偏低，則應更換電解液，更換電解液后示值還是偏低，此時，應清洗電極。上述操作請參考相關說明書進行。
隔膜式的校準方法：
①用校正液校準 這是國家有關標準推薦的方法。
②用電解配氧法校準 有些儀器附帶有電解配氧裝置，可方便地對儀器進行校準，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 這是國家有關標準推薦的方法。
②用電解配氧法校準 有些儀器附帶有電解配氧裝置，可方便地對儀器進行校準，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。
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