46.Kas ir izšķīdušais skābeklis?
Izšķīdinātais skābeklis DO (saīsinājums no Dissolved Oxygen angļu valodā) apzīmē ūdenī izšķīdinātā molekulārā skābekļa daudzumu, un mērvienība ir mg/l. Piesātinātais izšķīdušā skābekļa saturs ūdenī ir saistīts ar ūdens temperatūru, atmosfēras spiedienu un ūdens ķīmisko sastāvu. Pie viena atmosfēras spiediena skābekļa saturs, kad destilētā ūdenī izšķīdināts skābeklis sasniedz piesātinājumu pie 0oC, ir 14,62mg/L, bet 20oC – 9,17mg/L. Ūdens temperatūras paaugstināšanās, sāls satura palielināšanās vai atmosfēras spiediena pazemināšanās izraisīs izšķīdušā skābekļa satura samazināšanos ūdenī.
Izšķīdušais skābeklis ir būtiska viela zivju un aerobo baktēriju izdzīvošanai un vairošanai. Ja izšķīdušā skābekļa daudzums ir mazāks par 4 mg/l, zivīm būs grūti izdzīvot. Ja ūdens ir piesārņots ar organiskām vielām, organisko vielu oksidēšanās ar aerobo mikroorganismu palīdzību patērēs ūdenī izšķīdušo skābekli. Ja to nevarēs laikus papildināt no gaisa, ūdenī izšķīdušais skābeklis pakāpeniski samazināsies, līdz tas būs tuvu 0, izraisot lielam skaitam anaerobo mikroorganismu savairošanos. Padariet ūdeni melnu un smirdīgu.
47. Kādas ir biežāk lietotās metodes izšķīdušā skābekļa mērīšanai?
Izšķīdušā skābekļa mērīšanai parasti izmanto divas metodes, viena ir jodometriskā metode un tās korekcijas metode (GB 7489–87), bet otra ir elektroķīmiskās zondes metode (GB11913–89). Jodometriskā metode ir piemērota ūdens paraugu mērīšanai ar izšķīdušā skābekļa daudzumu, kas lielāks par 0,2 mg/l. Parasti jodometriskā metode ir piemērota tikai tīrā ūdenī izšķīdušā skābekļa mērīšanai. Mērot izšķīdušo skābekli rūpnieciskajos notekūdeņos vai dažādos notekūdeņu attīrīšanas iekārtu procesa posmos, jāizmanto koriģēts jods. kvantitatīvā metode vai elektroķīmiskā metode. Elektroķīmiskās zondes metodes noteikšanas apakšējā robeža ir saistīta ar izmantoto instrumentu. Galvenokārt ir divi veidi: membrānas elektrodu metode un bezmembrānas elektrodu metode. Tie parasti ir piemēroti ūdens paraugu mērīšanai ar izšķīdušā skābekļa daudzumu, kas pārsniedz 0,1 mg/l. Tiešsaistes DO skaitītājs, kas uzstādīts un izmantots aerācijas tvertnēs un citās vietās notekūdeņu attīrīšanas iekārtās, izmanto membrānas elektrodu metodi vai bezmembrānas elektrodu metodi.
Jodometriskās metodes pamatprincips ir mangāna sulfāta un sārmaina kālija jodīda pievienošana ūdens paraugam. Ūdenī izšķīdušais skābeklis oksidē mazvērtīgo mangānu par augstas vērtības mangānu, radot brūnas tetravalenta mangāna hidroksīda nogulsnes. Pēc skābes pievienošanas brūnās nogulsnes izšķīst un reaģē ar jodīda joniem, veidojot brīvu jodu, un pēc tam izmanto cieti kā indikatoru un titrē brīvo jodu ar nātrija tiosulfātu, lai aprēķinātu izšķīdušā skābekļa saturu.
Ja ūdens paraugs ir krāsots vai satur organiskas vielas, kas var reaģēt ar jodu, jodometriskās metodes un tās korekcijas metodes izmantošana ūdenī izšķīdušā skābekļa mērīšanai nav piemērota. Tā vietā mērījumiem var izmantot pret skābekli jutīgu plēves elektrodu vai elektrodu bez membrānas. Skābekļa jutīgais elektrods sastāv no diviem metāla elektrodiem, kas saskaras ar nesošo elektrolītu, un selektīvas caurlaidīgas membrānas. Membrāna var iziet tikai caur skābekli un citām gāzēm, bet ūdens un tajā esošās šķīstošās vielas nevar iziet cauri. Skābeklis, kas iet cauri membrānai, tiek samazināts uz elektroda. Tiek ģenerēta vāja difūzijas strāva, un strāvas lielums ir proporcionāls izšķīdušā skābekļa saturam noteiktā temperatūrā. Bezplēves elektrods sastāv no īpaša sudraba sakausējuma katoda un dzelzs (vai cinka) anoda. Tajā netiek izmantota plēve vai elektrolīts, un starp diviem poliem netiek pievienots polarizācijas spriegums. Tas sazinās tikai ar diviem poliem caur izmērīto ūdens šķīdumu, veidojot primāro akumulatoru, un ūdenī esošās skābekļa molekulas ir Reducēšana tiek veikta tieši uz katoda, un radītā reducēšanas strāva ir proporcionāla skābekļa saturam izmērītajā šķīdumā. .
