46.Ce este oxigenul dizolvat?
Oxigenul dizolvat DO (abreviere pentru Dissolved Oxygen în limba engleză) reprezintă cantitatea de oxigen molecular dizolvat în apă, iar unitatea este mg/L. Conținutul saturat de oxigen dizolvat în apă este legat de temperatura apei, presiunea atmosferică și compoziția chimică a apei. La o presiune atmosferică, conținutul de oxigen atunci când oxigenul dizolvat în apă distilată ajunge la saturație la 0oC este de 14,62mg/L, iar la 20oC este de 9,17mg/L. O creștere a temperaturii apei, o creștere a conținutului de sare sau o scădere a presiunii atmosferice va determina scăderea conținutului de oxigen dizolvat din apă.
Oxigenul dizolvat este o substanță esențială pentru supraviețuirea și reproducerea peștilor și a bacteriilor aerobe. Dacă oxigenul dizolvat este mai mic de 4 mg/L, va fi dificil pentru pești să supraviețuiască. Când apa este contaminată cu materie organică, oxidarea materiei organice de către microorganismele aerobe va consuma oxigenul dizolvat în apă. Dacă nu poate fi completat din aer la timp, oxigenul dizolvat în apă va scădea treptat până se apropie de 0, determinând înmulțirea unui număr mare de microorganisme anaerobe. Faceți apa neagră și urât mirositoare.
47. Care sunt metodele utilizate în mod obișnuit pentru măsurarea oxigenului dizolvat?
Există două metode utilizate în mod obișnuit pentru măsurarea oxigenului dizolvat, una este metoda iodometrică și metoda de corecție a acesteia (GB 7489–87), iar cealaltă este metoda sondei electrochimice (GB11913–89). Metoda iodometrică este potrivită pentru măsurarea probelor de apă cu oxigen dizolvat mai mare de 0,2 mg/L. În general, metoda iodometrică este potrivită numai pentru măsurarea oxigenului dizolvat în apă curată. Când se măsoară oxigenul dizolvat în apele uzate industriale sau în diferite etape ale procesului din stațiile de epurare, trebuie utilizat iodul corectat. metoda cantitativă sau metoda electrochimică. Limita inferioară de determinare a metodei sondei electrochimice este legată de instrumentul utilizat. Există în principal două tipuri: metoda electrodului cu membrană și metoda electrodului fără membrană. Ele sunt în general potrivite pentru măsurarea probelor de apă cu oxigen dizolvat mai mare de 0,1 mg/L. Contorul de DO online instalat și utilizat în rezervoarele de aerare și în alte locuri din stațiile de epurare a apelor uzate utilizează metoda electrodului cu membrană sau metoda electrodului fără membrană.
Principiul de bază al metodei iodometrice este adăugarea de sulfat de mangan și iodură de potasiu alcalină la proba de apă. Oxigenul dizolvat în apă oxidează manganul cu valent scăzut la mangan cu valent înaltă, generând un precipitat maro de hidroxid de mangan tetravalent. După adăugarea acidului, precipitatul maro se dizolvă și reacționează cu ionii de iodură pentru a genera iod liber, apoi folosește amidonul ca indicator și titrează iodul liber cu tiosulfat de sodiu pentru a calcula conținutul de oxigen dizolvat.
Atunci când proba de apă este colorată sau conține materie organică care poate reacționa cu iodul, nu este adecvată utilizarea metodei iodometrice și a metodei de corecție a acesteia pentru a măsura oxigenul dizolvat în apă. În schimb, pentru măsurare poate fi utilizat un electrod de film sensibil la oxigen sau un electrod fără membrană. Electrodul sensibil la oxigen este format din doi electrozi metalici în contact cu electrolitul de susținere și o membrană permeabilă selectivă. Membrana poate trece doar prin oxigen și alte gaze, dar apa și substanțele solubile din ea nu pot trece. Oxigenul care trece prin membrană este redus pe electrod. Se generează un curent slab de difuzie, iar mărimea curentului este proporțională cu conținutul de oxigen dizolvat la o anumită temperatură. Electrodul fără peliculă este compus dintr-un catod special din aliaj de argint și un anod de fier (sau zinc). Nu folosește film sau electrolit și nu se adaugă tensiune de polarizare între cei doi poli. Comunică doar cu cei doi poli prin soluția apoasă măsurată pentru a forma o baterie primară, iar moleculele de oxigen din apă sunt Reducerea se realizează direct pe catod, iar curentul de reducere generat este proporțional cu conținutul de oxigen din soluția măsurată. .
