This page contains a Flash digital edition of a book.
Meetprincipes in de procestechniek Twee veelgebruikte methodes nader uitgelegd Amperometrisch en optisch


Zowel in de procestechniek als in riool- en afvalwaterzuiveringsinstallaties worden naast het meten van fysische grootheden als druk, temperatuur en fl ow ook analysemetingen uitgevoerd. Hierbij worden meetwaarden met behulp van formules (software) verwerkt tot waardes die bijvoorbeeld de zuurgraad (pH), de geleidbaarheid, of de concentratie van het in een vloeistof opgeloste (of in gas aanwezige) zuur- stof (O2


) weergeven. In samenwerking met experts van Endress+Hauser behandelen we in dit technische


artikel de methodes waarmee de hoeveelheid opgelost zuurstof kan worden bepaald. Daarvoor zijn in principe twee meetprincipes beschikbaar: amperometrisch en optisch. Atmosferische druk, de tempera- tuur en (bij zout water) het zoutgehalte zijn daarbij belangrijke van invloed zijnde parameters.


Frank Senteur


van riool- en afvalwater wordt zuurstof namelijk gedo- seerd toegevoegd, veelal door het inblazen van lucht met behulp van compressoren, om het zogeheten nitrifi catieproces in gang te zetten. Ammonium bindt zich tijdens dat biologische proces met zuurstof tot nitraat (NO3


H ). Wanneer er te weinig zuurstof (of teveel


ammonium) wordt toegevoerd, dan kan de zuiverings- installatie crashen. Dit overkwam donderdag 17 augus- tus van dit jaar de waterzuiveringsinstallatie in het Brabantse Aarle-Rixtel. Een extreem hoge hoeveelheid ammonium in afvalwater van een mestverwerker op bedrijventerrein BZOB in Helmond zorgde ervoor dat de zuiveringsinstallatie ‘op tilt’ ging en stilgelegd moest worden. De rioolbuis van BZOB werd na de ontdekking van de vervuiling direct afgesloten. Het verontreinigde afvalwater werd opgevangen in bekkens en in silo’s van de mestverwerker en van daaruit in tankwagens gepompt en afgevoerd. Zo’n calamiteit pleit natuurlijk ook voor het meten van het zuurstofgehalte bij over- storten van riolen. Als dit in Aarle Rixtel het geval zou zijn geweest, had men veel eerder kunnen ingrijpen en vissterfte in rivier de Aa kunnen voorkomen. Ook het meten van de hoeveelheid opgelost zuurstof in kanalen en rivieren is een goede methode om een snelle indicatie te krijgen van de waterkwaliteit en de verwachting is dan ook dat deze meetmethode op veel meer plaatsen ingevoerd zal worden.


Een amperometrische zuurstofsensor, de COS51D. 42


Waterbehandelingsinstallaties Zuurstofmetingen worden ook binnen de industrie in veel applicaties toegepast. Bijvoorbeeld bij waterbe- handelingsinstallaties. Maakt men van water stoom, dan wil men zo weinig mogelijk zuurstof in het me- dium, omdat dit corrosie van het inwendige van de stoomketel kan veroorzaken. Men streeft in dit geval


| nummer 6 | 2017


et meten van de hoeveelheid opgelost zuurstof wordt veel toegepast in rioolwa- terzuiverings- (RWZI) en afvalwaterzuive- ringsinstallaties (AWZI). Bij het zuiveren


naar zuurstofwaarden van minder dan 10 μg/l. Door middel van zuurstofmetingen houdt men deze waar- de in de gaten. Ook is het meten van zuurstof van toepassing bij inertisatieprocessen, waarbij bijvoor- beeld voedingsmiddelen worden bewaard in een zuurstofl oze atmosfeer. Of wanneer een medium in een tank van zuurstof wordt afgesloten door er een stikstofdeken op te leggen en daarmee bederf/oxi- datie door reacties met zuurstof te voorkomen. Weer een andere toepassing is uitsluiten van zuurstof in het kader van explosiegevaar. Dit speelt bijvoorbeeld bij de opslag van vluchtige media zoals alcohol. Zodra er geen zuurstof is, kan er ook geen brand/explosie ontstaan. In deze gevallen meet men het zuurstof- gehalte in de gasfase. In de biotech industrie spelen zuurstofmetingen eveneens een rol. Gistculturen heb- ben immers zuurstof nodig om te kunnen groeien en ook bij fermentatieprocessen speelt zuurstof (of bij anaerobe fermentatie juist niet) een rol en dus moet er gemeten worden. Bij een voorbeeld, het afvullen van bier, wil men juist absoluut geen zuurstof, want dit beperkt de houdbaarheid. Kortom, er zijn heel veel zeer uiteenlopende processen en situaties waarbij meten van het zuurstofgehalte belangrijk is. De grote vraag is welk meetprincipe in welke situatie het beste toegepast kan worden. We onderscheiden daarbij het oorspronkelijke amperometrische meetprincipe en de nieuwere optische methode.


Amperometrische metingen Bij de amperometrische meetmethode is sprake van twee (of drie) polen, respectievelijk een kathode en anode. Dr. Leland C. Clark, een Amerikaanse bioche- micus, heeft in 1954 de zogeheten Clark cel ontwik- keld. Door een spanning op de polen te zetten gaat er tussen de polen een stroom lopen, waarvan de waarde verandert als gevolg van de zuurstofmolecu- len die via het membraan in de meetcel komen. Bij de amperometrische sensoren van Endress+Hauser worden altijd drie elektrodes toegepast. Dit zijn res- pectievelijk een gouden kathode, zilveren anode en een referentie-elektrode van zilver/broom.


Page 1  |  Page 2  |  Page 3  |  Page 4  |  Page 5  |  Page 6  |  Page 7  |  Page 8  |  Page 9  |  Page 10  |  Page 11  |  Page 12  |  Page 13  |  Page 14  |  Page 15  |  Page 16  |  Page 17  |  Page 18  |  Page 19  |  Page 20  |  Page 21  |  Page 22  |  Page 23  |  Page 24  |  Page 25  |  Page 26  |  Page 27  |  Page 28  |  Page 29  |  Page 30  |  Page 31  |  Page 32  |  Page 33  |  Page 34  |  Page 35  |  Page 36  |  Page 37  |  Page 38  |  Page 39  |  Page 40  |  Page 41  |  Page 42  |  Page 43  |  Page 44  |  Page 45  |  Page 46  |  Page 47  |  Page 48  |  Page 49  |  Page 50  |  Page 51  |  Page 52  |  Page 53  |  Page 54  |  Page 55  |  Page 56