48. Kāpēc izšķīdušā skābekļa indikators ir viens no galvenajiem rādītājiem notekūdeņu bioloģiskās attīrīšanas sistēmas normālai darbībai?
Noteikta daudzuma izšķīdušā skābekļa uzturēšana ūdenī ir aerobo ūdens organismu izdzīvošanas un vairošanās pamatnosacījums. Tāpēc izšķīdušā skābekļa indikators ir arī viens no galvenajiem rādītājiem notekūdeņu bioloģiskās attīrīšanas sistēmas normālai darbībai.
Aerobās bioloģiskās attīrīšanas ierīcei ir nepieciešams, lai ūdenī izšķīdušā skābekļa daudzums būtu lielāks par 2 mg/l, un anaerobās bioloģiskās attīrīšanas iekārtai ir nepieciešams, lai izšķīdušā skābekļa daudzums būtu mazāks par 0,5 mg/l. Ja vēlaties ieiet ideālā metanoģenēzes stadijā, vislabāk ir, lai nebūtu nosakāma izšķīdušā skābekļa (no 0), un, ja A/O procesa A sadaļa ir bezoksiskā stāvoklī, izšķīdušais skābeklis ir vēlams 0,5–1 mg/l. . Ja aerobās bioloģiskās metodes sekundārās sedimentācijas tvertnes notekūdeņi ir kvalificēti, tajā izšķīdušā skābekļa saturs parasti nav mazāks par 1 mg/l. Ja tas ir pārāk zems (<0,5 mg/L) vai pārāk augsts (gaisa aerācijas metode >).2mg/l), tas izraisīs ūdens notekūdeņus. Ūdens kvalitāte pasliktinās vai pat pārsniedz standartus. Tāpēc visa uzmanība jāpievērš izšķīdušā skābekļa satura uzraudzībai bioloģiskās attīrīšanas ierīcē un tās sedimentācijas tvertnes notekūdeņos.
Jodometriskā titrēšana nav piemērota pārbaudei uz vietas, kā arī to nevar izmantot pastāvīgai uzraudzībai vai izšķīdušā skābekļa noteikšanai uz vietas. Nepārtrauktā izšķīdušā skābekļa monitoringā notekūdeņu attīrīšanas sistēmās tiek izmantota membrānas elektrodu metode elektroķīmiskajā metodē. Lai notekūdeņu attīrīšanas procesā reāllaikā nepārtraukti uztvertu sajauktā šķidruma DO izmaiņas aerācijas tvertnē, parasti tiek izmantots tiešsaistes elektroķīmiskās zondes DO mērītājs. Tajā pašā laikā DO mērītājs ir arī svarīga aerācijas tvertnē izšķīdušā skābekļa automātiskās kontroles un regulēšanas sistēmas sastāvdaļa. Regulēšanas un vadības sistēmai ir svarīga loma tās normālā darbībā. Vienlaikus tas ir arī svarīgs pamats procesa operatoriem, lai pielāgotu un kontrolētu notekūdeņu bioloģiskās attīrīšanas normālu darbību.
49. Kādi ir piesardzības pasākumi izšķīdušā skābekļa mērīšanai ar jodometrisko titrēšanu?
Īpaša piesardzība jāievēro, vācot ūdens paraugus izšķīdušā skābekļa mērīšanai. Ūdens paraugi nedrīkst ilgstoši saskarties ar gaisu un tos nedrīkst maisīt. Veicot paraugu ņemšanu ūdens savākšanas tvertnē, izmantojiet 300 ml stikla aprīkotu šķīdinātā skābekļa pudeli ar šauru muti un vienlaikus izmēra un pierakstiet ūdens temperatūru. Turklāt, izmantojot jodometrisko titrēšanu, papildus īpašas metodes izvēlei, lai novērstu traucējumus pēc paraugu ņemšanas, uzglabāšanas laiks ir pēc iespējas jāsaīsina, un vislabāk ir nekavējoties analizēt.
