溶解氧检测仪的原理及表示方法

在污水处理过程中，通过增加污水中的氧含量使污染物通过活化泥浆被分解出来，达到污水净化的目的，在线测量氧含量有助于确定最佳的净化方法和的曝气池配置。在生物发酵过程中氧含量的测量数据可对工艺过程进行指导，如判断发酵过程的临界氧浓度、发酵罐的供氧能力以及菌体的活性和菌体的生长量等，并根据发酵时的供氧和需氧变化来指导补料操作。

（一）溶解氧检测仪的测量原理

氧在水中的溶解度取决于温度、压力和水中溶解的盐。溶解氧检测仪传感部分是由金电极(阴极)和银电极(阳极)及氯化钾或氢氧化钾电解液组成，氧通过膜扩散进入电解液与金电极和银电极构成测量回路。当给溶解氧检测仪电极加0.6~0.8V 的极化电压时，氧通过膜扩散，阴极释放电子，阳极接受电子，产生电流，整个反应过程为：

阳极 Ag+Cl→AgCl+2e-

阴极 O2+2H2O+4e→4OH-

根据法拉第定律：流过溶解氧检测仪电极的电流和氧分压成正比，在温度不变的情况下电流和氧浓度之间呈线性关系。

（二）溶解氧含量的表示方法

溶解氧含量有3种不同的表示方法：氧分压(mmHg)；百分饱和度(%)；氧浓度(mg/L或10-6)，这3种方法本质上没什么不同。

(1)分压表示法：氧分压表示法是最基本和最本质的表示法。根据Henry定律

可得，P=(Po2+P H2O )×0.209，其中，P为总压；Po2为氧分压(mmHg)；P H2O为水蒸气分压；0.209为空气中氧的含量。

(2)百分饱和度表示法：由于曝气发酵十分复杂，氧分压不能计算得到，在此情况下用百分饱和度的表示法是最合适的。例如将标定时溶解氧定为100%，零氧时为0％，则反应过程中的溶解氧含量即为标定时的百分数。

(3)氧浓度表示法：根据Henry定律可知氧浓度与其分压成正比，即：C=Po2×a，其中C为氧浓度(mg/L)；Po2为氧分压(mmHg)；a为溶解度系数(mg/mmHg·L)。

溶解度系数a不仅与温度有关，还与溶液的成分有关。对于温度恒定的水溶液，a为常数，则可测量氧的浓度。氧浓度表示法在发酵工业中不常用，但在污水处理、生活饮用水等过程中都用氧浓度来表示。