46.Τι είναι το διαλυμένο οξυγόνο;
Το διαλυμένο οξυγόνο DO (συντομογραφία του Dissolved Oxygen στα αγγλικά) αντιπροσωπεύει την ποσότητα του μοριακού οξυγόνου που είναι διαλυμένο στο νερό και η μονάδα είναι mg/L. Η κορεσμένη περιεκτικότητα του διαλυμένου οξυγόνου στο νερό σχετίζεται με τη θερμοκρασία του νερού, την ατμοσφαιρική πίεση και τη χημική σύσταση του νερού. Σε μία ατμοσφαιρική πίεση, η περιεκτικότητα σε οξυγόνο όταν το διαλυμένο οξυγόνο σε απεσταγμένο νερό φτάσει σε κορεσμό στους 0oC είναι 14,62mg/L και στους 20oC είναι 9,17mg/L. Η αύξηση της θερμοκρασίας του νερού, η αύξηση της περιεκτικότητας σε αλάτι ή η μείωση της ατμοσφαιρικής πίεσης θα προκαλέσει μείωση της περιεκτικότητας σε διαλυμένο οξυγόνο στο νερό.
Το διαλυμένο οξυγόνο είναι μια απαραίτητη ουσία για την επιβίωση και την αναπαραγωγή των ψαριών και των αερόβιων βακτηρίων. Εάν το διαλυμένο οξυγόνο είναι μικρότερο από 4 mg/L, θα είναι δύσκολο για τα ψάρια να επιβιώσουν. Όταν το νερό είναι μολυσμένο από οργανική ύλη, η οξείδωση της οργανικής ύλης από αερόβιους μικροοργανισμούς θα καταναλώσει το διαλυμένο οξυγόνο στο νερό. Εάν δεν μπορεί να αναπληρωθεί έγκαιρα από τον αέρα, το διαλυμένο οξυγόνο στο νερό θα μειωθεί σταδιακά μέχρι να πλησιάσει το 0, προκαλώντας τον πολλαπλασιασμό μεγάλου αριθμού αναερόβιων μικροοργανισμών. Κάντε το νερό μαύρο και δύσοσμο.
47. Ποιες είναι οι συνήθεις μέθοδοι μέτρησης του διαλυμένου οξυγόνου;
Υπάρχουν δύο κοινά χρησιμοποιούμενες μέθοδοι για τη μέτρηση του διαλυμένου οξυγόνου, η μία είναι η ιωδομετρική μέθοδος και η μέθοδος διόρθωσής της (GB 7489–87) και η άλλη είναι η μέθοδος ηλεκτροχημικού ανιχνευτή (GB11913–89). Η ιωδομετρική μέθοδος είναι κατάλληλη για τη μέτρηση δειγμάτων νερού με διαλυμένο οξυγόνο μεγαλύτερο από 0,2 mg/L. Γενικά, η ιωδομετρική μέθοδος είναι κατάλληλη μόνο για τη μέτρηση του διαλυμένου οξυγόνου σε καθαρό νερό. Κατά τη μέτρηση του διαλυμένου οξυγόνου σε βιομηχανικά λύματα ή σε διάφορα στάδια διεργασίας των μονάδων επεξεργασίας λυμάτων, πρέπει να χρησιμοποιείται διορθωμένο ιώδιο. ποσοτική μέθοδος ή ηλεκτροχημική μέθοδος. Το κατώτερο όριο προσδιορισμού της μεθόδου ηλεκτροχημικού ανιχνευτή σχετίζεται με το όργανο που χρησιμοποιείται. Υπάρχουν κυρίως δύο τύποι: η μέθοδος ηλεκτροδίων μεμβράνης και η μέθοδος ηλεκτροδίων χωρίς μεμβράνη. Είναι γενικά κατάλληλα για τη μέτρηση δειγμάτων νερού με διαλυμένο οξυγόνο μεγαλύτερο από 0,1 mg/L. Ο ηλεκτρονικός μετρητής DO που εγκαθίσταται και χρησιμοποιείται σε δεξαμενές αερισμού και σε άλλους χώρους σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων χρησιμοποιεί τη μέθοδο ηλεκτροδίου μεμβράνης ή τη μέθοδο ηλεκτροδίων χωρίς μεμβράνη.
