46.Kaj je raztopljeni kisik?
Raztopljeni kisik DO (angleško okrajšava za Dissolved Oxygen) predstavlja količino molekularnega kisika, raztopljenega v vodi, enota pa je mg/L. Nasičena vsebnost raztopljenega kisika v vodi je povezana s temperaturo vode, atmosferskim tlakom in kemično sestavo vode. Pri enem atmosferskem tlaku je vsebnost kisika, ko raztopljeni kisik v destilirani vodi doseže nasičenost pri 0oC, 14,62 mg/L, pri 20oC pa 9,17 mg/L. Zvišanje temperature vode, povečanje vsebnosti soli ali znižanje atmosferskega tlaka bo povzročilo zmanjšanje vsebnosti raztopljenega kisika v vodi.
Raztopljeni kisik je bistvena snov za preživetje in razmnoževanje rib in aerobnih bakterij. Če je raztopljeni kisik nižji od 4 mg/L, bodo ribe težko preživele. Ko je voda onesnažena z organskimi snovmi, bo oksidacija organske snovi z aerobnimi mikroorganizmi porabila raztopljeni kisik v vodi. Če ga ni mogoče pravočasno obnoviti iz zraka, se bo količina raztopljenega kisika v vodi postopoma zmanjševala, dokler ne bo blizu 0, kar bo povzročilo razmnoževanje velikega števila anaerobnih mikroorganizmov. Naj bo voda črna in smrdljiva.
47. Katere so običajno uporabljene metode za merjenje raztopljenega kisika?
Obstajata dve pogosto uporabljeni metodi za merjenje raztopljenega kisika, ena je jodometrična metoda in njena korekcijska metoda (GB 7489–87), druga pa je metoda elektrokemične sonde (GB11913–89). Jodometrična metoda je primerna za merjenje vzorcev vode z raztopljenim kisikom nad 0,2 mg/L. Na splošno je jodometrična metoda primerna le za merjenje raztopljenega kisika v čisti vodi. Pri merjenju raztopljenega kisika v industrijskih odpadnih vodah ali različnih procesnih stopnjah čistilnih naprav je treba uporabiti korigirani jod. kvantitativna metoda ali elektrokemijska metoda. Spodnja meja določanja metode elektrokemične sonde je povezana z uporabljenim instrumentom. Obstajata predvsem dve vrsti: metoda membranske elektrode in metoda brez membranske elektrode. Na splošno so primerni za merjenje vzorcev vode z raztopljenim kisikom nad 0,1 mg/L. Spletni merilnik DO, nameščen in uporabljen v prezračevalnih posodah in na drugih mestih v čistilnih napravah, uporablja metodo membranske elektrode ali metodo brez membranske elektrode.
Osnovno načelo jodometrične metode je dodajanje manganovega sulfata in alkalnega kalijevega jodida vzorcu vode. Raztopljeni kisik v vodi oksidira nizkovalentni mangan v visokovalentni mangan, pri čemer nastane rjava oborina štirivalentnega manganovega hidroksida. Po dodajanju kisline se rjava oborina raztopi in reagira z jodidnimi ioni, da ustvari prosti jod, nato pa uporabi škrob kot indikator in titrira prosti jod z natrijevim tiosulfatom, da izračuna vsebnost raztopljenega kisika.
