Oldott oxigén mérő alkalmazása a szennyvíztisztításban
A víz oxigéntartalma teljes mértékben jelezheti a víz öntisztulási fokát. Az eleveniszapot használó biológiai tisztítótelepek esetében nagyon fontos megérteni a levegőztető tartály oxigéntartalmát. Az oldott oxigén mennyiségének növekedése a szennyvízben elősegíti az anaerob mikroorganizmusoktól eltérő biológiai tevékenységeket, ezáltal eltávolítja az illékony anyagokat és könnyen oxidálódik természetesen. ionok a szennyvíz tisztítására.
Az oxigéntartalom mérésére három fő módszer létezik: automatikus kolorimetriás analízis és kémiai elemzési mérés, paramágneses módszerrel történő mérés és elektrokémiai módszerrel történő mérés. A vízben oldott oxigén mennyiségét általában elektrokémiai módszerekkel mérik.
Az oxigén vízben oldódik, oldhatósága függ a hőmérséklettől, a vízfelszíni össznyomástól, a parciális nyomástól és a vízben oldott sóktól. Minél magasabb a légköri nyomás, annál nagyobb a víz oxigénoldó képessége. A kapcsolatot Henry törvénye és Dalton törvénye határozza meg. Henry törvénye kimondja, hogy a gáz oldhatósága arányos a parciális nyomásával.
Az oxigénmérő érzékelő egy katódból (általában aranyból és platinából), egy áramvezető ellenelektródából (ezüst) és egy nem áramú referenciaelektródából (ezüst) áll. Az elektródákat elektrolitokba, például KCl-ba és KOH-ba merítik, az érzékelőt pedig membrán borítja. A bevonat elválasztja az elektródát és az elektrolitot a mérendő folyadéktól. Csak az oldott gázok tudnak behatolni a bevonaton, így védik az érzékelőt, megakadályozzák az elektrolit kijutását és megakadályozzák, hogy idegen anyagok behatolása szennyeződést és mérgezést okozzon.
Az ellenelektróda és a katód közé polarizáló feszültséget kapcsolunk. Ha a mérőelemet oldott oxigént tartalmazó vízbe merítjük, az oxigén átdiffundál a szeparátoron, és a katódon lévő oxigénmolekulák (elektronfeleslegek) hidroxidionokká redukálódnak. [OH-]. Az ezüst-klorid elektrokémiai egyenértéke kicsapódik az ellenelektródán (elektronok rövidsége). Minden oxigénmolekulánál a katód 4 elektront bocsát ki, az ellenelektród pedig elektronokat fogad el, így áram keletkezik: 4Ag+4Cl-=4AgCl+4e-.
Az áram nagysága arányos a mért szennyvíz oxigén parciális nyomásával. Ez a jel az érzékelő hőellenállása által mért hőmérsékleti jellel együtt a távadóhoz kerül. Az érzékelőben tárolt oxigéntartalom az oxigén parciális nyomása és a hőmérséklet közötti összefüggés kiszámítására szolgál. A víz oxigéntartalmát a kapcsolati görbe segítségével számítják ki, majd standard jelkimenetté alakítják át. A referenciaelektróda feladata a katódpotenciál meghatározása.
