LDO溶解氧仪在污水处理中的应用2

HQ30d溶解氧仪在我厂污水处理中的实际应用

1. 概述

溶解氧指溶解在水中的分子态氧，通常记作DO，用每升水中氧的毫克数和饱和百分率表示。溶解氧的饱和含量与空气中氧的分压、大气压、水温和水质有密切关系。

溶解氧是污水处理中好氧生物处理技术的关键控制参数之一，决定着好氧生物处理工艺的成败，数据的准确性、及时性都十分重要。因此，溶解氧分析的重要性显而易见，选择一种好的溶解氧分析方法具有重要的实际意义。 2. 方法的选择：

测定水中溶解氧通常采用碘量法及其修正法和电化学探头法。 碘量法属于化学分析法，水样有色、含有可被碘反应的有机物时都会对其产生干扰，并且方法繁琐，不适于现场测定。

在过去的20 多年里，溶解氧的测量一直采用电化学探头法。电极法由于仪器小巧轻便，便于携带，被广泛用于溶解氧的现场测定。我们因此最初选择了德国WTW公司的oix430便携式溶解氧仪。 3. 原溶解氧仪存在的主要问题

Oix430溶解氧电化学探头是一个用选择性薄膜封闭的小室，室内有两个金属电极并充有电解质，用选择性薄膜将小室封闭住。实际上水和可溶解物质离子不能透过这层膜，但氧和一定数量的其他气体及亲水性物质可透过这层薄膜，将这种电极浸入水中进行溶解氧测

定。

因原电池作用或外加电压使电极间产生电位差，这种电位差，使金属离子在阳极进入溶液，而透过膜的氧在阴极还原。由此所产生的电流直接与通过膜与电解质液层的氧的传递速度成正比，因而该电流与给定温度下水样中氧的分压成正比。

但由于方法使用的是阴极、阳极和电解质溶液，因此存在很多弊端：

·阳极最终被消耗，需要定期更换。

·电解质溶液被消耗，导致污染，而且最终也要更换。

·诸如硫化氢、氯、二氧化硫、碘、溴的气体或蒸汽之类的物质，通过膜扩散影响被测电流而干扰测定，污染阳极和电解质溶液，迫使更换。

·水样中的其他物质如溶剂、硫化物、碳酸盐和藻类等物资可能堵塞、覆盖传感器薄膜、引起薄膜损坏和电极腐蚀，需要定期清洁，这有可能会使膜破裂，导致更换。

·电解质溶液的耗损和电极的破环使得必须定期校准传感器。 以上所有的更换都意味着人工成本和材料成本的增加。并且经常由于更换和维护的繁琐而影响数据的及时测定。即使是进行定期的维护，还是不能确保获得准确的结果。因为电极法测量溶解氧的方法容易受到一些会产生电位差的物质的影响，其中包括FeCl3、Al2(SO4)3 和聚合物。PH 值的变化也会影响溶解氧的读数。

传统膜式电极法溶解氧测量的弊端日益突出，烦琐的日常维护，

频繁的更换膜、电极、电解液及不断的校正，大量的人工清洗劳动，难以判断的异常现象，电极腐蚀、电解液泄露、膜破损，使得使用者疲惫不堪。

4. 新溶解氧仪使用情况

HACH公司的LDO溶解氧仪（我站使用的是HQ30d）颠覆了传统的电极法，采用的是一种完全不同的原理。它的传感器被一层荧光物质所覆盖，当LED光源发出的蓝光照射到传感器表面的荧光物质时，荧光物质受到激发释放出红光，从发出蓝光到释放出红光的这段时间被记录下来，水中的氧气浓度越高，释放红光的时间就越短。在红光释放时间与溶解氧浓度之间建立相关性，仪器通过测定红光的释放时间计算出溶解氧浓度，进而在屏幕上直接显示出溶解氧浓度。 5. 传感器技术参数

探头材料：发泡Noryl 和316 SS 不锈钢 传感器材料：聚丁烯合成橡胶 温度范围：32 ～ 122 °F（0.0～50℃）

温度补偿：NTC 30K Ohm 电阻器；自动温度补偿 最低流量：无

量程：溶解氧测量：在0.00 ～ 20.00ppm，0.00 ～ 20.00mg/L 之间不限，饱和度为0 ～ 200%。

分辨率：溶解氧：0.01 ppm 0.01mg/L 0.01% 饱和度0.02 重现性：0.05ppm

准确度：<1ppm ± 0.1ppm；>1ppm ± 0.2ppm

灵敏度：满量程的± 5%

20℃时的响应时间：90%<30 秒；95%<90 秒 6. 性能对比

在测量溶解氧的技术方面，带有LDO探头的便携式测定仪与传统的基于电流或极谱法的溶氧仪相比，具有诸多优点：

极化时间 传统电极式 有极化过程 校准 测定前校准 维护 抗干扰能力 膜头易污染、损坏，受很多化学物质的需定期清洗、更换 干扰 不受典型废水中化学物质的干扰 LDO无膜式 无需极化 无需校准 无维护 7. 三种实验比对

为了验证HQ30d溶解氧仪的准确度，我采取了以下三种方式进行了 比对。

7.1 与不同温度、不同气压下水中的饱和溶解氧比对：

在一定温度下，向蒸馏水中曝气，使水中氧的含量达到饱和或接近饱和。在这个温度下保持15min，用HQ30d仪进行测定。对照《不同温度、不同气压下水中的饱和溶解氧》标准表，15次测定二者相对标准偏差不大于4.1%。

大气压 温度（℃） 饱和DO HQ30d 10 90.5 20 30 10 95.5 20 30 10 100.5 20 30 10 105.5 20 30 10 110.5 20 30 10.1 8.10 6.72 10.6 8.56 7.11 11.2 9.01 7.50 11.76 9.47 7.89 12.3 9.93 8.27 10.5 8.07 6.71 10.6 8.52 7.09 11.2 8.97 7.20 11.80 9.5 7.90 12.4 9.99 8.28 7.2 与碘量法比对：

对溶解氧含量为0.8～13.7mg/L的4种水样进行分别用碘量法和

HQ30d进行测定，每个样品测定值绝对误差小于0.3mg /L。

样品名称 1#二沉出口 2#二沉出口 均质池出口 水解池出口 碘量法 HQ30d 碘量法 HQ30d 碘量法 HQ30d 碘量法 HQ30d 碘量法 HQ30d 13.5 13.4 13.2 13.0 11.6 11.5 11.1 11.3 12.3 12.6 13.0 13.0 11.2 11.0 11.6 11.8 12.3 12.5 10.1 10.2 6.21 6.20 3.23 3.00 0.95 0.92 3.38 3.36 5.61 5.59 0.80 0.83 3.99 4.00 4.30 4.28 5.48 5.50 4.96 4.99 7.3 与oxi340 比对：

用HQ30d与oxi340同时进行现场测定12组数据，相对偏差不超过4.4％。

样品名称 1#氧化一沟 1#氧化二沟 1#氧化三沟 1#二沉进口 2#二沉进口 短程生物末端 Oix340 0.21 1.59 2.35 4.50 5.43 8.82 HQ30d 0.20 1.66 2.40 4.70 5.49 8.90 Oix340 0.10 1.55 2.10 4.32 5.11 8.30 HQ30d 0.10 1.52 2.20 4.25 5.00 8.45 8. 结论

自使用HACH公司HQ30d仪器一年多以来，新的LDO溶解氧仪不仅测量技术轻松易学，而且仪器操作维护简单，测量数据准确稳定。该溶解氧仪在我公司污水处理过程中获得成功应用。