Če je vzorec vode obarvan ali vsebuje organske snovi, ki lahko reagirajo z jodom, uporaba jodometrične metode in njene korekcijske metode za merjenje raztopljenega kisika v vodi ni primerna. Namesto tega se lahko za merjenje uporabi filmska elektroda, občutljiva na kisik, ali elektroda brez membrane. Elektroda, občutljiva na kisik, je sestavljena iz dveh kovinskih elektrod v stiku z nosilnim elektrolitom in selektivno prepustne membrane. Membrana prepušča le kisik in druge pline, ne more pa prehajati voda in topne snovi v njej. Kisik, ki prehaja skozi membrano, se zmanjša na elektrodi. Ustvari se šibek difuzijski tok, velikost toka pa je sorazmerna z vsebnostjo raztopljenega kisika pri določeni temperaturi. Elektroda brez filma je sestavljena iz posebne katode iz srebrove zlitine in železove (ali cinkove) anode. Ne uporablja filma ali elektrolita in med obema poloma ni dodane polarizacijske napetosti. Komunicira le z obema poloma prek izmerjene vodne raztopine, da tvori primarno baterijo, molekule kisika v vodi pa se Redukcija izvaja neposredno na katodi, ustvarjeni redukcijski tok pa je sorazmeren z vsebnostjo kisika v raztopini, ki se meri. .
48. Zakaj je indikator raztopljenega kisika eden ključnih indikatorjev za normalno delovanje sistema biološkega čiščenja odpadne vode?
Ohranjanje določene količine raztopljenega kisika v vodi je osnovni pogoj za preživetje in razmnoževanje aerobnih vodnih organizmov. Zato je tudi indikator raztopljenega kisika eden ključnih kazalcev za normalno delovanje sistema biološkega čiščenja odplak.
Naprava za aerobno biološko čiščenje zahteva, da je raztopljeni kisik v vodi nad 2 mg/L, naprava za anaerobno biološko čiščenje pa zahteva, da je raztopljeni kisik pod 0,5 mg/L. Če želite vstopiti v idealno stopnjo metanogeneze, je najbolje, da ni raztopljenega kisika, ki ga je mogoče zaznati (za 0), in ko je del A A/O procesa v anoksičnem stanju, je raztopljeni kisik po možnosti 0,5 ~ 1 mg/L . Ko je iztok iz sekundarnega usedalnika aerobne biološke metode kvalificiran, vsebnost raztopljenega kisika v njem na splošno ni manjša od 1 mg/l. Če je prenizek (<0,5 mg/L) ali previsoka (metoda prezračevanja z zrakom >2 mg/L), bo povzročil odtok vode. Kakovost vode se slabša ali celo presega standarde. Zato je treba vso pozornost posvetiti spremljanju vsebnosti raztopljenega kisika v napravi za biološko obdelavo in iztoku njenega usedalnika.
Jodometrična titracija ni primerna za testiranje na kraju samem, niti je ni mogoče uporabiti za stalno spremljanje ali določanje raztopljenega kisika na kraju samem. Pri kontinuiranem spremljanju raztopljenega kisika v sistemih za čiščenje odplak se uporablja metoda membranskih elektrod pri elektrokemični metodi. Za neprekinjeno spremljanje sprememb DO mešane tekočine v prezračevalni posodi med postopkom čiščenja odplak v realnem času se običajno uporablja spletni merilnik DO z elektrokemično sondo. Hkrati je DO meter tudi pomemben del avtomatskega sistema za nadzor in prilagajanje raztopljenega kisika v prezračevalni posodi. Ker ima sistem za prilagajanje in nadzor pomembno vlogo pri njegovem normalnem delovanju. Hkrati je tudi pomembna osnova za operaterje procesov za prilagajanje in nadzor normalnega delovanja biološkega čiščenja odplak.
49. Kakšni so varnostni ukrepi za merjenje raztopljenega kisika z jodometrično titracijo?
Posebna pozornost je potrebna pri zbiranju vzorcev vode za merjenje raztopljenega kisika. Vzorci vode ne smejo biti dalj časa v stiku z zrakom in se ne smejo mešati. Pri vzorčenju v rezervoarju za zbiranje vode uporabite 300 ml steklenico z raztopljenim kisikom z ozkim grlom, opremljeno s steklom, ter hkrati izmerite in zabeležite temperaturo vode. Poleg tega je treba pri uporabi jodometrične titracije poleg izbire posebne metode za odpravo motenj po vzorčenju čim bolj skrajšati čas shranjevanja, najbolje pa je, da analizo opravimo takoj.
