Raztopljeni kisik se nanaša na količino kisika, raztopljenega v vodi, običajno zapisanega kot DO, izraženega v miligramih kisika na liter vode (v mg/L ali ppm). Nekatere organske spojine se biološko razgradijo pod delovanjem aerobnih bakterij, ki porabljajo raztopljeni kisik v vodi, raztopljenega kisika pa ni mogoče pravočasno obnoviti. Anaerobne bakterije v vodnem telesu se hitro razmnožujejo, organska snov pa zaradi razkroja obarva vodno telo črno. Količina raztopljenega kisika v vodi je pokazatelj sposobnosti samočiščenja vodnega telesa. Raztopljeni kisik v vodi se porabi in traja kratek čas, da se povrne v začetno stanje, kar kaže na to, da ima vodno telo močno sposobnost samočiščenja ali da onesnaženje vodnega telesa ni resno. V nasprotnem primeru to pomeni, da je vodno telo resno onesnaženo, da je sposobnost samočiščenja šibka ali celo izgubljena. Tesno je povezana z delnim tlakom kisika v zraku, atmosferskim tlakom, temperaturo vode in kakovostjo vode.
1. Ribogojstvo: za zagotavljanje dihalnih potreb vodnih proizvodov, spremljanje vsebnosti kisika v realnem času, samodejni alarm, samodejna oksigenacija in druge funkcije
2. Spremljanje kakovosti naravnih voda: Zaznavanje stopnje onesnaženosti in sposobnosti samočiščenja voda ter preprečevanje biološkega onesnaževanja, kot je evtrofikacija vodnih teles.
3. Čiščenje odplak, kontrolni kazalniki: anaerobni rezervoar, aerobni rezervoar, prezračevalni rezervoar in drugi kazalniki se uporabljajo za nadzor učinka čiščenja vode.
4. Nadzor korozije kovinskih materialov v industrijskih cevovodih za oskrbo z vodo: Na splošno se za nadzor cevovoda za doseganje ničelne vsebnosti kisika in preprečevanje rje uporabljajo senzorji z območjem ppb (ug/L). Pogosto se uporabljajo v elektrarnah in kotlovnicah.
Trenutno ima najpogostejši merilnik raztopljenega kisika na trgu dva merilna principa: membransko metodo in fluorescenčno metodo. Kakšna je torej razlika med obema?
1. Membranska metoda (znana tudi kot polarografska metoda, metoda s konstantnim tlakom)
Membranska metoda uporablja elektrokemična načela. Za ločevanje platinaste katode, srebrne anode in elektrolita od zunanje strani se uporablja polprepustna membrana. Običajno je katoda skoraj v neposrednem stiku s to folijo. Kisik difundira skozi membrano v razmerju, ki je sorazmerno z njegovim delnim tlakom. Višji kot je delni tlak kisika, več kisika bo prešlo skozi membrano. Ko raztopljeni kisik neprekinjeno prodira skozi membrano in v votlino, se na katodi reducira in ustvari tok. Ta tok je neposredno sorazmeren s koncentracijo raztopljenega kisika. Merilni del se podvrže ojačevalni obdelavi, ki pretvori izmerjeni tok v enoto koncentracije.
2. Fluorescenca
Fluorescentna sonda ima vgrajen vir svetlobe, ki oddaja modro svetlobo in osvetljuje fluorescentno plast. Fluorescentna snov po vzbujanju oddaja rdečo svetlobo. Ker lahko molekule kisika odvzemajo energijo (učinek gašenja), sta čas in intenzivnost vzbujene rdeče svetlobe povezana z molekulami kisika. Koncentracija je obratno sorazmerna. Z merjenjem fazne razlike med vzbujeno rdečo svetlobo in referenčno svetlobo ter primerjavo z notranjo kalibracijsko vrednostjo je mogoče izračunati koncentracijo molekul kisika. Med meritvijo se kisik ne porablja, podatki so stabilni, delovanje je zanesljivo in ni motenj.
Analizirajmo to za vsakogar od uporabe:
1. Pri uporabi polarografskih elektrod se pred kalibracijo ali meritvijo ogrevajte vsaj 15–30 minut.
2. Zaradi porabe kisika s strani elektrode se koncentracija kisika na površini sonde takoj zmanjša, zato je pomembno, da raztopino med meritvijo mešate! Z drugimi besedami, ker se vsebnost kisika meri s porabo kisika, obstaja sistematična napaka.
3. Zaradi poteka elektrokemične reakcije se koncentracija elektrolita nenehno porablja, zato je treba elektrolit redno dodajati, da se zagotovi koncentracija. Da se v elektrolitu membrane ne pojavijo mehurčki, je treba pri namestitvi membranske glave odstraniti vse tekoče komore.
4. Po vsakem dodajanju elektrolita je potreben nov cikel kalibracije (običajno kalibracija ničelne točke v vodi brez kisika in kalibracija naklona na zraku), nato pa mora biti temperatura blizu ... Bolje je, da elektrodo kalibrirate pri temperaturi vzorčne raztopine, tudi če se uporablja instrument z avtomatsko kompenzacijo temperature.
5. Med meritvijo na površini polprepustne membrane ne smejo ostati mehurčki, sicer jih bo naprava zaznala kot vzorec, nasičen s kisikom. Uporaba v prezračevalnem rezervoarju ni priporočljiva.
6. Zaradi procesnih razlogov je membranska glava relativno tanka, še posebej jo je v določenih korozivnih medijih enostavno preboditi in ima kratko življenjsko dobo. Je potrošni material. Če je membrana poškodovana, jo je treba zamenjati.
Če povzamemo, membranska metoda je takšna, da je napaka natančnosti nagnjena k odstopanju, vzdrževalno obdobje je kratko in delovanje je bolj težavno!
Kaj pa fluorescenčna metoda? Zaradi fizikalnega principa se kisik med meritvijo uporablja le kot katalizator, zato je merilni postopek v bistvu brez zunanjih motenj! Visoko natančne, vzdrževalne in kakovostnejše sonde se po namestitvi v bistvu pustijo brez nadzora 1-2 leti. Ali fluorescenčna metoda res nima pomanjkljivosti? Seveda jih ima!
Čas objave: 15. dec. 2021