CN218157690U - 基于水中溶解氧测定bod含量的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于水质检测技术领域，涉及一种基于水中溶解氧测定BOD含量的装置，包括溶氧仪以及与溶氧仪相连的数据处理单元，溶氧仪由黄金阴极、银‑氯化银阳极、聚四氟乙烯薄膜和壳体组成；所述壳体的横截面上设置薄膜，薄膜将壳体分为阴极室和阳极室；所述阴极室内设置电解液层；所述黄金阴极置于阴极室内；所述银‑氯化银阳极置于阳极室内，所述阳极室上分别设置水样进口以及与水样进口连通的水样出口；所述黄金阴极和银‑氯化银阳极分别与数据处理单元连接。本实用新型检测速度快，节省原料消耗，环保且操作简单。
Description
技术领域
本实用新型属于水质检测技术领域，涉及一种基于水中溶解氧测定BOD含量的装置。
背景技术
生化需氧量(BOD5)是反映水中有机化合物等需氧物质含量的一个综合指标，水中所含有机物与空气接触时，由于需氧微生物的作用而分解，使其无机化或气体化时所需消耗的氧量，即为生化需氧量(mg/L)。现有的生化需氧量是通过直接培养或往所测水样中加入能分解有机物的微生物和氧饱和水，在一定的温度(20℃)下，经过5d的反应，然后根据水中溶解氧的减少量来测定，BOD值越高，说明水中有机污染物质越多，污染也就越严重，因此，BOD5是水质的重要指标和常规检验项目。
目前，在各类水质检测标准中都是采用碘量法检测培养前后的溶解氧(DO)，碘量法需制 MnSO4、KI-NaOH、H2SO4(1+1)和Na2S2O3等溶液，而且使用的Na2S2O3溶液由于浓度较低，必须每天标定；这样不仅消耗化学试剂，带来环境污染，费时费力。
实用新型内容
针对现有BOD5测定存在的费时费力以及浪费原料的技术问题，本实用新型提供一种基于水中溶解氧测定BOD含量的装置及测定方法，速度快，节省原料消耗，环保且操作简单。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种基于水中溶解氧测定BOD含量的装置，包括溶氧仪以及与溶氧仪相连的数据处理单元。
进一步的，所述溶氧仪由黄金阴极、银-氯化银阳极、聚四氟乙烯薄膜和壳体组成；所述壳体的横截面上设置薄膜，薄膜将壳体分为阴极室和阳极室；所述阴极室内设置电解液层；所述黄金阴极置于阴极室内；所述银-氯化银阳极置于阳极室内，所述阳极室上分别设置水样进口以及与水样进口连通的水样出口；所述黄金阴极和银-氯化银阳极分别与数据处理单元连接。
进一步的，所述电解液层为饱和氯化钾溶液层。
进一步的，所述数据处理单元为可编程控制器。
进一步的，所述基于水中溶解氧测定BOD含量的装置还包括与水样出口连通的水样槽。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型通过溶氧仪测定溶解氧，从而计算BOD值，比起现有的碘量法，本实用新型提供的检测方法，操作简单，易于实现，无需配置化学试剂，且无环境污染，稳定性好、精度高。
2、本实用新型提供的检测方法，充分考虑稀释水(溶解氧接近饱和的水)的影响因素，利用稀释水保证水样在5天培养过程中有充足的溶解氧，保证微生物分解完全，减小测量误差，提高测量精度。
附图说明
图1为本实用新型提供的测定装置示意图；
其中：
1—溶氧仪；2—数据处理单元；3—水样槽。
具体实施方式
现结合附图以及实施例对本实用新型做详细的说明。
实施例1
参见图1，本实施例提供的基于水中溶解氧测定BOD含量的装置，包括溶氧仪1以及与溶氧仪1相连的数据处理单元2。
本实施例中，溶氧仪1由黄金阴极、银-氯化银阳极、聚四氟乙烯薄膜和壳体组成；壳体的横截面上设置薄膜，薄膜将壳体分为阴极室和阳极室；阴极室内设置电解液层；所述黄金阴极置于阴极室内；银-氯化银阳极置于阳极室内，阳极室上分别设置水样进口以及与水样进口连通的水样出口；黄金阴极和银-氯化银阳极分别与数据处理单元2连接。
本实施例中，电解液层为饱和氯化钾溶液层。数据处理单元2为可编程控制器。
本实施例中，阴极腔内充入饱和氯化钾溶液，被测水样置于阳极室内，聚四氟乙烯薄膜将电解液和被测水样隔开，当电源分别向黄金阴极和银-氯化银阳极之间加上固定电压时，溶解氧通过聚四氟乙烯薄膜渗透扩散指阴极室，并在黄金阴极上还原，产生与氧浓度成正比的扩散电流，电流信号传递给数据处理单元2，数据处理单元2根据接受的电流变化值，得出对应的溶解氧含量。