Pateicoties tehnoloģiju un aprīkojuma uzlabojumiem, kā arī ar instrumentu palīdzību jodometriskā titrēšana joprojām ir visprecīzākā un uzticamākā titrēšanas metode izšķīdušā skābekļa analīzei. Lai novērstu dažādu traucējošo vielu ietekmi ūdens paraugos, ir vairākas specifiskas jodometriskās titrēšanas korekcijas metodes.
Oksīdi, reducētāji, organiskās vielas utt., kas atrodas ūdens paraugos, traucē jodometrisko titrēšanu. Daži oksidētāji var sadalīt jodīdu jodā (pozitīvi traucējumi), un daži reducējošie aģenti var pārveidot jodu par jodīdu (negatīvi traucējumi). traucējumi), kad oksidētās mangāna nogulsnes tiek paskābinātas, lielākā daļa organisko vielu var daļēji oksidēties, radot negatīvas kļūdas. Azīda korekcijas metode var efektīvi novērst nitrītu radītos traucējumus, un, ja ūdens paraugā ir mazvērtīgs dzelzs, traucējumu novēršanai var izmantot kālija permanganāta korekcijas metodi. Ja ūdens paraugā ir krāsa, aļģes un suspendētās cietās vielas, jāizmanto alauna flokulācijas korekcijas metode, savukārt, lai noteiktu aktīvo dūņu maisījuma izšķīdušo skābekli, jāizmanto vara sulfāta-sulfamīnskābes flokulācijas korekcijas metode.
50. Kādi ir piesardzības pasākumi izšķīdušā skābekļa mērīšanai, izmantojot plānslāņa elektrodu metodi?
Membrānas elektrods sastāv no katoda, anoda, elektrolīta un membrānas. Elektroda dobums ir piepildīts ar KCl šķīdumu. Membrāna atdala elektrolītu no mērāmā ūdens parauga, un izšķīdušais skābeklis iekļūst un izkliedējas caur membrānu. Pēc tam, kad starp diviem poliem ir pielikts DC fiksēts polarizācijas spriegums no 0,5 līdz 1,0 V, izmērītajā ūdenī izšķīdušais skābeklis iziet cauri plēvei un tiek reducēts uz katoda, radot difūzijas strāvu, kas ir proporcionāla skābekļa koncentrācijai.
Parasti izmantotās plēves ir polietilēna un fluorogļūdeņraža plēves, kas var ļaut skābekļa molekulām iziet cauri un kurām ir samērā stabilas īpašības. Tā kā plēve var caurstrāvot dažādas gāzes, dažas gāzes (piemēram, H2S, SO2, CO2, NH3 utt.) atrodas uz indikācijas elektroda. To nav viegli depolarizēt, kas samazinās elektroda jutību un novedīs pie novirzes mērījumu rezultātos. Eļļa un tauki izmērītajā ūdenī un mikroorganismi aerācijas tvertnē bieži pielīp pie membrānas, nopietni ietekmējot mērījumu precizitāti, tāpēc ir nepieciešama regulāra tīrīšana un kalibrēšana.
Tāpēc notekūdeņu attīrīšanas sistēmās izmantotie membrānas elektrodu izšķīdinātā skābekļa analizatori ir jādarbina stingri saskaņā ar ražotāja kalibrēšanas metodēm, un ir nepieciešama regulāra tīrīšana, kalibrēšana, elektrolītu papildināšana un elektrodu membrānas nomaiņa. Nomainot plēvi, tas jādara uzmanīgi. Pirmkārt, jums ir jānovērš jutīgu komponentu piesārņojums. Otrkārt, uzmanieties, lai zem plēves neatstātu sīkus burbuļus. Pretējā gadījumā atlikušā strāva palielināsies un ietekmēs mērījumu rezultātus. Lai nodrošinātu precīzus datus, ūdens plūsmai membrānas elektrodu mērīšanas punktā ir jābūt ar noteiktu turbulences pakāpi, tas ir, testa šķīdumam, kas iet caur membrānas virsmu, jābūt ar pietiekamu plūsmas ātrumu.
Parasti kontroles kalibrēšanai var izmantot gaisu vai paraugus ar zināmu DO koncentrāciju un paraugus bez DO. Protams, kalibrēšanai vislabāk ir izmantot pārbaudāmo ūdens paraugu. Turklāt, lai pārbaudītu temperatūras korekcijas datus, bieži jāpārbauda viens vai divi punkti.
Izlikšanas laiks: 14. novembris 2023
