46.Šta je otopljeni kiseonik?
Otopljeni kiseonik DO (skraćenica za Dissolved Oxygen na engleskom) predstavlja količinu molekularnog kiseonika otopljenog u vodi, a jedinica je mg/L. Zasićeni sadržaj rastvorenog kiseonika u vodi povezan je sa temperaturom vode, atmosferskim pritiskom i hemijskim sastavom vode. Pri jednom atmosferskom pritisku, sadržaj kiseonika kada rastvoreni kiseonik u destilovanoj vodi dostigne zasićenje na 0oC iznosi 14,62mg/L, a na 20oC iznosi 9,17mg/L. Povećanje temperature vode, povećanje sadržaja soli ili smanjenje atmosferskog tlaka će uzrokovati smanjenje sadržaja otopljenog kisika u vodi.
Otopljeni kisik je esencijalna tvar za preživljavanje i razmnožavanje riba i aerobnih bakterija. Ako je otopljeni kisik manji od 4mg/L, ribama će biti teško preživjeti. Kada je voda kontaminirana organskom tvari, oksidacija organske tvari od strane aerobnih mikroorganizama će potrošiti otopljeni kisik u vodi. Ako se ne može nadoknaditi iz zraka na vrijeme, otopljeni kisik u vodi će se postepeno smanjivati sve dok ne bude blizu 0, uzrokujući umnožavanje velikog broja anaerobnih mikroorganizama. Učinite vodu crnom i smrdljivom.
47. Koje su najčešće korištene metode za mjerenje rastvorenog kiseonika?
Postoje dvije najčešće korištene metode za mjerenje rastvorenog kiseonika, jedna je jodometrijska metoda i metoda njene korekcije (GB 7489–87), a druga je metoda elektrohemijske sonde (GB11913–89). Jodometrijska metoda je prikladna za mjerenje uzoraka vode s otopljenim kisikom većim od 0,2 mg/L. Općenito, jodometrijska metoda je prikladna samo za mjerenje rastvorenog kiseonika u čistoj vodi. Prilikom mjerenja otopljenog kisika u industrijskim otpadnim vodama ili različitim procesnim koracima postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda, mora se koristiti korigirani jod. kvantitativna ili elektrohemijska metoda. Donja granica određivanja metode elektrohemijske sonde povezana je sa upotrebljenim instrumentom. Uglavnom postoje dvije vrste: metoda membranskih elektroda i metoda bezmembranskih elektroda. Općenito su pogodni za mjerenje uzoraka vode s otopljenim kisikom većim od 0,1 mg/L. Mrežni DO mjerač instaliran i korišten u aeracionim rezervoarima i drugim mjestima u postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda koristi metodu membranskih elektroda ili metodu elektroda bez membrane.
Osnovni princip jodometrijske metode je dodavanje mangan sulfata i alkalnog kalijum jodida uzorku vode. Otopljeni kisik u vodi oksidira niskovalentni mangan u visokovalentni mangan, stvarajući smeđi talog tetravalentnog mangan hidroksida. Nakon dodavanja kiseline, smeđi talog se otapa i on reaguje sa jodidnim ionima da bi stvorio slobodni jod, a zatim koristi skrob kao indikator i titrira slobodni jod sa natrijum tiosulfatom kako bi se izračunao sadržaj rastvorenog kiseonika.
Kada je uzorak vode obojen ili sadrži organsku tvar koja može reagirati s jodom, nije prikladno koristiti jodometrijsku metodu i njenu metodu korekcije 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 sa nosećim elektrolitom i selektivne propusne membrane. Membrana može proći samo kroz kisik i druge plinove, ali voda i rastvorljive tvari u njoj ne mogu proći. Kiseonik koji prolazi kroz membranu smanjuje se na elektrodi. Stvara se slaba difuzijska struja, a veličina struje je proporcionalna sadržaju otopljenog kisika na određenoj temperaturi. Elektroda bez filma sastoji se od posebne katode od legure srebra i anode željeza (ili cinka). Ne koristi film ili elektrolit i ne dodaje se polarizacijski napon između dva pola. Komunicira samo sa dva pola kroz izmjerenu vodenu otopinu i formira primarnu bateriju, a molekuli kisika u vodi su Redukcija se vrši direktno na katodi, a generirana redukcijska struja je proporcionalna sadržaju kisika u otopini koja se mjeri .
48. Zašto je indikator rastvorenog kiseonika jedan od ključnih indikatora za normalan rad sistema biološkog tretmana otpadnih voda?
Održavanje određene količine otopljenog kisika u vodi je osnovni uvjet za opstanak i razmnožavanje aerobnih vodenih organizama. Dakle, indikator rastvorenog kiseonika je takođe jedan od ključnih indikatora za normalan rad sistema biološkog tretmana otpadnih voda.
Uređaj za aerobni biološki tretman zahteva da rastvoreni kiseonik u vodi bude iznad 2 mg/L, a uređaj za anaerobni biološki tretman zahteva da rastvoreni kiseonik bude ispod 0,5 mg/L. Ako želite da uđete u idealnu fazu metanogeneze, najbolje je da nema detektabilnog rastvorenog kiseonika (za 0), a kada je deo A A/O procesa u anoksičnom stanju, poželjno je da je rastvoreni kiseonik 0,5~1mg/L . Kada je efluent iz sekundarnog taložnika aerobne biološke metode kvalifikovan, njegov sadržaj rastvorenog kiseonika uglavnom nije manji od 1 mg/L. Ako je preniska (<0,5mg/L) ili previsoka (metoda zračne aeracije >2mg/L), to će uzrokovati istjecanje vode. Kvalitet vode se pogoršava ili čak premašuje standarde. Stoga, punu pažnju treba posvetiti praćenju sadržaja rastvorenog kiseonika unutar uređaja za biološki tretman i efluenta iz njegovog taložnika.
