Gelöster Sauerstoff bezeichnet die Menge an im Wasser gelöstem Sauerstoff. Sie wird üblicherweise als DO angegeben und in Milligramm Sauerstoff pro Liter Wasser (in mg/l oder ppm) ausgedrückt. Einige organische Verbindungen werden durch aerobe Bakterien biologisch abgebaut, die den im Wasser gelösten Sauerstoff verbrauchen. Dieser Sauerstoff kann nicht rechtzeitig wieder aufgefüllt werden. Anaerobe Bakterien vermehren sich schnell im Wasser, und die organischen Stoffe verfärben das Wasser aufgrund von Verderb und Geruch schwarz. Die Menge an gelöstem Sauerstoff im Wasser ist ein Indikator für die Selbstreinigungsfähigkeit des Wassers. Der im Wasser gelöste Sauerstoff wird verbraucht und benötigt eine kurze Zeit, um den Ausgangszustand wiederherzustellen. Dies weist darauf hin, dass das Wasser eine starke Selbstreinigungsfähigkeit besitzt oder die Wasserverschmutzung nicht schwerwiegend ist. Andernfalls ist das Wasser stark verschmutzt, die Selbstreinigungsfähigkeit ist schwach oder sogar verloren gegangen. Der Sauerstoffgehalt hängt eng mit dem Sauerstoffpartialdruck in der Luft, dem Luftdruck, der Wassertemperatur und der Wasserqualität zusammen.
1.Aquakultur: Um den Atembedarf von Wasserprodukten sicherzustellen, Echtzeitüberwachung des Sauerstoffgehalts, automatischer Alarm, automatische Sauerstoffversorgung und andere Funktionen
2. Überwachung der Wasserqualität natürlicher Gewässer: Erkennen Sie den Verschmutzungsgrad und die Selbstreinigungsfähigkeit von Gewässern und verhindern Sie biologische Verschmutzungen wie die Eutrophierung von Gewässern.
3. Abwasserbehandlung, Kontrollindikatoren: Anaerober Tank, Aerober Tank, Belüftungstank und andere Indikatoren werden verwendet, um den Wasseraufbereitungseffekt zu kontrollieren.
4. Kontrolle der Korrosion von Metallmaterialien in industriellen Wasserversorgungsleitungen: Im Allgemeinen werden Sensoren mit einem ppb-Bereich (µg/l) verwendet, um die Rohrleitung zu kontrollieren und einen Sauerstoffgehalt von null Grad zu erreichen, um Rost zu verhindern. Sie werden häufig in Kraftwerken und Kesselanlagen eingesetzt.
Derzeit basieren die gängigsten Messgeräte für gelösten Sauerstoff auf zwei Messprinzipien: der Membranmethode und der Fluoreszenzmethode. Worin besteht also der Unterschied zwischen den beiden?
1. Membranmethode (auch bekannt als Polarographiemethode, Konstantdruckmethode)
Das Membranverfahren basiert auf elektrochemischen Prinzipien. Eine semipermeable Membran trennt Platinkathode, Silberanode und Elektrolyt von der Umgebung. Normalerweise steht die Kathode in nahezu direktem Kontakt mit dieser Membran. Sauerstoff diffundiert proportional zu seinem Sauerstoffpartialdruck durch die Membran. Je höher der Sauerstoffpartialdruck, desto mehr Sauerstoff gelangt durch die Membran. Durchdringt gelöster Sauerstoff kontinuierlich die Membran und gelangt in den Hohlraum, wird er an der Kathode reduziert und erzeugt einen Strom. Dieser Strom ist direkt proportional zur Konzentration des gelösten Sauerstoffs. Das Messgerät wird verstärkt, um den gemessenen Strom in eine Konzentrationseinheit umzurechnen.
2. Fluoreszenz
Die Fluoreszenzsonde verfügt über eine eingebaute Lichtquelle, die blaues Licht emittiert und die fluoreszierende Schicht beleuchtet. Die fluoreszierende Substanz emittiert nach Anregung rotes Licht. Da Sauerstoffmoleküle Energie aufnehmen können (Quenching-Effekt), hängen Zeit und Intensität des angeregten roten Lichts mit den Sauerstoffmolekülen zusammen. Die Konzentration ist umgekehrt proportional. Durch Messung der Phasendifferenz zwischen dem angeregten roten Licht und dem Referenzlicht und Vergleich mit dem internen Kalibrierwert lässt sich die Konzentration der Sauerstoffmoleküle berechnen. Während der Messung wird kein Sauerstoff verbraucht, die Daten sind stabil, die Leistung zuverlässig und es treten keine Störungen auf.
Lassen Sie es uns für jeden anhand der Verwendung analysieren:
1. Bei Verwendung polarografischer Elektroden vor der Kalibrierung oder Messung mindestens 15–30 Minuten aufwärmen.
2. Durch den Sauerstoffverbrauch der Elektrode nimmt die Sauerstoffkonzentration auf der Oberfläche der Sonde sofort ab. Daher ist es wichtig, die Lösung während der Messung umzurühren! Mit anderen Worten: Da der Sauerstoffgehalt durch Sauerstoffverbrauch gemessen wird, entsteht ein systematischer Fehler.
3. Durch den Fortgang der elektrochemischen Reaktion wird die Elektrolytkonzentration ständig verbraucht. Daher muss regelmäßig Elektrolyt nachgefüllt werden, um die Konzentration sicherzustellen. Um sicherzustellen, dass sich im Elektrolyt der Membran keine Blasen bilden, müssen beim Einbau der Membrankopfluft alle Flüssigkeitskammern entfernt werden.
4. Nach jedem Hinzufügen eines Elektrolyten ist ein neuer Kalibrierungszyklus (normalerweise Nullpunktkalibrierung in sauerstofffreiem Wasser und Neigungskalibrierung in Luft) erforderlich. Selbst wenn dann ein Gerät mit automatischer Temperaturkompensation verwendet wird, muss es nahe an der Temperatur der Probenlösung liegen. Es ist besser, die Elektrode bei dieser Temperatur zu kalibrieren.
5. Während des Messvorgangs dürfen keine Blasen auf der Oberfläche der semipermeablen Membran verbleiben, da diese sonst als sauerstoffgesättigte Probe interpretiert wird. Die Verwendung in einem Belüftungsbecken wird nicht empfohlen.
6. Aus verfahrenstechnischen Gründen ist der Membrankopf relativ dünn, lässt sich in bestimmten korrosiven Medien besonders leicht durchstechen und hat eine kurze Lebensdauer. Es handelt sich um ein Verbrauchsmaterial. Wenn die Membran beschädigt ist, muss sie ersetzt werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass bei der Membranmethode der Genauigkeitsfehler zu Abweichungen neigt, die Wartungszeit kurz ist und der Betrieb problematischer ist!
Wie verhält es sich mit der Fluoreszenzmethode? Aufgrund des physikalischen Prinzips wird Sauerstoff während des Messvorgangs lediglich als Katalysator verwendet, sodass der Messvorgang grundsätzlich frei von äußeren Einflüssen ist! Hochpräzise, wartungsfreie und qualitativ bessere Sonden können nach der Installation grundsätzlich 1–2 Jahre lang unbeaufsichtigt bleiben. Hat die Fluoreszenzmethode wirklich keine Nachteile? Natürlich!
Veröffentlichungszeit: 15.12.2021