Ⅰ 如何有效地使用溶解氧測定儀
根據濃度不同,隔膜電極分為極譜式和原電池式兩種類型。極譜式隔膜電極以銀-氯化銀作為對電極,電極內部電解液為氯化鉀,電極外部為厚度25-50μm的聚乙烯和聚四氟乙烯薄膜,薄膜擋住了電極內外液體交流,使水中溶解氧滲入電極內部,兩電極間的電壓控制在0.5-0.8V,通過外部電路測得擴散電流可知溶解氧濃度。原電池式用銀作陽電極,鉛作陰電極。陽電極和銀電極浸入氫氧化鉀電解池中,形成兩個半電池,外層同樣用薄膜封住。溶解氧在陽極被還原,產生擴散電流,通過測定擴散電流可得溶解氧濃度。
防水型溶解氧測定儀是用於檢測溶解氧的一款完美儀器,完全防水,甚至可以漂浮!
溶解氧檢測是水質檢測一項非常重要的指標。BDO-200A型溶氧儀應用包括水環境監測、漁業、污廢水排放控制和實驗室檢測BOD等。儀器的大屏幕顯示屏能夠將檢測結果以mg/l為單位或空氣飽和度百分比形式顯示出來,同時還顯示溫度。
由微處理器控制的儀器提供最先進的溶解氧檢測技術。待測樣品中的氧氣透過一片極薄的可穿透薄膜到達感測器,感測器含有一個玻璃泡鉑電極和一個銀絲製成的陽極。感測器還有一個內置的電熱調節感測器,可以測量溫度並作線性溫度補償。
只需要幾分鍾即可完成儀器的校準。全部操作已經被簡化到只需要將感測器探頭置於飽和空氣中,並按單鍵進行操作即可。
隨儀器還提供可替換探頭薄膜和電解液,儀器隨機提供一個便攜軟包和一根3m長的探測器電纜。
Ⅱ 水中溶氧檢測
摘 要:本文綜述了水體溶解氧的各種檢測方法及原理,諸如碘量法、電流測定法(Clark溶氧電極)、電導測定法、熒光淬滅法等,比較各種方法的優缺點,對熒光淬滅法的應用前景進行了初步探討。
關鍵詞:溶解氧、熒光淬滅、環境監測
0.引言
隨著當今世界工業、農業的迅猛發展,大量的工業廢水、農田排水向江河湖海排放,同時,我國城市生活污水大約有80%未經處理直接排放,小城鎮及廣大農村生活污水大多處於無序排放狀態[1],使得許多地方的水質日益惡化,水污染和水資源短缺日益嚴重,所以迫切需要對污水進行及時監控和有效處理。其中,水中溶解氧含量是進行水質監測時的一項重要指標。
溶解氧(Dissolved Oxygen)是指溶解於水中分子狀態的氧,即水中的O2,用DO表示。溶解氧是水生生物生存不可缺少的條件。溶解氧的一個來源是水中溶解氧未飽和時,大氣中的氧氣向水體滲入;另一個來源是水中植物通過光合作用釋放出的氧。溶解氧隨著溫度、氣壓、鹽分的變化而變化,一般說來,溫度越高,溶解的鹽分越大,水中的溶解氧越低;氣壓越高,水中的溶解氧越高。溶解氧除了被通常水中硫化物、亞硝酸根、亞鐵離子等還原性物質所消耗外,也被水中微生物的呼吸作用以及水中有機物質被好氧微生物的氧化分解所消耗。所以說溶解氧是水體的資本,是水體自凈能力的表示。天然水中溶解氧近於飽和值(9ppm),藻類繁殖旺盛時,溶解氧含量下降。水體受有機物及還原性物質污染可使溶解氧降低,對於水產養殖業來說,水體溶解氧對水中生物如魚類的生存有著至關重要的影響,當溶解氧低於4mg/L時,就會引起魚類窒息死亡,對於人類來說,健康的飲用水中溶解氧含量不得小於6mg/L。當溶解氧(DO)消耗速率大於氧氣向水體中溶入的速率時,溶解氧的含量可趨近於0,此時厭氧菌得以繁殖,使水體惡化,所以溶解氧大小能夠反映出水體受到的污染,特別是有機物污染的程度,它是水體污染程度的重要指標,也是衡量水質的綜合指標[2]。因此,水體溶解氧含量的測量,對於環境監測以及水產養殖業的發展都具有重要意義。
1.水體溶解氧的各種檢測方法及原理
1.1 碘量法(GB7489-87)(Iodometric)
碘量法(等效於國際標准ISO 5813-1983)是測定水中溶解氧的基準方法,使用化學檢測方法,測量准確度高,是最早用於檢測溶解氧的方法。其原理是在水樣中加入硫酸錳和鹼性碘化鉀,生成氫氧化錳沉澱。此時氫氧化錳性質極不穩定,迅速與水中溶解氧化合生成錳酸錳:
4MnSO4+8NaOH = 4Mn(OH)2↓+4Na2SO4 (1)
2Mn(OH)2+O2 = 2H2MnO3↓ (2)
2H2MnO3+2Mn(OH)3 = 2MnMnO3↓+4H2O (3)
加入濃硫酸使已化合的溶解氧(以MnMnO3的形式存在)與溶液中所加入的碘化鉀發生反應而析出碘:
4KI+2H2SO4 = 4HI+2K2SO4 (4)
