一、測(cè)定曝氣池溶解氧的意義

曝氣池是按照微生物的特性所設(shè)計(jì)的生化反應(yīng)器，有機(jī)污染質(zhì)的降解程度主要取決于所設(shè)計(jì)的曝氣反應(yīng)條件，利用活性污泥法進(jìn)行污水處理，池內(nèi)提供一定污水停留時(shí)間，滿足好氧微生物所需要的氧量以及污水與活性污泥充分接觸的混合條件。曝氣池內(nèi)需要保持合適的溶解氧濃度來(lái)保證活性污泥的活性最大化。若溶解氧濃度太低就不能滿足細(xì)菌降解有機(jī)物的需氧量；若溶解氧濃度太高就會(huì)使細(xì)菌發(fā)生自身氧化，消耗細(xì)胞體本身的物質(zhì)，從而導(dǎo)致活性污泥中毒。

那么，如何測(cè)定曝氣池的含氧量呢？下文將為讀者一一展開(kāi)。



 

二、溶解氧含量的測(cè)定方法

溶解在水中的空氣中的分子態(tài)氧稱為溶解氧。目前測(cè)定溶解氧有碘量法、覆膜電極法、熒光電極法。詳細(xì)對(duì)比請(qǐng)參照下表：

方法	碘量法	覆膜電極法	熒光電極法
原理	水樣中加入硫酸錳和堿性碘化鉀，水中溶解氧將低價(jià)錳氧化成高價(jià)錳，生成四價(jià)錳的氫氧化物棕色沉淀。加酸后，氫氧化物沉淀溶解，并與碘離子反應(yīng)而釋放出游離碘。以淀粉為指示劑，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定釋放出的碘，據(jù)滴定溶液消耗量計(jì)算溶解氧含量。	覆膜溶解氧電極采用極譜式電極，陽(yáng)電極為Ag/AgCl、陰電極為鉑金（Pt）組成，兩者之間充滿特殊成份的電解液，由硅橡膠滲透膜包裹于電極四周。測(cè)量時(shí)，電極間加極化電壓,氧滲透過(guò)隔膜在陰極消耗,同時(shí)等量的氧在陽(yáng)極產(chǎn)生,這個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)行到兩邊的氧分壓相同時(shí)達(dá)到平衡.此時(shí)兩電極間的電流與氧分壓成正比,儀器檢測(cè)到此電流,再經(jīng)過(guò)一系列變換,得到氧濃度和氧含量.同時(shí)檢測(cè)被測(cè)量液的溫度,儀器采樣后進(jìn)行溫度補(bǔ)償,將氧濃度或氧含量折算成25℃時(shí)的值。	熒光溶解氧電極基于熒光淬滅原理。藍(lán)光照射到熒光物質(zhì)上使熒光物質(zhì)激發(fā)并發(fā)出紅光，由于氧分子可以帶走能量（猝滅效應(yīng)），所以激發(fā)的紅光的時(shí)間和強(qiáng)度與氧分子的濃度成反比。通過(guò)測(cè)量激發(fā)紅光與參比光的相位差，并與內(nèi)部標(biāo)定值對(duì)比，從而可計(jì)算出氧分子的濃度。
優(yōu)點(diǎn)	化學(xué)方法較為精準(zhǔn)。	快速、簡(jiǎn)易、可就地測(cè)量，所需儀器設(shè)備不復(fù)雜。而且樣品色度和渾濁度不影響測(cè)定。	快速、簡(jiǎn)易、可就地測(cè)量，所需儀器設(shè)備不復(fù)雜。相對(duì)覆膜電極，不用更換膜片和電解液，減少了維護(hù)工作量，提高了工作可靠性，維護(hù)簡(jiǎn)單，適用范圍更廣。
缺點(diǎn)	操作復(fù)雜。當(dāng)水中含有氧化性物質(zhì)、還原性物質(zhì)及有機(jī)物時(shí)，會(huì)干擾測(cè)定。	每次使用前需要極化。測(cè)定時(shí)，水中氧氣在陰極上反應(yīng)而被消耗掉，所以電極周圍的水樣必須保持?jǐn)噭?dòng)，以補(bǔ)充氧氣，如果靜止測(cè)定，結(jié)果會(huì)偏低。不適用于氣泡較多的樣品。	電極價(jià)格相對(duì)覆膜電極較高
雷磁 儀器	ZD-1數(shù)字滴定器	JPBJ-609L便攜式熒光溶解氧儀	JPBJ-611Y便攜式熒光溶解氧儀

 

方法

碘量法

覆膜電極法

熒光電極法

原理

水樣中加入硫酸錳和堿性碘化鉀，水中溶解氧將低價(jià)錳氧化成高價(jià)錳，生成四價(jià)錳的氫氧化物棕色沉淀。加酸后，氫氧化物沉淀溶解，并與碘離子反應(yīng)而釋放出游離碘。以淀粉為指示劑，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定釋放出的碘，據(jù)滴定溶液消耗量計(jì)算溶解氧含量。

