溶解氧檢測儀的原理及表示方法

在污水處理過程中，通過增加污水中的氧含量使污染物通過活化泥漿被分解出來，達到污水凈化的目的，在線測量氧含量有助于確定最佳的凈化方法和的曝氣池配置。在生物發酵過程中氧含量的測量數據可對工藝過程進行指導，如判斷發酵過程的臨界氧濃度、發酵罐的供氧能力以及菌體的活性和菌體的生長量等，并根據發酵時的供氧和需氧變化來指導補料操作。

（一）溶解氧檢測儀的測量原理

氧在水中的溶解度取決于溫度、壓力和水中溶解的鹽。溶解氧檢測儀傳感部分是由金電極(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回路。當給溶解氧檢測儀電極加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：流過溶解氧檢測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。

（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種方法本質上沒什么不同。

(1)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。

(2)百分飽和度表示法：由于曝氣發酵十分復雜，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。

(3)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。對于溫度恒定的水溶液，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。