2MnMnO3+4H2SO4+HI = 4MnSO4+2I2+6H2O (5)
再以澱粉作指示劑,用硫代硫酸鈉滴定釋放出的碘,來計算溶解氧的含量[3],化學方程式為:
2Na2S2O3+I2 = Na2S4O6+4NaI (6)
設V為Na2S2O3溶液的用量(mL),M為Na2S2O3的濃度(mol/L),a為滴定時所取水樣體積(mL),DO可按下式計算[2]:
DO(mol/L)= (7)
在沒有干擾的情況下,此方法適用於各種溶解氧濃度大於0.2mg/L和小於氧的飽和度兩倍(約20mg/L)的水樣。當水中可能含有亞硝酸鹽、鐵離子、游離氯時,可能會對測定產生干擾,此時應採用碘量法的修正法。具體作法是在加硫酸錳和鹼性碘化鉀溶液固定水樣的時候,加入NaN3溶液,或配成鹼性碘化鉀-疊氮化鈉溶液加於水樣中,Fe3+較高時,加入KF絡合掩敝。碘量法適用於水源水,地面水等清潔水。碘量法是一種傳統的溶解氧測量方法,測量准確度高且准確性好,其測量不確定度為0.19mg/L[4]。但該法是一種純化學檢測方法,耗時長,程序繁瑣,無法滿足在線測量的要求[5]。同時易氧化的有機物,如丹寧酸、腐植酸和木質素等會對測定產生干擾。可氧化的硫的化合物,如硫化物硫脲,也如同易於消耗氧的呼吸系統那樣產生干擾。當含有這類物質時,宜採用電化學探頭法[6],包括下面將要介紹的電流測定法以及電導測定法等。
1.2 電流測定法(Clark溶氧電極)
當需要測量受污染的地面水和工業廢水時必須用修正的碘量法或電流測定法。電流測定法根據分子氧透過薄膜的擴散速率來測定水中溶解氧(DO)的含量。溶氧電極的薄膜只能透過氣體,透過氣體中的氧氣擴散到電解液中,立即在陰極(正極)上發生還原反應:
O2+2H2O+4e à 4OH- (8)
在陽極(負極),如銀-氯化銀電極上發生氧化反應:
4Ag+4Cl- à 4AgCl+4e (9)
(8)式和(9)式產生的電流與氧氣的濃度成正比,通過測定此電流就可以得到溶解氧(DO)的濃度。
電流測定法的測量速度比碘量法要快,操作簡便,干擾少(不受水樣色度、濁度及化學滴定法中干擾物質的影響),而且能夠現場自動連續檢測,但是由於它的透氧膜和電極比較容易老化,當水樣中含藻類、硫化物、碳酸鹽、油類等物質時,會使透氧膜堵塞或損壞,需要注意保護和及時更換,又由於它是依靠電極本身在氧的作用下發生氧化還原反應來測定氧濃度的特性,測定過程中需要消耗氧氣,所以在測量過程中樣品要不停地攪拌,一般速度要求至少為0.3m/s,且需要定期更換電解液,致使它的測量精度和響應時間都受到擴散因素的限制。目前市場上的儀器大多都是屬於Clark電極類型,每隔一段時間要活化,透氧膜也要經常更換。張葭冬[7]對膜電極的精密度作了研究,用膜電極法測量溶解氧的標准偏差為0.41mg/L,變異系數5.37%,碘量法測量溶解氧的標准偏差為0.3mg/L,變異系數為4.81%。同碘量法做對比實驗時,每個樣品測定值絕對誤差小於0.21mg/L,相對誤差不超過2.77%,兩種方法相對誤差在-2.52%~2.77%之間。代表產品有美國YSI公司的系列攜帶型溶解氧測量儀,如YSI58型溶解氧測量儀,該儀器可高質量地完成實驗室和野外環境的測試工件,操作簡便攜帶方便。測量范圍為0~20mg/L,精度為±0.03mg/L。
1.3 熒光猝滅法
熒光猝滅法的測定是基於氧分子對熒光物質的猝滅效應原理,根據試樣溶液所發生的熒光的強度來測定試樣溶液中熒光物質的含量。通過利用光纖感測器來實現光信號的傳輸,由於光纖感測器具有體積小、重量輕、電絕緣性好、無電火花、安全、抗電磁干擾、靈敏度高、便於利用現有光通信技術組成遙測網路等優點,對傳統的感測器能起到擴展、提高的作用,在很多情況下能完成傳統的感測器很難甚至不能完成的任務,因此非常適合於熒光的傳輸與檢測。從80年代初起,人們已開始了探索應用於氧探頭的熒光指示劑的工作。早期曾採用四烷基氨基乙烯為化學發光劑,但由於其在應用中對氧氣的響應在12小時內逐漸衰減而很快被淘汰。芘、芘丁酸、氟蒽等是一類很好的氧指示劑〔8〕,如1984年Wolfbeis等報告了一種對氧氣快速響應的熒光感測器,就是以芘丁酸為指示劑,固定於多孔玻璃。這種感測器的優點是響應速度快(可低於50ms),並有很好的穩定性。1989年,Philip等〔9〕將香豆素1、香豆素103、香豆素153三種熒光指示劑分別固定於有機高聚物XAD-4、XAD-8及硅膠三種支持基體中進行實驗。從靈敏度、發射強度和穩定性幾個方面進行比較,得出了香豆素102固定於XAD-4支持基體中是作為一種靈敏可逆的光纖氧感測器的中介的最佳選擇的結論。使用這種熒光指示劑的光纖氧感測器的應用范圍相當廣泛。