Η βασική αρχή της ιωδομετρικής μεθόδου είναι η προσθήκη θειικού μαγγανίου και αλκαλικού ιωδιούχου καλίου στο δείγμα νερού. Το διαλυμένο οξυγόνο στο νερό οξειδώνει το χαμηλού σθένους μαγγάνιο σε μαγγάνιο υψηλού σθένους, δημιουργώντας ένα καφέ ίζημα τετρασθενούς υδροξειδίου του μαγγανίου. Μετά την προσθήκη οξέος, το καφέ ίζημα διαλύεται και αντιδρά με ιόντα ιωδίου για να δημιουργήσει ελεύθερο ιώδιο και στη συνέχεια χρησιμοποιεί άμυλο ως δείκτη και τιτλοποιεί το ελεύθερο ιώδιο με θειοθειικό νάτριο για να υπολογίσει την περιεκτικότητα σε διαλυμένο οξυγόνο.
Όταν το δείγμα νερού είναι έγχρωμο ή περιέχει οργανική ύλη που μπορεί να αντιδράσει με ιώδιο, δεν είναι κατάλληλο να χρησιμοποιηθεί η ιωδομετρική μέθοδος και η μέθοδος διόρθωσής της για τη μέτρηση του διαλυμένου οξυγόνου στο νερό. Αντίθετα, ένα ηλεκτρόδιο μεμβράνης ευαίσθητο στο οξυγόνο ή ένα ηλεκτρόδιο χωρίς μεμβράνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μέτρηση. Το ευαίσθητο στο οξυγόνο ηλεκτρόδιο αποτελείται από δύο μεταλλικά ηλεκτρόδια σε επαφή με τον υποστηρικτικό ηλεκτρολύτη και μια επιλεκτική διαπερατή μεμβράνη. Η μεμβράνη μπορεί να περάσει μόνο μέσω οξυγόνου και άλλων αερίων, αλλά το νερό και οι διαλυτές ουσίες σε αυτήν δεν μπορούν να περάσουν. Το οξυγόνο που διέρχεται από τη μεμβράνη μειώνεται στο ηλεκτρόδιο. Παράγεται ένα ασθενές ρεύμα διάχυσης και το μέγεθος του ρεύματος είναι ανάλογο με την περιεκτικότητα σε διαλυμένο οξυγόνο σε μια ορισμένη θερμοκρασία. Το ηλεκτρόδιο χωρίς φιλμ αποτελείται από μια ειδική κάθοδο από κράμα αργύρου και μια άνοδο σιδήρου (ή ψευδαργύρου). Δεν χρησιμοποιεί φιλμ ή ηλεκτρολύτη και δεν προστίθεται τάση πόλωσης μεταξύ των δύο πόλων. Επικοινωνεί μόνο με τους δύο πόλους μέσω του μετρούμενου υδατικού διαλύματος για να σχηματίσει μια πρωτογενή μπαταρία και τα μόρια οξυγόνου στο νερό είναι. .
48. Γιατί ο δείκτης διαλυμένου οξυγόνου είναι ένας από τους βασικούς δείκτες για την κανονική λειτουργία του συστήματος βιολογικού καθαρισμού λυμάτων;
Η διατήρηση μιας ορισμένης ποσότητας διαλυμένου οξυγόνου στο νερό είναι η βασική προϋπόθεση για την επιβίωση και την αναπαραγωγή των αερόβιων υδρόβιων οργανισμών. Επομένως, ο δείκτης διαλυμένου οξυγόνου είναι επίσης ένας από τους βασικούς δείκτες για την κανονική λειτουργία του συστήματος βιολογικού καθαρισμού λυμάτων.
Η συσκευή αερόβιας βιολογικής επεξεργασίας απαιτεί το διαλυμένο οξυγόνο στο νερό να είναι πάνω από 2 mg/L και η συσκευή αναερόβιας βιολογικής επεξεργασίας απαιτεί το διαλυμένο οξυγόνο να είναι κάτω από 0,5 mg/L. Εάν θέλετε να εισέλθετε στο ιδανικό στάδιο μεθανογένεσης, είναι καλύτερο να μην έχετε ανιχνεύσιμο διαλυμένο οξυγόνο (για 0), και όταν το τμήμα Α της διαδικασίας A/O βρίσκεται σε ανοξική κατάσταση, το διαλυμένο οξυγόνο είναι κατά προτίμηση 0,5~1 mg/L . Όταν τα απόβλητα από τη δεξαμενή δευτερεύουσας καθίζησης της αερόβιας βιολογικής μεθόδου είναι κατάλληλα, η περιεκτικότητά τους σε διαλυμένο οξυγόνο δεν είναι γενικά μικρότερη από 1 mg/L. Αν είναι πολύ χαμηλό (<0,5 mg/L) ή πολύ υψηλή (μέθοδος αερισμού αέρα >2mg/L), θα προκαλέσει εκροή νερού. Η ποιότητα του νερού υποβαθμίζεται ή και υπερβαίνει τα πρότυπα. Ως εκ τούτου, πρέπει να δοθεί πλήρης προσοχή στην παρακολούθηση της περιεκτικότητας σε διαλυμένο οξυγόνο στο εσωτερικό της συσκευής βιολογικής επεξεργασίας και των εκροών της δεξαμενής καθίζησής της.