48. De ce este indicatorul de oxigen dizolvat unul dintre indicatorii cheie pentru funcționarea normală a sistemului de epurare biologică a apelor uzate?
Menținerea unei anumite cantități de oxigen dizolvat în apă este condiția de bază pentru supraviețuirea și reproducerea organismelor acvatice aerobe. Prin urmare, indicatorul de oxigen dizolvat este, de asemenea, unul dintre indicatorii cheie pentru funcționarea normală a sistemului de epurare biologică a apelor uzate.
Dispozitivul de tratare biologică aerobă necesită ca oxigenul dizolvat în apă să fie peste 2 mg/L, iar dispozitivul de tratare biologică anaerobă necesită ca oxigenul dizolvat să fie sub 0,5 mg/L. Dacă doriți să intrați în stadiul ideal de metanogeneză, cel mai bine este să nu aveți oxigen dizolvat detectabil (pentru 0), iar când secțiunea A a procesului A/O este într-o stare anoxică, oxigenul dizolvat este de preferință 0,5~1 mg/L . Când efluentul din rezervorul de sedimentare secundar al metodei biologice aerobe este calificat, conținutul său de oxigen dizolvat nu este, în general, mai mic de 1 mg/L. Dacă este prea scăzut (<0,5 mg/L) sau prea mare (metoda de aerare >2mg/L), va cauza efluent de apă. Calitatea apei se deteriorează sau chiar depășește standardele. Prin urmare, trebuie acordată o atenție deplină monitorizării conținutului de oxigen dizolvat în interiorul dispozitivului de tratare biologică și a efluentului rezervorului de sedimentare al acestuia.
Titrarea iodometrică nu este potrivită pentru testarea la fața locului și nici nu poate fi utilizată pentru monitorizarea continuă sau determinarea la fața locului a oxigenului dizolvat. În monitorizarea continuă a oxigenului dizolvat în sistemele de tratare a apelor reziduale, se utilizează metoda electrodului cu membrană în metoda electrochimică. Pentru a înțelege în mod continuu modificările DO ale lichidului amestecat din rezervorul de aerare în timpul procesului de tratare a apelor uzate în timp real, se folosește, în general, un contor de DO cu sondă electrochimică online. În același timp, contorul DO este, de asemenea, o parte importantă a sistemului automat de control și reglare a oxigenului dizolvat în rezervorul de aerare. Pentru că sistemul de reglare și control joacă un rol important în funcționarea sa normală. În același timp, este, de asemenea, o bază importantă pentru operatorii de proces pentru a ajusta și controla funcționarea normală a epurării biologice a apelor uzate.
49. Care sunt măsurile de precauție pentru măsurarea oxigenului dizolvat prin titrare iodometrică?
O atenție deosebită trebuie acordată la colectarea probelor de apă pentru măsurarea oxigenului dizolvat. Probele de apă nu trebuie să fie în contact cu aerul pentru o perioadă lungă de timp și nu trebuie agitate. La prelevarea probelor în rezervorul de colectare a apei, utilizați o sticlă de oxigen dizolvat cu gura îngustă de 300 ml echipată cu sticlă și măsurați și înregistrați temperatura apei în același timp. În plus, atunci când se utilizează titrarea iodometrică, pe lângă selectarea unei metode specifice pentru a elimina interferența după prelevare, timpul de depozitare trebuie scurtat cât mai mult posibil și cel mai bine este să analizați imediat.
