46. Що таке розчинений кисень?
Розчинений кисень DO (абревіатура від Dissolved Oxygen англійською мовою) представляє кількість молекулярного кисню, розчиненого у воді, і одиницею є мг/л. Насичений вміст розчиненого кисню у воді пов'язаний з температурою води, атмосферним тиском і хімічним складом води. При одному атмосферному тиску вміст кисню, коли розчинений кисень у дистильованій воді досягає насичення при 0oC, становить 14,62 мг/л, а при 20oC — 9,17 мг/л. Підвищення температури води, збільшення вмісту солей або зниження атмосферного тиску призведе до зменшення вмісту розчиненого у воді кисню.
Розчинений кисень є необхідною речовиною для виживання та розмноження риб і аеробних бактерій. Якщо розчинений кисень нижчий за 4 мг/л, рибам буде важко вижити. Коли вода забруднена органічними речовинами, окислення органічної речовини аеробними мікроорганізмами споживатиме розчинений у воді кисень. Якщо його не можна вчасно поповнити з повітря, розчинений кисень у воді поступово зменшуватиметься, доки він не наблизиться до 0, викликаючи розмноження великої кількості анаеробних мікроорганізмів. Зробіть воду чорною і смердючою.
47. Які зазвичай використовуються методи вимірювання розчиненого кисню?
Існує два широко використовувані методи вимірювання розчиненого кисню: один — це йодометричний метод і метод його корекції (GB 7489–87), а інший — метод електрохімічного зонду (GB11913–89). Йодометричний метод підходить для вимірювання проб води з вмістом розчиненого кисню більше 0,2 мг/л. Як правило, йодометричний метод підходить лише для вимірювання розчиненого кисню в чистій воді. Під час вимірювання розчиненого кисню в промислових стічних водах або на різних етапах процесу очисних споруд необхідно використовувати скоригований йод. кількісний метод або електрохімічний метод. Нижня межа визначення методу електрохімічного зонда пов'язана з використовуваним приладом. В основному існує два типи: мембранний електродний метод і безмембранний електродний метод. Зазвичай вони підходять для вимірювання проб води з вмістом розчиненого кисню понад 0,1 мг/л. Онлайн-метр DO, який встановлюється та використовується в аеротенках та інших місцях на очисних спорудах, використовує метод мембранного електрода або метод безмембранного електрода.
Основним принципом йодометричного методу є додавання до проби води сульфату марганцю та лужного йодиду калію. Розчинений у воді кисень окислює низьковалентний марганець до високовалентного марганцю, утворюючи коричневий осад гідроксиду чотиривалентного марганцю. Після додавання кислоти коричневий осад розчиняється, і він реагує з іонами йодиду з утворенням вільного йоду, а потім використовує крохмаль як індикатор і титрує вільний йод тіосульфатом натрію для розрахунку вмісту розчиненого кисню.
Якщо зразок води забарвлений або містить органічні речовини, які можуть реагувати з йодом, використовувати йодометричний метод і його метод корекції для вимірювання розчиненого кисню у воді не можна. Замість цього для вимірювання можна використовувати чутливий до кисню плівковий електрод або безмембранний електрод. Чутливий до кисню електрод складається з двох металевих електродів, що контактують з опорним електролітом, і селективної проникної мембрани. Мембрана пропускає лише кисень та інші гази, але воду та розчинні в ній речовини не пропускають. Кисень, що проходить через мембрану, зменшується на електроді. Утворюється слабкий дифузійний струм, величина якого пропорційна вмісту розчиненого кисню при певній температурі. Електрод без плівки складається з катода зі спеціального сплаву срібла та залізного (або цинкового) анода. У ньому не використовується плівка чи електроліт, і поляризаційна напруга не додається між двома полюсами. Він лише зв’язується з двома полюсами через вимірюваний водний розчин, щоб утворити первинну батарею, а молекули кисню у воді відновлюються безпосередньо на катоді, а струм відновлення пропорційний вмісту кисню в вимірюваному розчині. .
48. Чому показник розчиненого кисню є одним із ключових показників нормальної роботи системи біологічного очищення стічних вод?
Підтримка певної кількості розчиненого кисню у воді є основною умовою виживання і розмноження аеробних гідробіонтів. Тому показник розчиненого кисню також є одним з ключових показників нормальної роботи системи біологічного очищення стічних вод.
Для аеробного біологічного очисного пристрою вміст розчиненого кисню у воді має бути вище 2 мг/л, а для анаеробного біологічного очисного пристрою — нижче 0,5 мг/л. Якщо ви хочете увійти в ідеальну стадію метаногенезу, найкраще не мати розчиненого кисню, який можна виявити (для 0), а коли секція A процесу A/O перебуває в безкисневому стані, розчинений кисень переважно становить 0,5~1 мг/л. . Коли стічні води з вторинного відстійника аеробного біологічного методу кваліфікуються, вміст розчиненого кисню в них зазвичай становить не менше 1 мг/л. Якщо він занадто низький (<0,5 мг/л) або занадто високий (метод повітряної аерації >2 мг/л), це призведе до витікання води. Якість води погіршується або навіть перевищує норми. Тому слід приділяти повну увагу моніторингу вмісту розчиненого кисню всередині пристрою біологічної очистки та стоку з його відстійника.