Η ιωδομετρική τιτλοδότηση δεν είναι κατάλληλη για επιτόπιες δοκιμές, ούτε μπορεί να χρησιμοποιηθεί για συνεχή παρακολούθηση ή επιτόπιο προσδιορισμό του διαλυμένου οξυγόνου. Στη συνεχή παρακολούθηση του διαλυμένου οξυγόνου στα συστήματα επεξεργασίας λυμάτων χρησιμοποιείται η μέθοδος ηλεκτροδίων μεμβράνης στην ηλεκτροχημική μέθοδο. Προκειμένου να κατανοούνται συνεχώς οι αλλαγές στο DO του μικτού υγρού στη δεξαμενή αερισμού κατά τη διάρκεια της διαδικασίας επεξεργασίας λυμάτων σε πραγματικό χρόνο, χρησιμοποιείται γενικά ένας ηλεκτρονικός ηλεκτροχημικός μετρητής DO. Ταυτόχρονα, ο μετρητής DO είναι επίσης σημαντικό μέρος του συστήματος αυτόματου ελέγχου και ρύθμισης του διαλυμένου οξυγόνου στη δεξαμενή αερισμού. Για το σύστημα ρύθμισης και ελέγχου παίζει σημαντικό ρόλο στην κανονική λειτουργία του. Ταυτόχρονα, αποτελεί επίσης σημαντική βάση για τους χειριστές διεργασιών να προσαρμόζουν και να ελέγχουν την κανονική λειτουργία του βιολογικού καθαρισμού λυμάτων.
49. Ποιες είναι οι προφυλάξεις για τη μέτρηση του διαλυμένου οξυγόνου με ιωδομετρική τιτλοδότηση;
Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δίνεται κατά τη συλλογή δειγμάτων νερού για τη μέτρηση του διαλυμένου οξυγόνου. Τα δείγματα νερού δεν πρέπει να έρχονται σε επαφή με τον αέρα για μεγάλο χρονικό διάστημα και δεν πρέπει να αναδεύονται. Κατά τη δειγματοληψία στη δεξαμενή συλλογής νερού, χρησιμοποιήστε μια γυάλινη φιάλη διαλυμένου οξυγόνου των 300 ml και μετρήστε και καταγράψτε τη θερμοκρασία του νερού ταυτόχρονα. Επιπλέον, όταν χρησιμοποιείται ιωδομετρική τιτλοδότηση, εκτός από την επιλογή μιας συγκεκριμένης μεθόδου για την εξάλειψη των παρεμβολών μετά τη δειγματοληψία, ο χρόνος αποθήκευσης πρέπει να συντομεύεται όσο το δυνατόν περισσότερο και είναι καλύτερο να αναλύεται αμέσως.
Μέσω βελτιώσεων στην τεχνολογία και τον εξοπλισμό και με τη βοήθεια οργάνων, η ιωδομετρική ογκομέτρηση παραμένει η πιο ακριβής και αξιόπιστη μέθοδος ογκομέτρησης για την ανάλυση του διαλυμένου οξυγόνου. Προκειμένου να εξαλειφθεί η επίδραση διαφόρων παρεμποδιστικών ουσιών στα δείγματα νερού, υπάρχουν διάφορες ειδικές μέθοδοι για τη διόρθωση της ιωδομετρικής τιτλοδότησης.
Οξείδια, αναγωγικά, οργανική ύλη κ.λπ. που υπάρχουν στα δείγματα νερού θα επηρεάσουν την ιωδομετρική τιτλοδότηση. Μερικά οξειδωτικά μπορούν να διασπάσουν το ιώδιο σε ιώδιο (θετική παρεμβολή) και ορισμένοι αναγωγικοί παράγοντες μπορούν να μειώσουν το ιώδιο σε ιώδιο (αρνητική παρεμβολή). παρεμβολή), όταν το οξειδωμένο ίζημα μαγγανίου οξινίζεται, το μεγαλύτερο μέρος της οργανικής ύλης μπορεί να οξειδωθεί μερικώς, προκαλώντας αρνητικά σφάλματα. Η μέθοδος διόρθωσης με αζίδιο μπορεί να εξαλείψει αποτελεσματικά την παρεμβολή των νιτρωδών και όταν το δείγμα νερού περιέχει σίδηρο χαμηλού σθένους, η μέθοδος διόρθωσης υπερμαγγανικού καλίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εξάλειψη της παρεμβολής. Όταν το δείγμα νερού περιέχει χρώμα, φύκια και αιωρούμενα στερεά, θα πρέπει να χρησιμοποιείται η μέθοδος διόρθωσης κροκίδωσης στυπτηρίας και η μέθοδος διόρθωσης κροκίδωσης θειικού χαλκού-σουλφαμικού οξέος για τον προσδιορισμό του διαλυμένου οξυγόνου του μίγματος ενεργοποιημένης ιλύος.