Prin îmbunătățiri ale tehnologiei și echipamentelor și cu ajutorul instrumentației, titrarea iodometrică rămâne cea mai precisă și fiabilă metodă de titrare pentru analiza oxigenului dizolvat. Pentru a elimina influența diferitelor substanțe interferente în probele de apă, există mai multe metode specifice de corectare a titrarii iodometrice.
Oxizii, reductanții, materia organică etc. prezenți în probele de apă vor interfera cu titrarea iodometrică. Unii oxidanți pot disocia iodura în iod (interferență pozitivă), iar unii agenți reducători pot reduce iodul în iod (interferență negativă). interferență), când precipitatul de mangan oxidat este acidulat, cea mai mare parte a materiei organice poate fi parțial oxidată, producând erori negative. Metoda de corecție cu azidă poate elimina în mod eficient interferența nitritului, iar atunci când proba de apă conține fier cu valent scăzut, metoda de corecție cu permanganat de potasiu poate fi utilizată pentru a elimina interferența. Când proba de apă conține culoare, alge și solide în suspensie, trebuie utilizată metoda de corecție a floculării alaunului, iar metoda de corecție a floculării sulfat de cupru-acid sulfamic este utilizată pentru a determina oxigenul dizolvat al amestecului de nămol activat.
50. Care sunt măsurile de precauție pentru măsurarea oxigenului dizolvat folosind metoda electrodului cu film subțire?
Electrodul cu membrană este format dintr-un catod, anod, electrolit și membrană. Cavitatea electrodului este umplută cu soluție de KCl. Membrana separă electrolitul de proba de apă care trebuie măsurată, iar oxigenul dizolvat pătrunde și difuzează prin membrană. După ce se aplică între cei doi poli o tensiune fixă de polarizare DC de 0,5 până la 1,0V, oxigenul dizolvat în apa măsurată trece prin peliculă și se reduce pe catod, generând un curent de difuzie proporțional cu concentrația de oxigen.
Filmele utilizate în mod obișnuit sunt peliculele de polietilenă și fluorocarbon care pot permite trecerea moleculelor de oxigen și au proprietăți relativ stabile. Deoarece filmul poate pătrunde într-o varietate de gaze, unele gaze (cum ar fi H2S, SO2, CO2, NH3 etc.) se află pe electrodul indicator. Nu este ușor de depolarizat, ceea ce va reduce sensibilitatea electrodului și va duce la abateri în rezultatele măsurătorii. Uleiul și grăsimea din apa măsurată și microorganismele din rezervorul de aerare aderă adesea la membrană, afectând grav precizia măsurării, astfel încât sunt necesare curățare și calibrare regulată.
Prin urmare, analizoarele de oxigen dizolvat cu electrozi cu membrană utilizate în sistemele de tratare a apelor uzate trebuie să fie operate în strictă conformitate cu metodele de calibrare ale producătorului și sunt necesare curățare regulată, calibrare, completare cu electroliți și înlocuire a membranei electrodului. Când înlocuiți filmul, trebuie să o faceți cu atenție. În primul rând, trebuie să preveniți contaminarea componentelor sensibile. În al doilea rând, aveți grijă să nu lăsați bule mici sub film. În caz contrar, curentul rezidual va crește și va afecta rezultatele măsurătorii. Pentru a asigura date exacte, debitul de apă la punctul de măsurare a electrodului membranei trebuie să aibă un anumit grad de turbulență, adică soluția de testare care trece prin suprafața membranei trebuie să aibă un debit suficient.
În general, aerul sau probele cu concentrație cunoscută de OD și probele fără OD pot fi utilizate pentru calibrarea de control. Desigur, cel mai bine este să utilizați proba de apă aflată în inspecție pentru calibrare. În plus, unul sau două puncte trebuie verificate frecvent pentru a verifica datele de corecție a temperaturii.
Ora postării: 14-nov-2023