本实施例中，测定装置还包括与水样出口连通的水样槽3，待测水样中的溶解氧扩散后，剩余的水样流入水样槽3中收集储存。
本实施提供的溶氧仪的工作原理：溶氧仪(极谱型氧电极)由黄金阴极、银-氯化银阳极、聚四氟乙烯薄膜和壳体组成。电极腔内充入饱和氯化钾溶液，聚四氟乙烯薄膜将内电解液和被测水样隔开，溶解氧通过薄膜渗透扩散。当两电极间加上固定电压时，则水样中的溶解氧扩散通过薄膜，并在阴极上还原，产生与氧浓度成正比的扩散电流。电极反应如下：
阴极：O2+2H2O+4e＝4OH-
阳极：4Ag+4Cl-＝4AgCl+4e
产生的还原电流i可表示为：
i＝K·n·F·A·Pm·C0/L
式中：
K——比例常数；
Pm——薄膜渗透系数；
n——电极反应得失电子数；
L——薄膜厚度；
F——法拉第常数；
C0——溶解氧分压或浓度；
A——阴极面积。
当试验条件固定后，上式除了C0外均为定值，故需要测得还原电流就可以求出水样中溶解氧浓度。
本实施例提供的测定装置，其待测水样的BOD5；主要包括以下：
1)分别取待测水样和稀释水，分别测定水样的溶解氧D1和稀释水的溶解氧B1；
2)分别向待测水样中和稀释水中加入培养液，在同等条件下培养5天后，分别测定水样的溶解氧D2和稀释水的溶解氧B2；
3)将步骤1)和步骤2)测定的数据代入公式(1)中计算待测水样的BOD5；
BOD5(O2,mg/L)＝[(D1-D2)-(B1-B2)×f1]/f2 (1)
式(1)中，
D1——水样在培养前的溶解氧(mg/L)；
D2——水样在培养5天后的溶解氧(mg/L)；
B1——稀释水在培养前的溶解氧(mg/L)；
B2——稀释水在培养5天后的溶解氧(mg/L)；
f1——稀释水在水样培养液中所占的比例；
f2——水样在水样培养液中所占的比例。
本实施例步骤1)中，稀释水为溶解氧接近饱和的水。这是因为对于大多数水样，因含较多的有机物，需要用溶解氧接近饱和的水(稀释水)来稀释，以降低有机物的浓度，保证在5天培养过程中有充足的溶解氧。
本实施例步骤1)中，稀释水中溶解氧接近饱和，具体的，溶解氧大于8mg/L。
本实施例步骤2)中，培养液是由营养盐、氯化钙、三氯化铁、硫酸镁、磷酸盐缓冲液与水按照1g：25g：1.5g：22.5g：1ml：1L的质量体积比为混合而成。
本实施例中，营养盐为有机盐，营养盐中含有C、N、P三种元素；营养盐中C、N、P 的质量比为(100～200)：5：(0.8～1)；磷酸盐缓冲液是由磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸氢二钠、氯化铵与水按照7.5g：25g：32.5g：2.0g：1L质量体积比混合而成的。磷酸盐缓冲液的酸碱度在中性范围内。
步骤1)和步骤2)中，均是通过本实施例提供的溶解氧测定仪2来测定溶解氧的。
对于大多数水样，因含较多的有机物，需要用稀释水(溶解氧接近饱和的水)来稀释，以降低有机物的浓度，保证在5天培养过程中有充足的溶解氧。
因此，在检测时，首先，将溶氧仪测量端置于待检测水样中，然后使用溶解氧测定仪分别测定5天培养前后的溶解氧；再将将溶氧仪测量端置于稀释水中，然后使用溶解氧测定仪分别测定5天培养前后的溶解氧，最后根据数学公式求得水样BOD5。
本实用新型通过溶氧仪测定溶解氧，从而计算BOD值，操作简单，易于实现，无需配置化学试剂，且无环境污染，稳定性好、精度高。
Claims (1)
1.一种基于水中溶解氧测定BOD含量的装置，其特征在于，包括溶氧仪(1)以及与溶氧仪(1)相连的数据处理单元(2)；
所述溶氧仪(1)由黄金阴极、银-氯化银阳极、聚四氟乙烯薄膜和壳体组成；所述壳体的横截面上设置薄膜，薄膜将壳体分为阴极室和阳极室；所述阴极室内设置电解液层；所述黄金阴极置于阴极室内；所述银-氯化银阳极置于阳极室内，所述阳极室上分别设置水样进口以及与水样进口连通的水样出口；所述黄金阴极和银-氯化银阳极分别与数据处理单元(2)连接；
所述电解液层为饱和氯化钾溶液层；所述数据处理单元(2)为可编程控制器；所述基于水中溶解氧测定BOD含量的装置还包括与水样出口连通的水样槽(3)。
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