後來過渡金屬(Ru、Os、Re、Rh和Ir)的有機化合物以其特殊的性能受到關注,對光和熱以及強酸強鹼或有機溶劑等都非常穩定。一般選用金屬釕鉻合物作為熒光指示劑即分子探針。金屬釕鉻合物的熒光強度與氧分壓存在一一對應的關系,激發態壽命長,不耗氧,自身的化學成份很穩定,在水中基本不溶解。釕鉻合物的基態至激發態的金屬配體電荷轉移(MLCT)過程中,激發態的性質與配體結構有密切關系,通常隨著配體共軛體系的增大,熒光強度增強,熒光壽命增大,例如在熒光指示劑中把苯基插入到釕的配位空軌道上,從而增強絡合物的剛性,在這樣的剛性結構介質中,釕的熒光壽命延長,而氧分子與釕絡合物分子之間的碰撞猝滅機率提高,從而可增強氧感測膜對氧的靈敏度。目前的研究中,釕化合物的配體一般局限於2,2』-聯吡啶、1,10-鄰菲洛啉及其衍生物。Brian[10]在實驗中比較了在不同pH值介質條件下製得的Ru(bpy)2+3與Ru(ph2phen)2+3兩種不同塗料的感測器性能,結果顯示在pH=7時Ru(ph2phen)2+3顯示了更高的靈敏度。為延長敏感膜在水溶液中的工作壽命,較長時間保持其靈敏性,呂太平〔11〕等合成Ru(Ⅱ)與4,7-二苯基-1,10-鄰菲洛啉的親脂性衍生物生成的新的熒光試劑配合物Ru(I)[4,7-雙(4』-丙苯基)-1,10-鄰菲洛啉]2(ClO4)2和Ru(Ⅱ)[4,7-雙(4』-庚苯基)-1,10-鄰菲洛啉]3(ClO4)2。Kerry[12]等合成Ru(Ⅱ)[5-丙烯醯胺基-1,10-鄰菲洛啉]3(ClO4)2。實驗均發現隨著配體碳鏈的增長,熒光試劑的憎水性增大,流失現象減少,可延長膜的使用壽命。Ignacy[13]等研究還發現極化後的[Ru(dpp)3Cl2]氧感測膜對氧具有更高的靈敏度。吸附在硅膠60上的釕(Ⅱ)絡合物在藍光的激發下發出既強烈又穩定的粉紅色熒光,該熒光可以有效地被分子氧淬滅。
其檢測原理是根據Stern-Vlomer的猝滅方程[14]:F0/F=1+Ksv[Q],其中F0為無氧水的熒光強度,F為待檢測水樣的熒光強度,Ksv為方程常數,[Q]為溶解氧濃度,根據實際測得的熒光強度F0、F及已知的Ksv,可計算出溶解氧的濃度[Q]。
實驗證明這種檢測方法克服了碘量法和電流測定法的不足,具有很好的光化學穩定性、重現性,無延遲,精度高,壽命長,可對水中溶解氧進行實時在線監測。其測量范圍一般為0~20mg/L,精度一般≤1%,響應時間≤60s。
1.4 其他檢測方法
電導測定法:用導電的金屬鉈或其他化合物與水中溶解氧(DO)反應生成能導電的鉈離子。通過測定水樣中電導率的增量,就能求得溶解氧(DO)的濃度。實驗表明,每增加0.035S/cm的電導率相當於1mg/L的溶解氧(DO)。此方法是測定溶解氧(DO)最靈敏的方法之一,可連續監測。
陽極溶出伏安法:同樣利用金屬鉈與溶解氧(DO)定量反應生成亞鉈離子:
4Tl+O2+2H2Oà4Tl++4OH- (10)
然後用溶出法測定Tl+離子的濃度,從而間接求得溶解氧(DO)的濃度。使用該方法取樣量少,靈敏度高,而且受溫度影響不大。
2.國內外在水體溶解氧檢測領域研究的現狀
我國目前對水質檢驗的常規程序是取樣後拿到實驗室檢驗分析,中間的工作環節復雜,導致檢測時間長,不能及時得到水質情況。國內目前一些單位和研究機構已經開發研製出一些小型溶解氧檢測儀,一般都基於電流測定法,如上海雷磁儀器廠生產的JPSJ-605型溶解氧分析儀,北京北斗星工業化學研究所研製的H-BD5W手持式水質通用測試儀等,其速度方面同國外同類儀器還有一定的差距;國內對熒光溶解氧感測器也有一些研究[5][15],技術已經達到國外平均水平,但研究實現商品化的較少。國外一般採用新型的基於熒光淬滅效應的溶解氧測量儀[16],代表產品有瑞士DMP公司的MICROXI型的溶解氧測量儀,美國OXYMON氧氣測量系統等等,測量精確,快速,並可以遠程測量等。總的來說,目前市場上大多數商品化溶解氧測量儀都是基於Clark溶氧電極的,基於熒光淬滅法的光纖溶解氧感測器較少。