Z izboljšavami tehnologije in opreme ter s pomočjo instrumentov ostaja jodometrična titracija najbolj natančna in zanesljiva titracijska metoda za analizo raztopljenega kisika. Da bi odpravili vpliv različnih motečih snovi v vzorcih vode, obstaja več posebnih metod za korekcijo jodometrične titracije.
Oksidi, reducenti, organske snovi itd., prisotni v vzorcih vode, bodo motili jodometrično titracijo. Nekateri oksidanti lahko jodid disociirajo v jod (pozitivna interferenca), nekatera redukcijska sredstva pa lahko reducirajo jod v jodid (negativna interferenca). motnje), ko je oksidirana oborina mangana nakisana, se lahko večina organskih snovi delno oksidira, kar povzroči negativne napake. Metoda korekcije azida lahko učinkovito odpravi motnje nitrita, in ko vzorec vode vsebuje nizkovalentno železo, se lahko za odpravo motenj uporabi korekcijska metoda kalijevega permanganata. Kadar vzorec vode vsebuje barvo, alge in suspendirane trdne snovi, je treba uporabiti metodo korekcije flokulacije galuna, za določanje raztopljenega kisika v mešanici aktivnega blata pa metodo korekcije flokulacije bakrovega sulfata in sulfaminske kisline.
50. Kakšni so previdnostni ukrepi pri merjenju raztopljenega kisika z metodo tankoslojne elektrode?
Membranska elektroda je sestavljena iz katode, anode, elektrolita in membrane. Votlina elektrode je napolnjena z raztopino KCl. Membrana ločuje elektrolit od vzorca vode, ki ga merimo, raztopljeni kisik pa prodira in difundira skozi membrano. Po uporabi enosmerne fiksne polarizacijske napetosti od 0,5 do 1,0 V med obema poloma gre raztopljeni kisik v izmerjeni vodi skozi film in se reducira na katodi, pri čemer se ustvari difuzijski tok, ki je sorazmeren s koncentracijo kisika.
Običajno uporabljeni filmi so polietilenski in fluoroogljikovi filmi, ki lahko prepuščajo molekulam kisika skozi in imajo razmeroma stabilne lastnosti. Ker lahko film prežema različne pline, so nekateri plini (kot so H2S, SO2, CO2, NH3 itd.) na indikatorski elektrodi. Depolarizacija ni enostavna, kar bo zmanjšalo občutljivost elektrode in povzročilo odstopanje v rezultatih meritev. Olja in maščobe v izmerjeni vodi ter mikroorganizmi v prezračevalni posodi se pogosto oprimejo membrane, kar resno vpliva na natančnost meritev, zato sta potrebna redno čiščenje in kalibracija.
Zato je treba membranske elektrodne analizatorje raztopljenega kisika, ki se uporabljajo v sistemih za čiščenje odplak, uporabljati v strogem skladu s proizvajalčevimi kalibracijskimi metodami, poleg tega pa je potrebno redno čiščenje, kalibracijo, dopolnjevanje elektrolitov in zamenjavo elektrodne membrane. Pri zamenjavi filma morate to storiti previdno. Najprej morate preprečiti kontaminacijo občutljivih komponent. Drugič, pazite, da pod filmom ne pustite drobnih mehurčkov. V nasprotnem primeru se bo preostali tok povečal in vplival na rezultate meritev. Da bi zagotovili točne podatke, mora pretok vode na merilni točki membranske elektrode imeti določeno stopnjo turbulence, kar pomeni, da mora imeti preskusna raztopina, ki prehaja skozi površino membrane, zadosten pretok.
Na splošno lahko za kontrolno kalibracijo uporabite zrak ali vzorce z znano koncentracijo DO in vzorce brez DO. Seveda je za kalibracijo najbolje uporabiti vzorec vode, ki ga pregledujemo. Poleg tega je treba pogosto preverjati eno ali dve točki, da preverite podatke korekcije temperature.
Čas objave: 14. nov. 2023
