Rozpustený kyslík sa vzťahuje na množstvo kyslíka rozpusteného vo vode, zvyčajne sa uvádza ako rozpustený kyslík (DO), vyjadrené v miligramoch kyslíka na liter vody (v mg/l alebo ppm). Niektoré organické zlúčeniny sa biodegradujú pôsobením aeróbnych baktérií, ktoré spotrebúvajú rozpustený kyslík vo vode, a rozpustený kyslík sa nedokáže včas doplniť. Anaeróbne baktérie vo vodnom útvare sa rýchlo množia a organická hmota v dôsledku rozkladu sčernie. Množstvo rozpusteného kyslíka vo vode je ukazovateľom samočistiacej schopnosti vodného útvaru. Rozpustený kyslík vo vode sa spotrebuje a jeho obnovenie do pôvodného stavu trvá krátko, čo naznačuje, že vodný útvar má silnú samočistiacu schopnosť alebo že znečistenie vodného útvaru nie je vážne. V opačnom prípade to znamená, že vodný útvar je vážne znečistený, samočistiaca schopnosť je slabá alebo dokonca stratená. Úzko súvisí s parciálnym tlakom kyslíka vo vzduchu, atmosférickým tlakom, teplotou vody a kvalitou vody.
1. Akvakultúra: na zabezpečenie respiračného dopytu vodných produktov, monitorovanie obsahu kyslíka v reálnom čase, automatický alarm, automatické okysličenie a ďalšie funkcie
2. Monitorovanie kvality prírodných vôd: Zistenie stupňa znečistenia a schopnosti samočistenia vôd a prevencia biologického znečistenia, ako je eutrofizácia vodných útvarov.
3. Čistenie odpadových vôd, kontrolné ukazovatele: anaeróbna nádrž, aeróbna nádrž, prevzdušňovacia nádrž a ďalšie ukazovatele sa používajú na kontrolu účinku úpravy vody.
4. Kontrola korózie kovových materiálov v priemyselných vodovodných potrubiach: Vo všeobecnosti sa na riadenie potrubia používajú senzory s rozsahom ppb (ug/l), aby sa dosiahol nulový obsah kyslíka a zabránilo sa hrdzi. Často sa používajú v elektrárňach a kotloch.
V súčasnosti sú najbežnejšie merače rozpusteného kyslíka na trhu založené na dvoch princípoch merania: membránovej metóde a fluorescenčnej metóde. Aký je teda medzi nimi rozdiel?
1. Membránová metóda (známa aj ako polarografická metóda, metóda konštantného tlaku)
Membránová metóda využíva elektrochemické princípy. Na oddelenie platinovej katódy, striebornej anódy a elektrolytu od vonkajšej strany sa používa polopriepustná membrána. Normálne je katóda takmer v priamom kontakte s touto vrstvou. Kyslík difunduje cez membránu v pomere úmernom jeho parciálnemu tlaku. Čím vyšší je parciálny tlak kyslíka, tým viac kyslíka prechádza cez membránu. Keď rozpustený kyslík nepretržite preniká cez membránu a do dutiny, na katóde sa redukuje a generuje prúd. Tento prúd je priamo úmerný koncentrácii rozpusteného kyslíka. Meracia časť prechádza zosilňovacím spracovaním, aby sa nameraný prúd previedol na jednotku koncentrácie.
2. Fluorescencia
Fluorescenčná sonda má zabudovaný zdroj svetla, ktorý vyžaruje modré svetlo a osvetľuje fluorescenčnú vrstvu. Fluorescenčná látka po excitácii vyžaruje červené svetlo. Keďže molekuly kyslíka môžu odoberať energiu (zhášací efekt), čas a intenzita excitovaného červeného svetla súvisia s molekulami kyslíka. Koncentrácia je nepriamo úmerná. Meraním fázového rozdielu medzi excitovaným červeným svetlom a referenčným svetlom a jeho porovnaním s internou kalibračnou hodnotou je možné vypočítať koncentráciu molekúl kyslíka. Počas merania sa nespotrebúva kyslík, údaje sú stabilné, výkon je spoľahlivý a nedochádza k rušeniu.
Poďme to analyzovať pre každého z hľadiska použitia:
1. Pri použití polarografických elektród ich pred kalibráciou alebo meraním zahrievajte aspoň 15 – 30 minút.
2. V dôsledku spotreby kyslíka elektródou sa koncentrácia kyslíka na povrchu sondy okamžite zníži, preto je dôležité roztok počas merania miešať! Inými slovami, keďže obsah kyslíka sa meria spotrebou kyslíka, existuje systematická chyba.
3. V dôsledku priebehu elektrochemickej reakcie sa koncentrácia elektrolytu neustále spotrebúva, preto je potrebné pravidelne dopĺňať elektrolyt, aby sa zabezpečila jeho koncentrácia. Aby sa v elektrolyte membrány netvorili žiadne bubliny, je potrebné pri inštalácii membránovej hlavy odstrániť všetky kvapalinové komory.
4. Po každom pridaní elektrolytu je potrebný nový cyklus kalibračnej operácie (zvyčajne kalibrácia nulového bodu v bezkyslíkovej vode a kalibrácia sklonu na vzduchu) a potom, aj keď sa používa prístroj s automatickou teplotnou kompenzáciou, musí byť teplota blízka teplote. Je lepšie kalibrovať elektródu pri teplote roztoku vzorky.
5. Počas merania by na povrchu polopriepustnej membrány nemali zostať žiadne bubliny, inak ich prístroj zaznamená ako vzorku nasýtenú kyslíkom. Neodporúča sa používať ju v prevzdušňovacej nádrži.
6. Z procesných dôvodov je membránová hlava relatívne tenká, obzvlášť ľahko sa prepichne v určitom korozívnom prostredí a má krátku životnosť. Je to spotrebný materiál. Ak je membrána poškodená, musí sa vymeniť.
Stručne povedané, membránová metóda spočíva v tom, že chyba presnosti je náchylná na odchýlky, doba údržby je krátka a prevádzka je problematickejšia!
A čo fluorescenčná metóda? Vďaka fyzikálnemu princípu sa kyslík počas merania používa iba ako katalyzátor, takže proces merania je v podstate bez vonkajšieho rušenia! Vysoko presné, bezúdržbové a kvalitnejšie sondy sa po inštalácii v podstate nechajú 1 – 2 roky bez dozoru. Naozaj fluorescenčná metóda nemá žiadne nedostatky? Samozrejme, že má!
Čas uverejnenia: 15. decembra 2021