我國環境監測、監控技術在環境領域的應用等方面的研究與發達國家相比還存在顯著差距。目前國內在水質監測系統上還沒有自己開發的完整的設備,大多數採用國外的設備和技術,如ECOTECH公司的WQMS(水質監測系統),美國SIGMA900系列水質采樣器等等,但是國外的水質檢測設備和系統大多數價格高,體積大,有的不完全符合中國的環境條件。據海關統計,2000年我國進口各類儀器儀表總額70億美元,接近我國儀器儀表工業總產值的50%。全國每年用於儀器儀表進口的費用大大超過用於購買國產儀器的費用,價格昂貴、采購周期長以及各種配件難以獲得等原因,嚴重地約束了我國科學技術的發展[1]。因此我國急需研究開發自行生產的環境水質自動監測儀器。
3.小結
目前國際上發展的主流是基於熒光淬滅原理的光纖溶解氧感測器,儀器的性能一般為:重復性誤差±0.3㎎/L,零點漂移和量程漂移±0.3㎎/L,響應時間(T90)≤2min,溫度補償精度±0.3㎎/L,MTBF≥720h/次。根據上述熒光淬滅的特性,擬使用如下方法實現溶解氧檢測儀:光源發出的光信號經濾光片送到有熒光指示劑的區域,水中溶解氧與熒光指示劑相作用,引起光的強度、波長、頻率、相位、偏振態等光學特徵發生變化後送到光探測器和信號處理裝置,得到溶解氧濃度的信息。為了防止污染物、水體生物的腐蝕、干擾,儀器的抗干擾能力是關鍵。應該從感測膜的化學穩定性,儀器的防腐蝕性能,電路的工作穩定性方面多加以研究。
鑒於基於熒光淬滅法測量儀的光纖感測器具有較高的測量精度和較強的抗干擾能力,以及較好的重復性和穩定性,可以用於農業中水產養殖業水質的測量以及各種農業用水污染程度的測量,因此對此種感測器的研究具有重要的實際應用價值和商品化價值。
Ⅲ 污水處理廠的實驗室都有什麼儀器,哪些是必須的
1.電導率感測器
用途:電導率感測器用於監視進水成分的變化,同時也是化學除磷控制策略的基礎。
2.TOC測量儀
用途:TOC表示污水中總有機碳的含量,也是表徵水體受有機物污染程度的一個指標。
3.流量監測儀
用途:流量監測儀表主要有堪板、轉子流量計、渦輪式流量計、靶式計量槽、電磁流量計、超聲波流量計等。
4.溶解氧(DO)測量儀
用途:氧在活性污泥過程中起著非常重要的作用,且相關的曝氣費用約佔全部運行費用的40%,因此氧感測器成為廢水處理廠最廣泛的測量監視儀表。氧測量基於液體中擴散氧的電化學反應。溶解氧(DO)感測器是可靠准確的測量儀表,但必須謹慎選擇合適的測量位置,並防止結垢。目前自動清潔系統已經相當普遍,一些裝備清潔系統並可進行自校準的溶解氧感測器已有應用。DO感測器被廣泛用於曝氣過程的控制,節省了大量投資,所獲得的信息也可用於監視任何活性污泥處理過程。
5.乾燥箱
用途:實驗實用
6.PH計
用途:pH值是生化過程中的一個重要變數,更是厭氧消化和硝化過程的關鍵值,通常在污水處理廠都安裝有pH電極浸人污泥中,通過不同的清潔策略可以實現長期免維護。對於具有高度緩沖能力的廢水,pH值測量對過程變化可能不敏感,因此不適合於過程監督與控制,這種情況可以用碳酸鹽測量系統代替。
7.色度計
用途:水質顏色檢測
8.顯微鏡
用途:用於污泥微生物的觀察
9.需氧量(COD)測量儀,COD快速消解儀
用途:所謂化學需氧量(COD),是在一定的條件下,採用一定的強氧化劑處理水樣時,所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質多少的一個指標。
10.馬弗爐
用途:實驗實用
11.分光光度計,包括721、722、752等
用途:做金屬離子分析:總磷、總汞、總鎘、總鉻、總砷、總氮、六價鉻
12.生化培養箱
用途:應用於細菌、黴菌、微生物、組織細胞的培養保存以及水質分析與BOD測試
13.振盪器
用途:作生物、生化、細胞、菌種等各種液態、固態化合物的振盪培養。
14.污泥界面懸浮物測量儀
用途:一個關鍵的控制因素是二沉池中的污泥界面。合適的污泥界面厚度可以防止污泥腐爛,避免磷釋放到上清液和出水中,與生物除磷效果相關。
15.分析天平
用途:實驗實用
Ⅳ 什麼是溶解氧儀溶解氧儀有哪幾種
