Application du compteur d'oxygène dissous dans le traitement des eaux usées
La teneur en oxygène de l'eau peut pleinement indiquer le degré d'auto-purification de l'eau. Pour les stations d’épuration biologiques utilisant des boues activées, il est très important de comprendre la teneur en oxygène du bassin d’aération. L'augmentation de l'oxygène dissous dans les eaux usées favorisera des activités biologiques autres que les micro-organismes anaérobies, éliminant ainsi les substances volatiles et facilement oxydables naturellement. des ions pour purifier les eaux usées.
Il existe trois méthodes principales pour mesurer la teneur en oxygène : l'analyse colorimétrique automatique et la mesure par analyse chimique, la mesure par méthode paramagnétique et la mesure par méthode électrochimique. La quantité d'oxygène dissous dans l'eau est généralement mesurée à l'aide de méthodes électrochimiques.
L'oxygène est soluble dans l'eau et sa solubilité dépend de la température, de la pression totale à la surface de l'eau, de la pression partielle et des sels dissous dans l'eau. Plus la pression atmosphérique est élevée, plus l’eau a la capacité de dissoudre l’oxygène. La relation est déterminée par la loi de Henry et la loi de Dalton. La loi de Henry stipule que la solubilité d'un gaz est proportionnelle à sa pression partielle.
Le capteur de mesure d'oxygène se compose d'une cathode (généralement en or et en platine), d'une contre-électrode conductrice de courant (argent) et d'une électrode de référence sans courant (argent). Les électrodes sont immergées dans des électrolytes tels que KCl et KOH, et le capteur est recouvert d'un diaphragme. Le revêtement sépare l'électrode et l'électrolyte du liquide mesuré. Seuls les gaz dissous peuvent pénétrer dans le revêtement, protégeant ainsi le capteur, empêchant l'électrolyte de s'échapper et empêchant l'intrusion de substances étrangères de provoquer une contamination et un empoisonnement.
Une tension de polarisation est appliquée entre la contre-électrode et la cathode. Si l'élément de mesure est immergé dans de l'eau contenant de l'oxygène dissous, l'oxygène diffusera à travers le séparateur et les molécules d'oxygène présentes sur la cathode (électrons en excès) seront réduites en ions hydroxyde. [OH-]. L'équivalent électrochimique du chlorure d'argent est précipité sur la contre-électrode (à court d'électrons). Pour chaque molécule d'oxygène, la cathode émet 4 électrons et la contre-électrode accepte des électrons, formant un courant : 4Ag+4Cl-=4AgCl+4e-.
La taille du courant est proportionnelle à la pression partielle d'oxygène des eaux usées mesurée. Ce signal, ainsi que le signal de température mesuré par la résistance thermique du capteur, est envoyé au transmetteur. La teneur en oxygène stockée dans le capteur est utilisée pour calculer la relation entre la pression partielle d'oxygène et la température. La teneur en oxygène dans l'eau est calculée à l'aide de la courbe de relation, puis convertie en un signal de sortie standard. La fonction de l'électrode de référence est de déterminer le potentiel cathodique.