Йодометричне титрування не підходить для тестування на місці, його також не можна використовувати для постійного моніторингу або визначення розчиненого кисню на місці. У безперервному моніторингу розчиненого кисню в системах очищення стічних вод використовується метод мембранних електродів в електрохімічному методі. Щоб постійно фіксувати зміни DO змішаної рідини в аеротенку під час процесу очищення стічних вод у режимі реального часу, як правило, використовується онлайновий електрохімічний датчик DO. Водночас вимірювач DO також є важливою частиною системи автоматичного контролю та регулювання розчиненого кисню в аеротенку. Тому що система регулювання і контролю відіграє важливу роль у її нормальній роботі. Водночас це також є важливою основою для операторів процесу для налаштування та контролю нормальної роботи біологічного очищення стічних вод.
49. Які запобіжні заходи щодо вимірювання розчиненого кисню йодометричним титруванням?
З особливою обережністю слід відбирати проби води для вимірювання вмісту розчиненого кисню. Зразки води не повинні контактувати з повітрям протягом тривалого часу і не повинні перемішуватися. Під час відбору проб у резервуар для збору води використовуйте 300-мл скляну пляшку з вузьким горлом для розчиненого кисню та одночасно вимірюйте та записуйте температуру води. Крім того, при використанні йодометричного титрування, окрім вибору конкретного методу для усунення перешкод після відбору зразка, необхідно максимально скоротити час зберігання, а найкраще проводити аналіз негайно.
Завдяки вдосконаленню технології та обладнання, а також за допомогою приладів йодометричне титрування залишається найбільш точним і надійним методом титрування для аналізу розчиненого кисню. Для усунення впливу різноманітних заважаючих речовин у пробах води існує декілька спеціальних методів корекції йодометричного титрування.
Оксиди, відновники, органічні речовини тощо, присутні у зразках води, заважатимуть йодометричному титруванню. Деякі окислювачі можуть дисоціювати йодид на йод (позитивна інтерференція), а деякі відновники можуть відновлювати йод до йодиду (негативна інтерференція). інтерференція), коли окислений осад марганцю підкислюється, більшість органічних речовин може бути частково окислено, створюючи негативні помилки. Метод корекції азиду може ефективно усунути вплив нітриту, а коли проба води містить низьковалентне залізо, метод корекції перманганату калію може бути використаний для усунення перешкод. Якщо проба води містить колір, водорості та зважені тверді речовини, слід використовувати метод корекції флокуляції галуну, а метод корекції флокуляції сульфату міді та сульфамінової кислоти використовується для визначення розчиненого кисню в суміші активного мулу.
50. Які запобіжні заходи щодо вимірювання розчиненого кисню методом тонкоплівкового електрода?
Мембранний електрод складається з катода, анода, електроліту і мембрани. Порожнина електрода заповнена розчином KCl. Мембрана відокремлює електроліт від зразка води, що підлягає вимірюванню, і розчинений кисень проникає та дифундує через мембрану. Після того, як між двома полюсами подано постійну напругу поляризації від 0,5 до 1,0 В, розчинений кисень у виміряній воді проходить через плівку та відновлюється на катоді, створюючи дифузійний струм, пропорційний концентрації кисню.
Зазвичай використовуються плівки з поліетилену та фторвуглецю, які можуть пропускати молекули кисню та мають відносно стабільні властивості. Оскільки плівка може проникати через різні гази, деякі гази (такі як H2S, SO2, CO2, NH3 тощо) знаходяться на індикаторному електроді. Його нелегко деполяризувати, що призведе до зниження чутливості електрода і призведе до відхилення в результатах вимірювань. Масло та жир у виміряній воді та мікроорганізми в аеротенку часто прилипають до мембрани, серйозно впливаючи на точність вимірювання, тому необхідні регулярне очищення та калібрування.
Таким чином, мембранні електродні аналізатори розчиненого кисню, які використовуються в системах очищення стічних вод, повинні працювати в суворій відповідності до методів калібрування виробника, а також необхідні регулярне очищення, калібрування, поповнення електроліту та заміна мембрани електродів. Замінюючи плівку, потрібно робити це акуратно. По-перше, необхідно запобігти забрудненню чутливих компонентів. По-друге, будьте обережні, щоб під плівкою не залишилося крихітних бульбашок. Інакше залишковий струм збільшиться і вплине на результати вимірювань. Щоб забезпечити точні дані, потік води в точці вимірювання мембранного електрода повинен мати певний ступінь турбулентності, тобто тестовий розчин, що проходить через поверхню мембрани, повинен мати достатню швидкість потоку.
Загалом, повітря або зразки з відомою концентрацією DO та зразки без DO можна використовувати для контрольного калібрування. Звичайно, для калібрування найкраще використовувати досліджувану пробу води. Крім того, слід часто перевіряти одну або дві точки, щоб перевірити дані корекції температури.
Час публікації: 14 листопада 2023 р
