46.Čo je rozpustený kyslík?
Rozpustený kyslík DO (skratka pre Dissolved Oxygen v angličtine) predstavuje množstvo molekulárneho kyslíka rozpusteného vo vode a jednotkou je mg/l. Nasýtený obsah rozpusteného kyslíka vo vode súvisí s teplotou vody, atmosférickým tlakom a chemickým zložením vody. Pri jednom atmosférickom tlaku je obsah kyslíka, keď rozpustený kyslík v destilovanej vode dosiahne nasýtenie pri 0 °C, 14,62 mg/l a pri 20 °C je 9,17 mg/l. Zvýšenie teploty vody, zvýšenie obsahu solí alebo zníženie atmosférického tlaku spôsobí zníženie obsahu rozpusteného kyslíka vo vode.
Rozpustený kyslík je nevyhnutnou látkou pre prežitie a rozmnožovanie rýb a aeróbnych baktérií. Ak je obsah rozpusteného kyslíka nižší ako 4 mg/l, bude pre ryby ťažké prežiť. Keď je voda kontaminovaná organickou hmotou, oxidácia organickej hmoty aeróbnymi mikroorganizmami spotrebuje rozpustený kyslík vo vode. Ak sa ho nedarí včas doplniť zo vzduchu, rozpustený kyslík vo vode bude postupne klesať až sa priblíži k 0, čo spôsobí premnoženie veľkého množstva anaeróbnych mikroorganizmov. Urobte z vody čiernu a páchnucu.
47. Aké sú bežne používané metódy merania rozpusteného kyslíka?
Na meranie rozpusteného kyslíka sa bežne používajú dve metódy, jedna je jodometrická metóda a metóda jej korekcie (GB 7489–87) a druhá je metóda elektrochemickej sondy (GB11913–89). Jodometrická metóda je vhodná na meranie vzoriek vody s rozpusteným kyslíkom vyšším ako 0,2 mg/l. Vo všeobecnosti je jodometrická metóda vhodná len na meranie rozpusteného kyslíka v čistej vode. Pri meraní rozpusteného kyslíka v priemyselných odpadových vodách alebo rôznych procesných krokoch čistiarní odpadových vôd sa musí použiť upravený jód. kvantitatívna metóda alebo elektrochemická metóda. Spodná hranica stanovenia metódy elektrochemickej sondy súvisí s použitým prístrojom. Existujú hlavne dva typy: metóda membránovej elektródy a metóda bezmembránovej elektródy. Vo všeobecnosti sú vhodné na meranie vzoriek vody s rozpusteným kyslíkom vyšším ako 0,1 mg/l. Online merač DO inštalovaný a používaný v prevzdušňovacích nádržiach a iných miestach v čističkách odpadových vôd využíva metódu membránovej elektródy alebo metódu bez membránovej elektródy.
Základným princípom jodometrickej metódy je pridanie síranu mangánu a alkalického jodidu draselného do vzorky vody. Rozpustený kyslík vo vode oxiduje nízkomocný mangán na vysokomocný mangán, pričom vzniká hnedá zrazenina hydroxidu štvormocného mangánu. Po pridaní kyseliny sa hnedá zrazenina rozpustí a reaguje s jodidovými iónmi za vzniku voľného jódu a potom použije škrob ako indikátor a titruje voľný jód tiosíranom sodným na výpočet obsahu rozpusteného kyslíka.
Keď je vzorka vody sfarbená alebo obsahuje organické látky, ktoré môžu reagovať s jódom, nie je vhodné použiť jodometrickú metódu a jej korekčnú metódu na meranie rozpusteného kyslíka vo vode. Namiesto toho sa na meranie môže použiť filmová elektróda citlivá na kyslík alebo elektróda bez membrány. Elektróda citlivá na kyslík pozostáva z dvoch kovových elektród v kontakte s nosným elektrolytom a selektívnej priepustnej membrány. Membrána môže prechádzať len cez kyslík a iné plyny, ale voda a rozpustné látky v nej prechádzať nemôžu. Kyslík prechádzajúci cez membránu sa na elektróde redukuje. Vytvára sa slabý difúzny prúd a veľkosť prúdu je úmerná obsahu rozpusteného kyslíka pri určitej teplote. Elektróda bez filmu sa skladá zo špeciálnej katódy zo zliatiny striebra a železnej (alebo zinkovej) anódy. Nepoužíva film ani elektrolyt a medzi dva póly sa nepridáva žiadne polarizačné napätie. Komunikuje iba s dvoma pólmi cez meraný vodný roztok za vzniku primárnej batérie a molekuly kyslíka vo vode sú Redukcia sa vykonáva priamo na katóde a generovaný redukčný prúd je úmerný obsahu kyslíka v meranom roztoku. .