溶解氧儀其實是測量溶解在水溶液內的氧氣的含量。氧氣通過周圍的空氣、空氣流動和光合作用溶解於水中。溶氧電極可用來測量用來對氧含量會影響反應速度、流程效率或環境的流程進行監控。溶氧儀具有安裝方便,標定周期長(3~4個月),對其他物質不敏感等特點,並且能監測覆膜和內電解質的使用情況,一般每一至三年更換一次電解質和覆膜。
適當的溶氧對好的水質是必不可少的,所有的生命形態都需要氧。天然的溪水凈化過程要求有恰當的氧含量供給有氧生命形態。如水中的氧含量低於5.0mg/L,水生物生存就有困難,濃度越低越困難。如氧含量低於1-2mg/L並持續幾小時將導致水生物大批死亡。
溶解氧儀,分為極譜式和熒光法兩種。
一、極譜式溶解氧儀。
現在市面上溶氧儀大多數是極譜分析儀器,ppm級的可廣泛應用於化工化肥、環保、制葯、生化、食品和自來水等溶液中溶解氧值的連續監測。ppb級的專為電廠、鍋爐給水和凝結水等ppb級溶解氧測量設計,它確保了在(超)低濃度的穩定性和准確性,在測量性能和使用環境等方面現在的技術都有很大的提高。
常見的溶氧儀多採用隔膜電極作換能器,將溶氧濃度(實際上是氧分壓)轉換成電信號,再經放大、調整(包括鹽度、溫度補償),由模數轉換顯示。
溶氧儀實用的膜電極有兩種類型:極譜型(Polarography)和原電池型(Galvanic Cell)。極譜型(Polarography):電極中,由黃金(Au)環或鉑(Pt)金環作陰極;銀-氯化銀(或汞-氯化亞汞)作陽極。電解液為氯化鉀溶液。陰極外表面覆蓋一層透氧薄膜。薄膜可採用聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、硅橡膠等透氣材料。
二、熒光法溶解氧儀。
熒光溶氧儀是基於物理學中特定物質對活性熒光的猝熄原理。
感測器前端的熒光物質是特殊的鉑金屬卟啉復合了允許氣體分子通過的聚酯箔片,表面塗了一層黑色的隔光材料以避免日光和水中其它熒光物質的干擾。通過藍寶石光窗與水密鈦合金外殼內紅藍光源以及感光元件隔離。 調制的藍光照到熒光物質上使其激發,並發出紅光,由於氧分子可以帶走能量(猝熄效應) ,所以激發紅光的時間和強度與氧分子的濃度成反比。我們採用了與藍光同步的紅光光源作為參比,測量激發紅光與參比光之間的相位差,並與內部標定值比對,從而計算出氧分子的濃度,經過線性化和溫度補償,輸出最終值。
溶解氧儀也分為幾類:
1.按便攜性分為:攜帶型溶解氧儀,台式溶解氧儀和筆式溶解氧儀。
2.按用途分為:實驗室用溶解氧儀,工業在線溶解氧儀等。
3.按先進程度分為:經濟型溶解氧儀,智能型溶解氧儀,精密型溶解氧儀或分為指針式溶解氧儀,數顯式溶解氧儀。
4.筆式溶解氧儀,一般製成單一量程,測量范圍狹,為專用簡便儀器。
在過去的50多年裡,一直採用電流法和極譜法測量溶解氧。這種方法對於市政和工業廢水中的溶解氧監測曾起著非常重要的作用,但是,傳統的電化學方法的使用膜、電極和電解液,從而會導致很多問題,即使進行定期維護,還是不能得到准確的測量結果。
創新的新型熒光技術,沒有膜和電解液,幾乎不用維護,性能優異,使用方便。
熒光法溶解氧儀,最早是由國外研發出來,並投入使用的,中國在90年代由國家支持,屬於國家九五重點公關課題,經過十多年的研究生產技術已經趨於成熟。
Ⅳ 溶解氧測定儀是干什麼用的是不是只用於檢測水的質量,不夢改變水質對吧,請簡單回答
溶解氧測定儀是測定水中溶解氧的裝置,工作原理是氧透過隔膜被工作電極還原,產生與氧濃度成正比的擴散電流,通過測量此電流,得到水中溶解氧的濃度。
綜上所述,此機器幾乎不會對水質造成影響,只是用於測量。
Ⅵ 水產養殖溶氧儀是什麼 水產養殖溶氧儀是什麼有什麼作用
1、水產養殖溶氧儀是什麼有什麼作用:在水產養殖上的主要作用有:氧含量測量,如檢測和調節水中氧氣含量,以便維持水產養殖所需要的適宜生態和生長條件。
2、溶氧儀的作用:溶氧儀指的是一種專用於測量氧氣在水中的溶解量的儀器設備,水中溶解氧濃度的測量在水處理領域很重要,主要有以下幾點作用:
(1)污水處理廠:用在污水處理過程中產生的活性污泥池中氧的測量和調節,以便在生物降解過程中能達到更高效。
(2)水文監測:主要用來測量河流、湖泊及海洋中的氧含量情況,獲取當前水的質量信息。
(3)水處理:主要為氧含量的測量,如飲用水中檢測狀態(氧氣豐富或腐蝕預防等)。
(4)魚塘(水產養殖):養殖池內氧含測量和調節,以便給養殖魚類維持更好的生態和生長條件。
Ⅶ 什麼是溶解氧光學溶解氧測定儀有什麼好處
什麼是溶解氧?