50. Ποιες είναι οι προφυλάξεις για τη μέτρηση του διαλυμένου οξυγόνου με τη μέθοδο του ηλεκτροδίου λεπτής μεμβράνης;
Το ηλεκτρόδιο μεμβράνης αποτελείται από κάθοδο, άνοδο, ηλεκτρολύτη και μεμβράνη. Η κοιλότητα του ηλεκτροδίου γεμίζεται με διάλυμα KCl. Η μεμβράνη διαχωρίζει τον ηλεκτρολύτη από το δείγμα νερού που πρόκειται να μετρηθεί και το διαλυμένο οξυγόνο διεισδύει και διαχέεται μέσω της μεμβράνης. Αφού εφαρμοστεί σταθερή τάση πόλωσης συνεχούς ρεύματος από 0,5 έως 1,0 V μεταξύ των δύο πόλων, το διαλυμένο οξυγόνο στο μετρούμενο νερό περνά μέσα από το φιλμ και μειώνεται στην κάθοδο, δημιουργώντας ένα ρεύμα διάχυσης ανάλογο με τη συγκέντρωση οξυγόνου.
Τα φιλμ που χρησιμοποιούνται συνήθως είναι μεμβράνες πολυαιθυλενίου και φθοράνθρακα που μπορούν να επιτρέψουν στα μόρια οξυγόνου να περάσουν και να έχουν σχετικά σταθερές ιδιότητες. Επειδή το φιλμ μπορεί να διαπεράσει μια ποικιλία αερίων, ορισμένα αέρια (όπως H2S, SO2, CO2, NH3 κ.λπ.) βρίσκονται στο ηλεκτρόδιο ένδειξης. Δεν είναι εύκολο να αποπολωθεί, κάτι που θα μειώσει την ευαισθησία του ηλεκτροδίου και θα οδηγήσει σε απόκλιση στα αποτελέσματα της μέτρησης. Το λάδι και το γράσο στο μετρούμενο νερό και οι μικροοργανισμοί στο δοχείο αερισμού προσκολλώνται συχνά στη μεμβράνη, επηρεάζοντας σοβαρά την ακρίβεια μέτρησης, επομένως απαιτείται τακτικός καθαρισμός και βαθμονόμηση.
Επομένως, οι αναλυτές οξυγόνου διαλυμένου ηλεκτροδίου μεμβράνης που χρησιμοποιούνται σε συστήματα επεξεργασίας λυμάτων πρέπει να λειτουργούν αυστηρά σύμφωνα με τις μεθόδους βαθμονόμησης του κατασκευαστή και απαιτείται τακτικός καθαρισμός, βαθμονόμηση, αναπλήρωση ηλεκτρολυτών και αντικατάσταση μεμβράνης ηλεκτροδίων. Κατά την αντικατάσταση της μεμβράνης, πρέπει να το κάνετε προσεκτικά. Πρώτον, πρέπει να αποτρέψετε τη μόλυνση ευαίσθητων εξαρτημάτων. Δεύτερον, προσέξτε να μην αφήσετε μικροσκοπικές φυσαλίδες κάτω από το φιλμ. Διαφορετικά, το υπολειπόμενο ρεύμα θα αυξηθεί και θα επηρεάσει τα αποτελέσματα της μέτρησης. Προκειμένου να εξασφαλιστούν ακριβή δεδομένα, η ροή του νερού στο σημείο μέτρησης του ηλεκτροδίου μεμβράνης πρέπει να έχει έναν ορισμένο βαθμό αναταράξεων, δηλαδή το διάλυμα δοκιμής που διέρχεται από την επιφάνεια της μεμβράνης πρέπει να έχει επαρκή ρυθμό ροής.
Γενικά, για τη βαθμονόμηση ελέγχου μπορούν να χρησιμοποιηθούν αέρας ή δείγματα με γνωστή συγκέντρωση DO και δείγματα χωρίς DO. Φυσικά, είναι καλύτερο να χρησιμοποιείτε το υπό έλεγχο δείγμα νερού για βαθμονόμηση. Επιπλέον, ένα ή δύο σημεία θα πρέπει να ελέγχονται συχνά για να επαληθεύονται τα δεδομένα διόρθωσης θερμοκρασίας.
Ώρα δημοσίευσης: Νοε-14-2023