Jodometrijska titracija nije prikladna za testiranje na licu mjesta, niti se može koristiti za kontinuirano praćenje ili određivanje otopljenog kisika na licu mjesta. U kontinuiranom praćenju rastvorenog kiseonika u sistemima za prečišćavanje otpadnih voda koristi se metoda membranskih elektroda u elektrohemijskoj metodi. Kako bi se kontinuirano shvatile promjene DO miješane tekućine u aeracionom spremniku tokom procesa obrade otpadnih voda u realnom vremenu, općenito se koristi elektrohemijski sondni metar DO. Istovremeno, DO mjerač je također važan dio sistema automatske kontrole i podešavanja rastvorenog kiseonika u rezervoaru za aeraciju. Jer sistem podešavanja i upravljanja igra važnu ulogu u njegovom normalnom radu. Istovremeno, to je takođe važna osnova za operatere procesa da prilagode i kontrolišu normalan rad biološkog tretmana otpadnih voda.
49. Koje su mjere opreza za mjerenje rastvorenog kiseonika jodometrijskom titracijom?
Posebnu pažnju treba posvetiti prikupljanju uzoraka vode za mjerenje rastvorenog kiseonika. Uzorci vode ne bi trebalo da budu u kontaktu sa vazduhom duže vreme i ne bi trebalo da se mešaju. Prilikom uzorkovanja u rezervoaru za prikupljanje vode, koristite staklenu bocu s otopljenim kisikom s uskim grlom od 300 ml i istovremeno mjerite i bilježite temperaturu vode. Nadalje, kada se koristi jodometrijska titracija, pored odabira specifične metode za uklanjanje smetnji nakon uzorkovanja, vrijeme skladištenja se mora skratiti što je više moguće, a najbolje je odmah analizirati.
Kroz poboljšanje tehnologije i opreme i uz pomoć instrumentacije, jodometrijska titracija ostaje najpreciznija i najpouzdanija metoda titracije za analizu rastvorenog kiseonika. Kako bi se eliminisao uticaj različitih interferirajućih supstanci u uzorcima vode, postoji nekoliko specifičnih metoda za korekciju jodometrijske titracije.
Oksidi, reduktori, organska materija itd. prisutni u uzorcima vode ometaće jodometrijsku titraciju. Neki oksidansi mogu disocirati jod u jod (pozitivna interferencija), a neki redukcioni agensi mogu reducirati jod u jodid (negativna interferencija). smetnje), kada se oksidirani talog mangana zakiseli, većina organskih tvari može biti djelomično oksidirana, stvarajući negativne greške. Metoda korekcije azida može efikasno eliminisati interferenciju nitrita, a kada uzorak vode sadrži niskovalentno gvožđe, metoda korekcije kalijum permanganata može se koristiti za uklanjanje smetnji. Kada uzorak vode sadrži boju, alge i suspendirane čvrste tvari, treba koristiti metodu korekcije flokulacije stipse, a metodu korekcije flokulacije bakrenog sulfata i sulfaminske kiseline koristi se za određivanje otopljenog kisika u mješavini aktivnog mulja.
50. Koje su mjere opreza za mjerenje rastvorenog kiseonika metodom tankog filma elektrode?
Membranska elektroda se sastoji od katode, anode, elektrolita i membrane. Šupljina elektrode je ispunjena rastvorom KCl. Membrana odvaja elektrolit od uzorka vode koji se mjeri, a otopljeni kisik prodire i difundira kroz membranu. Nakon što se DC fiksni polarizacijski napon od 0,5 do 1,0 V primjenjuje između dva pola, otopljeni kisik u izmjerenoj vodi prolazi kroz film i reducira se na katodi, stvarajući difuzijsku struju proporcionalnu koncentraciji kisika.
Uobičajeno korištene folije su polietilenske i fluorokarbonske folije koje mogu omogućiti prolazak molekula kisika i imaju relativno stabilna svojstva. Budući da film može prožimati razne plinove, neki plinovi (kao što su H2S, SO2, CO2, NH3, itd.) nalaze se na pokaznoj elektrodi. Nije lako izvršiti depolarizaciju, što će smanjiti osjetljivost elektrode i dovesti do odstupanja u rezultatima mjerenja. Ulje i masnoće u izmjerenoj vodi i mikroorganizmi u rezervoaru za aeraciju često prianjaju na membranu, što ozbiljno utječe na točnost mjerenja, pa je potrebno redovno čišćenje i kalibracija.
Stoga, analizatori rastvorenog kiseonika na membranskim elektrodama koji se koriste u sistemima za prečišćavanje otpadnih voda moraju raditi u strogom skladu sa metodama kalibracije proizvođača, a potrebno je redovno čišćenje, kalibracija, dopuna elektrolita i zamena membrane elektrode. Prilikom zamjene filma, morate to učiniti pažljivo. Prvo, morate spriječiti kontaminaciju osjetljivih komponenti. Drugo, pazite da ne ostavite sitne mjehuriće ispod filma. U suprotnom će se rezidualna struja povećati i uticati na rezultate mjerenja. Da bi se osigurali tačni podaci, protok vode na mjernoj tački membranske elektrode mora imati određeni stepen turbulencije, odnosno ispitni rastvor koji prolazi kroz površinu membrane mora imati dovoljan protok.
Općenito, zrak ili uzorci sa poznatom koncentracijom DO i uzorci bez DO mogu se koristiti za kontrolnu kalibraciju. Naravno, najbolje je koristiti uzorak vode koji se pregleda za kalibraciju. Osim toga, jednu ili dvije točke treba često provjeravati kako bi se provjerili podaci korekcije temperature.
Vrijeme objave: 14.11.2023