48. Prečo je ukazovateľ rozpusteného kyslíka jedným z kľúčových ukazovateľov pre normálnu prevádzku systému biologického čistenia odpadových vôd?
Udržiavanie určitého množstva rozpusteného kyslíka vo vode je základnou podmienkou prežitia a rozmnožovania aeróbnych vodných organizmov. Preto je indikátor rozpusteného kyslíka tiež jedným z kľúčových indikátorov pre normálnu prevádzku systému biologického čistenia odpadových vôd.
Zariadenie na aeróbne biologické čistenie vyžaduje, aby obsah rozpusteného kyslíka vo vode bol vyšší ako 2 mg/l, a zariadenie na anaeróbne biologické čistenie vyžaduje, aby obsah rozpusteného kyslíka bol nižší ako 0,5 mg/l. Ak chcete vstúpiť do ideálneho štádia metanogenézy, je najlepšie nemať žiadny detekovateľný rozpustený kyslík (pre 0), a keď je sekcia A procesu A/O v anoxickom stave, rozpustený kyslík je výhodne 0,5~1 mg/l . Keď je odpad zo sekundárnej sedimentačnej nádrže aeróbnej biologickej metódy kvalifikovaný, obsah rozpusteného kyslíka v ňom nie je vo všeobecnosti nižší ako 1 mg/l. Ak je príliš nízka (<0,5 mg/l) alebo príliš vysoká (metóda prevzdušňovania vzduchu >2 mg/l), spôsobí to vytečenie vody. Kvalita vody sa zhoršuje alebo dokonca prekračuje normy. Preto je potrebné venovať plnú pozornosť monitorovaniu obsahu rozpusteného kyslíka vo vnútri zariadenia na biologické čistenie a odtoku z jeho sedimentačnej nádrže.
Jodometrická titrácia nie je vhodná na testovanie na mieste, ani sa nedá použiť na kontinuálne monitorovanie alebo stanovenie rozpusteného kyslíka na mieste. Pri kontinuálnom monitorovaní rozpusteného kyslíka v systémoch čistenia odpadových vôd sa využíva metóda membránovej elektródy v elektrochemickej metóde. Aby bolo možné priebežne zachytávať zmeny v DO zmiešanej kvapaliny v prevzdušňovacej nádrži počas procesu čistenia odpadových vôd v reálnom čase, všeobecne sa používa online elektrochemická sonda DO meter. Zároveň je DO meter aj dôležitou súčasťou systému automatického riadenia a nastavenia rozpusteného kyslíka v prevzdušňovacej nádrži. Pre nastavovací a riadiaci systém hrá dôležitú úlohu pri jeho normálnej prevádzke. Zároveň je dôležitým základom pre prevádzkovateľov procesov na úpravu a kontrolu normálnej prevádzky biologického čistenia odpadových vôd.
49. Aké sú bezpečnostné opatrenia na meranie rozpusteného kyslíka jodometrickou titráciou?
Osobitná pozornosť by sa mala venovať odberu vzoriek vody na meranie rozpusteného kyslíka. Vzorky vody by nemali byť dlhší čas v kontakte so vzduchom a nemali by sa miešať. Pri odbere vzoriek v zbernej nádrži na vodu použite 300 ml sklenenú fľašu s rozpusteným kyslíkom s úzkym hrdlom a súčasne merajte a zaznamenávajte teplotu vody. Okrem toho, pri použití jodometrickej titrácie, okrem výberu špecifickej metódy na elimináciu rušenia po odbere vzoriek, sa musí čas skladovania čo najviac skrátiť a najlepšie je okamžite analyzovať.
