46.Što je otopljeni kisik?
Otopljeni kisik DO (skraćenica za Dissolved Oxygen na engleskom) predstavlja količinu molekularnog kisika otopljenog u vodi, a jedinica je mg/L. Zasićeni sadržaj otopljenog kisika u vodi povezan je s temperaturom vode, atmosferskim tlakom i kemijskim sastavom vode. Pri jednom atmosferskom tlaku sadržaj kisika kada otopljeni kisik u destiliranoj vodi dostigne zasićenje na 0oC iznosi 14,62 mg/L, a na 20oC iznosi 9,17 mg/L. Povećanje temperature vode, povećanje sadržaja soli ili smanjenje atmosferskog tlaka uzrokovat će smanjenje sadržaja otopljenog kisika u vodi.
Otopljeni kisik bitna je tvar za preživljavanje i razmnožavanje riba i aerobnih bakterija. Ako je otopljeni kisik manji od 4 mg/L, ribama će biti teško preživjeti. Kada je voda onečišćena organskom tvari, oksidacija organske tvari aerobnim mikroorganizmima potrošit će otopljeni kisik u vodi. Ako se ne može na vrijeme obnoviti iz zraka, otopljeni kisik u vodi postupno će se smanjivati sve dok ne bude blizu 0, uzrokujući razmnožavanje velikog broja anaerobnih mikroorganizama. Učini vodu crnom i smrdljivom.
47. Koje su najčešće korištene metode za mjerenje otopljenog kisika?
Postoje dvije najčešće korištene metode za mjerenje otopljenog kisika, jedna je jodometrijska metoda i metoda njezine korekcije (GB 7489–87), a druga je metoda elektrokemijske sonde (GB11913–89). Jodometrijska metoda prikladna je za mjerenje uzoraka vode s otopljenim kisikom većim od 0,2 mg/L. Općenito, jodometrijska metoda prikladna je samo za mjerenje otopljenog kisika u čistoj vodi. Pri mjerenju otopljenog kisika u industrijskim otpadnim vodama ili različitim procesnim koracima postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda mora se koristiti korigirani jod. kvantitativna metoda ili elektrokemijska metoda. Donja granica određivanja metode elektrokemijske sonde povezana je s korištenim instrumentom. Uglavnom postoje dvije vrste: metoda membranske elektrode i metoda bez membranske elektrode. Općenito su prikladni za mjerenje uzoraka vode s otopljenim kisikom većim od 0,1 mg/L. Mrežni DO mjerač instaliran i korišten u aeracijskim spremnicima i drugim mjestima u postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda koristi metodu membranske elektrode ili metodu elektrode bez membrane.
Osnovno načelo jodometrijske metode je dodavanje mangan sulfata i alkalnog kalijevog jodida u uzorak vode. Otopljeni kisik u vodi oksidira niskovalentni mangan u visokovalentni mangan, stvarajući smeđi talog četverovalentnog manganovog hidroksida. Nakon dodavanja kiseline, smeđi se talog otapa i reagira s jodidnim ionima kako bi se stvorio slobodni jod, a zatim koristi škrob kao indikator i titrira slobodni jod s natrijevim tiosulfatom kako bi se izračunao sadržaj otopljenog kisika.
Kada je uzorak vode obojen ili sadrži organske tvari koje mogu reagirati s jodom, nije prikladno koristiti jodometrijsku metodu i njezinu korekcijsku metodu za mjerenje otopljenog kisika u vodi. Umjesto toga, za mjerenje se može koristiti filmska elektroda osjetljiva na kisik ili elektroda bez membrane. Elektroda osjetljiva na kisik sastoji se od dvije metalne elektrode u kontaktu s nosivim elektrolitom i selektivne propusne membrane. Membrana može proći samo kroz kisik i druge plinove, ali vodu i topive tvari u njoj ne mogu proći. Kisik koji prolazi kroz membranu smanjuje se na elektrodi. Generira se slaba difuzijska struja, a veličina struje proporcionalna je sadržaju otopljenog kisika pri određenoj temperaturi. Elektroda bez filma sastoji se od posebne katode od legure srebra i željezne (ili cinkove) anode. Ne koristi film ili elektrolit, a između dva pola se ne dodaje polarizacijski napon. Komunicira samo s dva pola kroz izmjerenu vodenu otopinu kako bi formirala primarnu bateriju, a molekule kisika u vodi su Redukcija se izvodi izravno na katodi, a stvorena redukcijska struja proporcionalna je sadržaju kisika u otopini koja se mjeri. .