空氣中的分子態氧溶解在水中稱為溶解氧。水中的溶解氧的含量與空氣中氧的分壓、水的溫度都有密切關系。在自然情況下,空氣中的含氧量變動不大,故水溫是主要的因素,水溫愈低,水中溶解氧的含量愈高。溶解於水中的分子態氧稱為溶解氧,通常記作DO,用每升水裡氧氣的毫克數表示。水中溶解氧的多少是衡量水體自凈能力的一個指標。
光學溶解氧測定儀有什麼好處
熒光法溶解氧測定儀的優點更多些,膜法的容易被污泥住,污泥對熒光法DO測量影響很小。熒光法測溶解氧確實比極譜法測量響應快、使用時間長等優點,但是熒光法溶解氧測定儀價格貴一些。
►無需標定。因為是熒光法設計。所以不需要進行標定,這樣就大大減少了儀器使用中的維護工作量。
►測量結果穩定。採用熒光法測量溶解氧因為測量過程中不會消耗任何物質,也不會消耗水中的溶解氧,所以這種測量方法測量結果更加穩定。
► 減少清洗頻率。傳統膜法需要經常清洗,否則會嚴重影響氧氣的透過,從而影響測量,熒光法對探頭的清潔要求不高,定期擦拭熒光帽即可。
► 維護量低。因為熒光法不需要標定、不需要頻繁校準、不需要更換膜(RO膜)、不需要頻繁清洗,所以其安裝使用後的維護量非常少。
►
無干擾。pH的變化、污水中含有的化學物質、H2S、重金屬等不會對測量造成干擾,另外本身也會有氧化性,可能被普通溶解氧電極當作氧氣進行測量;電解液的二氧化碳會對測量造成影響,
主要是改變了電解液的電導率,而LDO沒有電解液,所以不會受到二氧化碳的影響。
► 響應時間快。熒光法溶解氧在與水接觸的同時即可響應,其時間非常短。
► 無需極化時間。因為不使用電極,所以不存在極化的問題。
Ⅷ 溶解氧測試儀的國內外研究現狀
中國對水質檢驗的常規程序是取樣後拿到實驗室檢驗分析,中間的工作環節復雜,導致檢測時間長,不能及時得到水質情況。國內一些單位和研究機構已經開發研製出一些小型溶解氧檢測儀,一般都基於電流測定法,如上海雷磁儀器廠生產的JPSJ-605型溶解氧分析儀,北京北斗星工業化學研究所研製的H-BD5W手持式水質通用測試儀等,其速度方面同國外同類儀器還有一定的差距;國內對熒光溶解氧感測器也有一些研究[5][15],技術已經達到國外平均水平,但研究實現商品化的較少。國外一般採用新型的基於熒光淬滅效應的溶解氧測量儀[16],代表產品有瑞士DMP公司的MICROⅪ型的溶解氧測量儀,美國OXYMON氧氣測量系統等等,測量精確,快速,並可以遠程測量等。總的來說,市場上大多數商品化溶解氧測量儀都是基於Clark溶氧電極的,基於熒光淬滅法的光纖溶解氧感測器較少。
中國環境監測、監控技術在環境領域的應用等方面的研究與發達國家相比還存在顯著差距。目前國內在水質監測系統上還沒有自己開發的完整的設備,大多數採用國外的設備和技術,如ECOTECH公司的WQMS(水質監測系統),美國SIGMA900系列水質采樣器等等,但是國外的水質檢測設備和系統大多數價格高,體積大,有的不完全符合中國的環境條件。據海關統計,2000年中國進口各類儀器儀表總額70億美元,接近中國儀器儀表工業總產值的50%。全國每年用於儀器儀表進口的費用大大超過用於購買國產儀器的費用,價格昂貴、采購周期長以及各種配件難以獲得等原因,嚴重地約束了中國科學技術的發展[1]。因此中國急需研究開發自行生產的環境水質自動監測儀器。 范圍:0~400(%);0~60.00(mg/l)
精度:1%;0.1 mg/l
溫度補償:0~40 ℃;0~40℃
還可測量PH值;電導率;鹽度等參數 Co-401榮獲歐洲實驗室2001(EUROLAB 2001)國際金獎!
CX-742榮獲華沙MEDICA – CONTROLA金獎! 貝爾公司設計了多款電化學儀器,有PH計;電導儀;溶氧儀;溫度記錄儀;濕度記錄儀等產品。BDO-200A型溶氧儀是高智能化在線連續監測儀。
防水型溶解氧測量儀CO-401
pH值 / 溶解氧測量儀CPO-401
⒈電導率/鹽度/溶解氧測量儀CCO-401產品介紹如下:
測量純水或污水中溶解氧(飽和度%或mg/l)、溫度和大氣壓;
2種供電模式,9V電池或12V電源適配器,能戶外和室內工作。
可選充電電池,充電時直接插在測量儀上。
測量溶解氧時能自動修正氣壓的影響,從而提高了測量精度,簡化測試過程。
測量范圍寬,能測量水中長有植物的湖水。
單點或2點氧探頭校正。
CPO-401還能測量pH值,其特徵類似於CP-401 pH計。
CCO-401能自動修正鹽度對溶解氧測量的影響,縮短了工作時間。
CCO-401另外能測量電導率,其特徵同樣類似於CC-401。
自動或手動溫度補償。
能顯示時間日期。
內部數據儲存器能貯存200套連續或獨立測量數據,附溫度、時間和日期。
可選擇貯存450或950套數據的儲存器。
測量結果能長期保留在內存。
集成RS-232輸出埠,能與電腦或標准列印機連接。
質量保證期:18個月。
⒉溶解氧測量儀CO-402 產品介紹如下:
CO-402用來測量水中溶解氧(以飽和度%或濃度mg/l表示)和溫度。
適用於低含量的樣品測量,如水的純化處理,熱力學,化學實驗室和科學研究中。
測量精確度可與其成本更高的測量方法相媲美。
測量套件包括CO-402測量儀和包含一個帶特殊流動導管的氧氣感測器。
供電模式為電池或接電源適配器
LCD大屏幕顯示,操作簡便快捷。
自動或手動的溫度補償
可記錄200個單獨或連續的測量數據,附時間和日期
也可選配能記錄450或950個數據的儲存器。
測量結果和校正數據保存在內存中。
可跟電腦和列印機相連。
可用充電的電池。
保質期為18個月。
防水設計,儀器能在不同環境中使用。
感測器2 點校正:0% 和 100% O2。
響應時間:< 30 s.
