Kuidas lahustunud hapniku analüsaatorid töötavad
Vee hapnikusisaldus võib täielikult näidata vee isepuhastumisastet. Aktiivmuda kasutavate bioloogiliste puhastusseadmete puhul on väga oluline teada õhutuspaakide ja oksüdatsioonikraavi hapnikusisaldust. Lahustunud hapniku sisalduse suurenemine kanalisatsioonis soodustab muid bioloogilisi tegevusi peale anaeroobsete mikroorganismide, nii et see võib eemaldada lenduvaid aineid ja hõlbustada looduslikult oksüdeerunud ioonid puhastavad kanalisatsiooni.
Hapnikusisalduse määramiseks on kolm peamist meetodit: automaatne kolorimeetriline analüüs ja keemilise analüüsi mõõtmine, paramagnetilise meetodi mõõtmine ja elektrokeemiline mõõtmine. Vees lahustunud hapniku kogust mõõdetakse üldiselt elektrokeemilise meetodiga. Mai tehas on kasutusele võtnud lahustunud hapnikuanduri HD369L ja lahustunud hapniku saatja MX30.
Hapnik võib vees lahustuda ja lahustuvus sõltub temperatuurist, veepinna üldrõhust, osarõhust ja vees lahustunud sooladest. Mida kõrgem on atmosfäärirõhk, seda suurem on vee võime hapnikku lahustada. Suhe määratakse Henry seaduse ja Daltoni seaduse järgi. Henry seadus ütleb, et gaasi lahustuvus on võrdeline selle osarõhuga.
Võtke näiteks lahustunud hapniku andur HD369L. Elektrood koosneb katoodist (tavaliselt kullast ja plaatinast), vooluga vastuelektroodist (hõbe) ja vooluta võrdluselektroodist (hõbe). Elektrood on sukeldatud elektrolüüti, nagu KCl, KOH, ja andur on kaetud membraaniga. Elektroodid ja elektrolüüt eraldatakse mõõdetavast vedelikust, kaitstes nii andurit elektrolüüdi väljapääsu ja võõrkehade sissetungi eest, mis võivad põhjustada saastumist ja mürgistust.
Vastuelektroodi ja katoodi vahele rakendatakse polariseerivat pinget. Kui mõõteelement on kastetud lahustunud hapnikuga vette, hajub hapnik läbi diafragma ja katoodil olevad hapnikumolekulid (elektronide ülejääk) redutseeritakse hüdroksiidioonideks:
Hõbekloriidi elektrokeemiline ekvivalent sadestatakse vastuelektroodile (elektronipuudulik): 4Ag pluss 4Cl-? 4AgCl pluss 4e-.
Iga hapnikumolekuli kohta kiirgab katood 4 elektroni ja vastuelektrood võtab elektronid vastu voolu moodustamiseks. Voolutugevus on võrdeline mõõdetud reovee hapniku osarõhuga. Signaal saadetakse trafosse koos temperatuurisignaaliga, mida mõõdetakse anduril oleva soojustakistuse järgi. Saatja arvutab vee hapnikusisalduse, kasutades andurisse salvestatud hapnikusisalduse ning hapniku osarõhu ja temperatuuri suhtekõverat ning teisendab selle seejärel standardsignaali väljundiks. Võrdluselektroodi ülesanne on määrata katoodpotentsiaal.
Lahustunud hapnikuanduri HDL369L reaktsiooniaeg on: 90 protsenti lõplikust mõõdetud väärtusest 3 minuti pärast ja 99 protsenti lõplikust mõõdetud väärtusest 9 minuti pärast; minimaalne voolukiiruse nõue on 0,5 cm/s.