48. Zašto je indikator otopljenog kisika jedan od ključnih pokazatelja za normalan rad sustava biološke obrade otpadnih voda?
Održavanje određene količine otopljenog kisika u vodi osnovni je uvjet za opstanak i razmnožavanje aerobnih vodenih organizama. Stoga je i indikator otopljenog kisika jedan od ključnih pokazatelja za normalan rad sustava biološke obrade otpadnih voda.
Uređaj za aerobno biološko pročišćavanje zahtijeva da otopljeni kisik u vodi bude iznad 2 mg/L, a uređaj za anaerobno biološko pročišćavanje zahtijeva da otopljeni kisik bude ispod 0,5 mg/L. Ako želite ući u idealnu fazu metanogeneze, najbolje je da nema detektabilnog otopljenog kisika (za 0), a kada je odjeljak A A/O procesa u anoksičnom stanju, otopljeni kisik je poželjno 0,5~1 mg/L . Kada se efluent iz sekundarnog taložnika aerobne biološke metode kvalificira, njegov sadržaj otopljenog kisika općenito nije manji od 1 mg/L. Ako je preniska (<0,5 mg/L) ili previsoka (metoda prozračivanja zraka >2mg/L), uzrokovat će istjecanje vode. Kvaliteta vode se pogoršava ili čak prelazi standarde. Stoga treba posvetiti punu pozornost praćenju sadržaja otopljenog kisika unutar uređaja za biološki tretman i efluenta njegovog taložnika.
Jodometrijska titracija nije prikladna za ispitivanje na licu mjesta, niti se može koristiti za kontinuirano praćenje ili određivanje otopljenog kisika na licu mjesta. U kontinuiranom praćenju otopljenog kisika u sustavima za pročišćavanje otpadnih voda koristi se metoda membranske elektrode u elektrokemijskoj metodi. Kako bi se kontinuirano pratile promjene u DO miješane tekućine u spremniku za prozračivanje tijekom procesa pročišćavanja otpadnih voda u stvarnom vremenu, općenito se koristi mrežni mjerač DO s elektrokemijskom sondom. U isto vrijeme, DO mjerač također je važan dio sustava automatske kontrole i podešavanja otopljenog kisika u spremniku za prozračivanje. Jer sustav podešavanja i upravljanja igra važnu ulogu u njegovom normalnom radu. U isto vrijeme, to je također važna osnova za operatere procesa za prilagodbu i kontrolu normalnog rada biološke obrade otpadnih voda.
49. Koje su mjere opreza za mjerenje otopljenog kisika jodometrijskom titracijom?
Posebnu pozornost treba posvetiti prilikom uzimanja uzoraka vode za mjerenje otopljenog kisika. Uzorci vode ne smiju biti u dugotrajnom kontaktu sa zrakom i ne smiju se miješati. Prilikom uzorkovanja u spremniku za prikupljanje vode, upotrijebite staklenu bocu s uskim otvorom za otopljeni kisik od 300 ml i istovremeno izmjerite i zabilježite temperaturu vode. Nadalje, pri korištenju jodometrijske titracije, osim odabira specifične metode za otklanjanje smetnji nakon uzorkovanja, potrebno je maksimalno skratiti vrijeme pohrane, a najbolje je analizirati odmah.