氣流管參數:
顯示流速:30 l / h
最大壓強:0.1 MPa
最高溫度:+ 60℃ (氧感測器最高為+ 40℃)
介面長度:8,10,或12 mm
⒊防水型溶解氧測量儀CO-411產品介紹如下:
用於測量溶解氧(用%或mg/1表示)和溫度。
能自動修正大氣壓和鹽度對溶解氧測量結果影響。
LCD大屏幕,讀數便利。
獨立的溫度感測器,可以測量到– 20 -199.9 ℃ (Pt-1000)范圍的溫度。
自動溫度補償系統
兩種電源模式, 9V電池和12V的電源適配器,可在室內和戶外工作。
可選用充電電池
自動斷電功能
質量保證期:18個月。
范圍:0 - 19.99(mg/l);0 -199.9(%);-50.0-199.9
精度:0.2 mg/l;2%; 0.8 ℃
溫度補償:0 - 40 ℃
壓力范圍:800 – 1200 hPa
鹽度范圍:0 – 50 g
溶解氧測量儀CO-501 和 CO-502
pH值/溶解氧測量儀 CPO-501 和 CPO-502
⒋電導率/鹽度/溶解氧測量儀CCO-501 和 CCO-502產品介紹如下:
實驗室台式設計,配12V電源適配器。
502型集成熱敏列印機。
測量水或污水中溶解氧(飽和度%,mg/l)、溫度和氣壓。
能自動修正氣壓對溶解氧測量的影響。
CPO型還能測量pH值,其特點類似於CP-501 pH計。
CCO型還能測量電導率,鹽度,其特點類似於CC-501型。
CCO型能測量鹽度,並能自動修正鹽度對溶解濃度的影響,因此使得測量工作簡單快速。
溶解氧感測器1點或2點校正。
自動或手動溫度補償。
可顯示時間和日期。
內部數據儲存器可收集200套連續或獨立的數據結果,並附有溫度、時間和日期。
也可選配能記錄450或950個數據儲存器。
集成 RS-232 埠,能與計算機或標准列印機連接。
質量保證期:18個月。
Ⅸ 溶氧儀是做什麼的
溶氧儀是極譜分析儀器,專為鍋爐給水和凝結水等ppb級溶解氧測量設計。確保了在(超)低濃度的穩定性和准確性,在測量性能和使用環境等方面有很大的提高,主要用於化工化肥、冶金、環保、制葯、生化、食品和自來水等溶液中溶解氧值的連續監測。
Ⅹ 溶解氧測試儀的原理
溶解度取決於溫度、壓力和水中溶解的鹽
一、溶解氧分析儀測量原理氧在水中的溶解度取決於溫度、壓力和水中溶解的鹽。溶解氧分析儀感測部分是由金電極(陰極)和銀電極(陽極)及氯化鉀或氫氧化鉀電解液組成,氧通過膜擴散進入電解液與金電極和銀電極構成測量迴路。當給溶解氧分析儀電極加上0.6~ 0.8V 的極化電壓時,氧通過膜擴散,陰極釋放電子,陽極接受電子,產生電流,整個反應過程為:陽極 Ag+Cl→AgCl+2e- 陰極 O2+2H2O+4e→4OH- 根據法拉第定律:流過溶解氧分析儀電極的電流和氧分壓成正比,在溫度不變的情況下電流和氧濃度之間呈線性關系。
表示方法
二、溶解氧含量的表示方法溶解氧含量有3 種不同的表示方法:氧分壓(mmHg);百分飽和度(%);氧濃度(mg/L 或10-6),這3 種方法本質上沒什麼不同。
⑴分壓表示法:氧分壓表示法是最基本和最本質的表示法。根據Henry 定律可得,P=(Po2+P H2O)×0.209,其中,P 為總壓;Po2 為氧分壓(mmHg);P H2O 為水蒸氣分壓;0.209 為空氣中氧的含量。
⑵百分飽和度表示法:由於曝氣發酵十分復雜,氧分壓不能計算得到,在此情況下用百分飽和度的表示法是最合適的。例如將標定時溶解氧定為100%,零氧時為0%,則反應過程中的溶解氧含量即為標定時的百分數。
⑶氧濃度表示法:根據Henry 定律可知氧濃度與其分壓成正比,即:C=Po2 ×a,其中C 為氧濃度(mg/L);Po2 為氧分壓(mmHg);a 為溶解度系數(mg/mmHg·L)。溶解度系數a 不僅與溫度有關,還與溶液的成分有關。對於溫度恆定的水溶液,a 為常數,則可測量氧的濃度。氧濃度表示法在發酵工業中不常用,但在污水處理、生活飲用水等過程中都用氧濃度來表示。
影響溶解氧測量的因素
三、影響溶解氧測量的因素氧的溶解度取決於溫度、壓力和水中溶解的鹽,另外氧通過溶液擴散比通過膜擴散快,如流速太慢會產生干擾。