Vďaka zlepšeniu technológie a vybavenia a pomocou prístrojového vybavenia zostáva jodometrická titrácia najpresnejšou a najspoľahlivejšou titračnou metódou na analýzu rozpusteného kyslíka. Aby sa eliminoval vplyv rôznych rušivých látok vo vzorkách vody, existuje niekoľko špecifických metód korekcie jodometrickej titrácie.
Oxidy, redukčné činidlá, organické látky atď. prítomné vo vzorkách vody budú interferovať s jodometrickou titráciou. Niektoré oxidanty môžu disociovať jodid na jód (pozitívna interferencia) a niektoré redukčné činidlá môžu redukovať jód na jodid (negatívna interferencia). interferencia), keď je oxidovaná zrazenina mangánu okyslená, väčšina organickej hmoty môže byť čiastočne oxidovaná, čo vedie k negatívnym chybám. Azidová korekčná metóda môže účinne eliminovať interferenciu dusitanov a keď vzorka vody obsahuje nízkomocné železo, na elimináciu interferencie možno použiť metódu korekcie manganistanom draselným. Ak vzorka vody obsahuje farbu, riasy a suspendované pevné látky, mala by sa použiť metóda korekcie vločkovania kamenca a na stanovenie rozpusteného kyslíka v zmesi aktivovaného kalu sa má použiť metóda korekcie vločkovania síranom meďnatým a kyselinou sulfámovou.
50. Aké sú bezpečnostné opatrenia pri meraní rozpusteného kyslíka metódou tenkovrstvovej elektródy?
Membránová elektróda pozostáva z katódy, anódy, elektrolytu a membrány. Dutina elektródy je naplnená roztokom KCl. Membrána oddeľuje elektrolyt od meranej vzorky vody a rozpustený kyslík preniká a difunduje cez membránu. Potom, čo sa medzi dva póly privedie jednosmerné pevné polarizačné napätie 0,5 až 1,0 V, rozpustený kyslík v meranej vode prechádza cez film a redukuje sa na katóde, pričom generuje difúzny prúd úmerný koncentrácii kyslíka.
Bežne používané fólie sú polyetylénové a fluorouhlíkové fólie, ktoré umožňujú molekulám kyslíka prechádzať a majú relatívne stabilné vlastnosti. Pretože film môže prenikať do rôznych plynov, niektoré plyny (ako H2S, SO2, CO2, NH3 atď.) sú na indikačnej elektróde. Nie je ľahké ju depolarizovať, čo zníži citlivosť elektródy a vedie k odchýlke vo výsledkoch merania. Olej a mastnota v meranej vode a mikroorganizmy v prevzdušňovacej nádrži často priľnú k membráne, čo vážne ovplyvňuje presnosť merania, preto je potrebné pravidelné čistenie a kalibrácia.
Preto musia byť analyzátory rozpusteného kyslíka s membránovými elektródami používané v systémoch čistenia odpadových vôd prevádzkované v prísnom súlade s kalibračnými metódami výrobcu a je potrebné pravidelné čistenie, kalibrácia, dopĺňanie elektrolytu a výmena membrány elektród. Pri výmene fólie to musíte urobiť opatrne. Najprv musíte zabrániť kontaminácii citlivých komponentov. Po druhé, dávajte pozor, aby ste pod fóliou nezostali malé bublinky. V opačnom prípade sa zvyškový prúd zvýši a ovplyvní výsledky merania. Aby sa zabezpečili presné údaje, prietok vody v bode merania membránovej elektródy musí mať určitý stupeň turbulencie, to znamená, že testovaný roztok prechádzajúci cez povrch membrány musí mať dostatočnú rýchlosť prietoku.
Vo všeobecnosti možno na kontrolnú kalibráciu použiť vzduch alebo vzorky so známou koncentráciou DO a vzorky bez DO. Samozrejme, na kalibráciu je najlepšie použiť kontrolovanú vzorku vody. Okrem toho by sa mal často kontrolovať jeden alebo dva body, aby sa overili údaje o korekcii teploty.
Čas odoslania: 14. novembra 2023