Kroz poboljšanja tehnologije i opreme te uz pomoć instrumentacije, jodometrijska titracija ostaje najpreciznija i najpouzdanija titracijska metoda za analizu otopljenog kisika. Kako bi se eliminirao utjecaj raznih interferirajućih tvari u uzorcima vode, postoji nekoliko specifičnih metoda za korekciju jodometrijske titracije.
Oksidi, reducenti, organske tvari itd. prisutni u uzorcima vode ometat će jodometrijsku titraciju. Neki oksidansi mogu disocirati jodid u jod (pozitivna interferencija), a neki redukcijski agensi mogu reducirati jod u jodid (negativna interferencija). smetnje), kada se oksidirani talog mangana zakiseli, većina organske tvari može se djelomično oksidirati, stvarajući negativne pogreške. Metoda korekcije azida može učinkovito eliminirati smetnje nitrita, a kada uzorak vode sadrži niskovalentno željezo, metoda korekcije kalijevog permanganata može se koristiti za uklanjanje smetnji. Kada uzorak vode sadrži boju, alge i suspendirane krutine, treba koristiti metodu korekcije flokulacije stipse, a metodu korekcije flokulacije bakrenog sulfata i sulfaminske kiseline koristi se za određivanje otopljenog kisika u smjesi aktivnog mulja.
50. Koje su mjere opreza za mjerenje otopljenog kisika metodom tankoslojne elektrode?
Membranska elektroda sastoji se od katode, anode, elektrolita i membrane. Šupljina elektrode je ispunjena otopinom KCl. Membrana odvaja elektrolit od uzorka vode koji se mjeri, a otopljeni kisik prodire i difundira kroz membranu. Nakon što se između dva pola primijeni istosmjerni fiksni polarizacijski napon od 0,5 do 1,0 V, otopljeni kisik u izmjerenoj vodi prolazi kroz film i reducira se na katodi, generirajući difuzijsku struju proporcionalnu koncentraciji kisika.
Uobičajeno korišteni filmovi su polietilenski i fluorougljični filmovi koji mogu propuštati molekule kisika i imaju relativno stabilna svojstva. Budući da film može prodrijeti kroz različite plinove, neki plinovi (kao što su H2S, SO2, CO2, NH3 itd.) nalaze se na pokaznoj elektrodi. Nije lako depolarizirati, što će smanjiti osjetljivost elektrode i dovesti do odstupanja u rezultatima mjerenja. Ulje i masnoća u izmjerenoj vodi i mikroorganizmi u posudi za prozračivanje često se lijepe za membranu, ozbiljno utječući na točnost mjerenja, stoga su potrebni redovito čišćenje i kalibracija.
Stoga se analizatorima otopljenog kisika s membranskom elektrodom koji se koriste u sustavima za pročišćavanje otpadnih voda mora raditi u strogom skladu s metodama kalibracije proizvođača, a potrebno je redovito čišćenje, kalibracija, nadopunjavanje elektrolita i zamjena membrane elektrode. Prilikom zamjene filma, morate to učiniti pažljivo. Prvo, morate spriječiti kontaminaciju osjetljivih komponenti. Drugo, pazite da ne ostavite sitne mjehuriće ispod filma. Inače će se zaostala struja povećati i utjecati na rezultate mjerenja. Kako bi se osigurali točni podaci, protok vode na mjestu mjerenja membranske elektrode mora imati određeni stupanj turbulencije, odnosno ispitna otopina koja prolazi kroz površinu membrane mora imati dovoljan protok.
Općenito, zrak ili uzorci s poznatom koncentracijom DO i uzorci bez DO mogu se koristiti za kontrolnu kalibraciju. Naravno, za kalibraciju je najbolje koristiti uzorak vode koji se ispituje. Osim toga, treba često provjeravati jednu ili dvije točke kako bi se provjerili podaci o korekciji temperature.
Vrijeme objave: 14. studenoga 2023