⒈ 溫度的影響由於溫度變化,膜的擴散系數和氧的溶解度都將發生變化,直接影響到溶氧電極電流輸出,常採用熱敏電阻來消除溫度的影響。溫度上升,擴散系數增加,溶解度反而減小。溫度對溶解度系數a 的影響可以根據Henry 定律來估算,溫度對膜擴散系數β可以通過阿侖尼烏斯定律來估算。
⑴氧的溶解度系數:由於溶解度系數a 不僅受溫度的影響,而且受溶液的成分的影響。在相同氧分壓下,不同組分的實際氧濃度也可能不同。根據亨利定律可知氧濃度與其分壓成正比,對於稀溶液,溫度變化溶解度系數a 的變化約為2%/ ℃。
⑵膜的擴散系數:根據阿侖尼烏斯定律,溶解度系數β與溫度T 的關系為:C=KPo2·exp(-β/T),其中假定K、Po2 為常數,則可以計算出β在25℃時為2.3%/ ℃。當溶解度系數a 計算出來後,可通過儀表指示和化驗分析值對比計算出膜的擴散系數(這里略去計算過程),膜的擴散系數在25℃時為1.5%/℃。
⒉ 大氣壓的影響根據Henry 定律,氣體的溶解度與其分壓成正比。氧分壓與該地區的海拔高度有關,高原地區和平原地區的差可達20%,使用前必須根據當地大氣壓進行補償。有些儀表內部配有氣壓表,在標定時可自動進行校正;有些儀表未配置氣壓表,在標定時要根據當地氣象站提供的數據進行設置,如果數據有誤,將導致較大的測量誤差。
⒊ 溶液中含鹽量鹽水中的溶解氧明顯低於自來水中的溶解氧,為了准確測量,必須考慮含鹽量對溶解氧的影響。在溫度不變的情況下,鹽含量每增加100mg/L,溶解氧降低約1%。如果儀表在標定時使用的溶液的含鹽量低,而實際測量的溶液的含鹽量高,也會導致誤差。在實際使用中必須對測量介質的含鹽量進行分析,以便准確測量及正確補償。
⒋ 樣品的流速氧通過膜擴散比通過樣品進行擴散要慢,必須保證電極膜與溶液完全接觸。對於流通式檢測方式,溶液中的氧會向流通池內擴散,使靠近膜的溶液中的氧損失,產生擴散干擾,影響測量。為了測量准確,應增加流過膜的溶液的流量來補償擴散失去的氧,樣品的最小流速為0.3m/s。
注意的問題
四、注意的問題對溶解氧分析儀來說,只要選型、設置、維護得當,一般均能滿足工藝的測量要求。溶解氧分析儀的使用不好的主要問題出在:使用維護不正確;電極內部泄露造成溫度補償不正常;電極輸入阻抗降低等。
⒈ 日常維護儀表的日常維護主要包括定期對電極進行清洗、校驗、再生。
⑴1~2 周應清洗一次電極,如果膜片上有污染物,會引起測量誤差。清洗時應小心,注意不要損壞膜片。將電極放入清水中涮洗,如污物不能洗去,用軟布或棉布小心擦洗。
⑵2~3 月應重新校驗一次零點和量程。
⑶電極的再生大約1 年左右進行一次。當測量范圍調整不過來,就需要對溶解氧電極再生。電極再生包括更換內部電解液、更換膜片、清洗銀電極。如果觀察銀電極有氧化現象,可用細砂紙拋光。⑷在使用中如發現電極泄露,就必須更換電解液。
⒉ 儀表標定儀表的標定方法一般可採用標准液標定或現場取樣標定。
⑴標准溶液標定法:標准溶液標定一般採用兩點標定,即零點標定和量程標定。零點標定溶液可採用2%的Na2SO3 溶液。量程標定溶液可根據儀表測量量程選擇4M 的KCl 溶液(2mg/L);50%的甲醇溶液(21.9mg/L)。
⑵現場取樣標定法(Winkler 法):在實際使用中,多採用Winkler 方法對溶解氧分析儀進行現場標定。使用該方法時存在兩種情況:取樣時儀表讀數為M1,化驗分析值為A,對儀表進行標定時儀表讀數仍為M1,這時只須調整儀表讀數等於 A 即可;取樣時儀表讀數為M1,化驗分析值為A,對儀表進行標定時儀表讀數改變為M2,這時就不能將調整儀表讀數等於A,而應將儀表讀數調整為 1 M A ×M2。3. 使用中應注意的問題使用中應注意以下問題:由於溶解氧電極信號阻抗較高(約20MΩ),溶解氧電極與轉換器之間距離最大為50m;溶解氧電極不用時也應處於工作狀態,可接在溶解氧轉換器上。久置或重新再生(更換電解液或膜)的電極,在使用前應置於無氧環境極化1~2h;由於溫度變化對電極膜的擴散和氧溶解度有較大影響,標定時需較長時間(約10min),以使溫補電阻達到平衡;氧分壓與該地區的海拔高度有關,儀表在使用前必須根據當地大氣壓進行補償;測量溶液的含鹽量高時,儀表標定時應使用含鹽量相當的溶液;對於流通式測量方式,要求流過電極的最小流速為0.3m/s。