覆膜溶解氧電極采用極譜式電極，陽(yáng)電極為Ag/AgCl、陰電極為鉑金（Pt）組成，兩者之間充滿特殊成份的電解液，由硅橡膠滲透膜包裹于電極四周。測(cè)量時(shí)，電極間加極化電壓,氧滲透過(guò)隔膜在陰極消耗,同時(shí)等量的氧在陽(yáng)極產(chǎn)生,這個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)行到兩邊的氧分壓相同時(shí)達(dá)到平衡.此時(shí)兩電極間的電流與氧分壓成正比,儀器檢測(cè)到此電流,再經(jīng)過(guò)一系列變換,得到氧濃度和氧含量.同時(shí)檢測(cè)被測(cè)量液的溫度,儀器采樣后進(jìn)行溫度補(bǔ)償,將氧濃度或氧含量折算成25℃時(shí)的值。

熒光溶解氧電極基于熒光淬滅原理。藍(lán)光照射到熒光物質(zhì)上使熒光物質(zhì)激發(fā)并發(fā)出紅光，由于氧分子可以帶走能量（猝滅效應(yīng)），所以激發(fā)的紅光的時(shí)間和強(qiáng)度與氧分子的濃度成反比。通過(guò)測(cè)量激發(fā)紅光與參比光的相位差，并與內(nèi)部標(biāo)定值對(duì)比，從而可計(jì)算出氧分子的濃度。

優(yōu)點(diǎn)

化學(xué)方法較為精準(zhǔn)。

快速、簡(jiǎn)易、可就地測(cè)量，所需儀器設(shè)備不復(fù)雜。而且樣品色度和渾濁度不影響測(cè)定。

快速、簡(jiǎn)易、可就地測(cè)量，所需儀器設(shè)備不復(fù)雜。相對(duì)覆膜電極，不用更換膜片和電解液，減少了維護(hù)工作量，提高了工作可靠性，維護(hù)簡(jiǎn)單，適用范圍更廣。

缺點(diǎn)

操作復(fù)雜。當(dāng)水中含有氧化性物質(zhì)、還原性物質(zhì)及有機(jī)物時(shí)，會(huì)干擾測(cè)定。

每次使用前需要極化。測(cè)定時(shí)，水中氧氣在陰極上反應(yīng)而被消耗掉，所以電極周圍的水樣必須保持?jǐn)噭?dòng)，以補(bǔ)充氧氣，如果靜止測(cè)定，結(jié)果會(huì)偏低。不適用于氣泡較多的樣品。

電極價(jià)格相對(duì)覆膜電極較高

雷磁

儀器

ZD-1數(shù)字滴定器

JPBJ-609L便攜式熒光溶解氧儀

JPBJ-611Y便攜式熒光溶解氧儀

 

以上三種方法相比較，傳統(tǒng)碘量法需要的試劑多、操作復(fù)雜、需要工作人員有一定的技術(shù)水平；覆膜電極法和熒光電極法測(cè)定溶解氧快速簡(jiǎn)單，但覆膜法電極在氣泡較多的工作環(huán)境中無(wú)法正常工作，而熒光法可以用于氣泡較多的工作環(huán)境。曝氣池中由于曝氣存在大量的氣泡，十分容易影響覆膜電極的性能，因此使用熒光電極測(cè)量曝氣池中溶解氧是最優(yōu)選擇。

 

三、曝氣池中溶解氧含量的快速測(cè)定


1、儀器的準(zhǔn)備

熒光溶解氧儀1臺(tái)（雷磁JPBJ-611Y便攜式熒光溶解氧儀）

熒光溶解氧電極（雷磁DO-962型溶解氧電極）



2、溶液的準(zhǔn)備：零氧水、溶解氧飽和水。

 

3、校準(zhǔn)儀器

（1）零氧標(biāo)定：把溶解氧電極放入新鮮零氧水中，等待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，確認(rèn)零度標(biāo)定結(jié)果。

（2）滿度標(biāo)定：把溶解氧電極器放入溶解氧飽和水中，等待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，確認(rèn)滿度標(biāo)定結(jié)果。

 

3、測(cè)定樣品

溶解氧電極放入樣品池中，待數(shù)值穩(wěn)定后確認(rèn)讀數(shù)。

 

本次實(shí)驗(yàn)使用的雷磁JPBJ-611Y便攜式熒光溶解氧儀配備先進(jìn)的熒光溶解氧電極，操作簡(jiǎn)單快捷，可以在多種復(fù)雜的工作環(huán)境下使用，特別適用于污水處理領(lǐng)域惡劣的工況。電極配備沉降頭和長(zhǎng)達(dá)10米的防水電纜，用戶可以直接把電極放入需要的水位進(jìn)行測(cè)量。相關(guān)產(chǎn)品介紹點(diǎn)擊