46.Что такое растворенный кислород?
Растворенный кислород DO (сокращение от Dissolved Oxygen на английском языке) представляет собой количество молекулярного кислорода, растворенного в воде, и измеряется в мг/л. Насыщенное содержание растворенного кислорода в воде связано с температурой воды, атмосферным давлением и химическим составом воды. При одном атмосферном давлении содержание кислорода, когда растворенный кислород в дистиллированной воде достигает насыщения при 0°C, составляет 14,62 мг/л, а при 20°C — 9,17 мг/л. Повышение температуры воды, увеличение содержания солей или снижение атмосферного давления приведет к уменьшению содержания растворенного кислорода в воде.
Растворенный кислород является важным веществом для выживания и размножения рыб и аэробных бактерий. Если растворенный кислород ниже 4 мг/л, рыбам будет трудно выжить. Когда вода загрязнена органическими веществами, окисление органических веществ аэробными микроорганизмами приводит к поглощению растворенного в воде кислорода. Если его не удастся вовремя пополнить из воздуха, растворенный кислород в воде будет постепенно уменьшаться, пока не приблизится к 0, вызывая размножение большого количества анаэробных микроорганизмов. Сделайте воду черной и вонючей.
47. Какие методы измерения растворенного кислорода обычно используются?
Существует два широко используемых метода измерения растворенного кислорода: один — йодометрический метод и метод его коррекции (GB 7489–87), а другой — метод электрохимического зонда (GB11913–89). Йодометрический метод подходит для измерения проб воды с содержанием растворенного кислорода более 0,2 мг/л. Обычно йодометрический метод подходит только для измерения растворенного кислорода в чистой воде. При измерении растворенного кислорода в промышленных сточных водах или на различных технологических этапах очистных сооружений необходимо использовать исправленный йод. количественный метод или электрохимический метод. Нижний предел определения электрохимического зондового метода зависит от используемого прибора. В основном существует два типа: метод мембранных электродов и метод безмембранных электродов. Как правило, они подходят для измерения проб воды с содержанием растворенного кислорода более 0,1 мг/л. Онлайн-измеритель растворенного кислорода, установленный и используемый в аэротенках и других местах на очистных сооружениях, использует метод мембранного электрода или метод безмембранного электрода.
Основной принцип йодометрического метода заключается в добавлении в пробу воды сульфата марганца и щелочного йодида калия. Растворенный в воде кислород окисляет низковалентный марганец до высоковалентного, образуя коричневый осадок четырехвалентного гидроксида марганца. После добавления кислоты коричневый осадок растворяется и реагирует с иодид-ионами с образованием свободного йода, а затем использует крахмал в качестве индикатора и титрует свободный йод тиосульфатом натрия для расчета содержания растворенного кислорода.
Если проба воды окрашена или содержит органические вещества, способные вступать в реакцию с йодом, нецелесообразно использовать йодометрический метод и метод его коррекции для измерения растворенного кислорода в воде. Вместо этого для измерения можно использовать чувствительный к кислороду пленочный электрод или электрод без мембраны. Кислородочувствительный электрод состоит из двух металлических электродов, контактирующих с фоновым электролитом, и селективно-проницаемой мембраны. Мембрана может пропускать только кислород и другие газы, но вода и растворимые в ней вещества проходить не могут. Кислород, проходящий через мембрану, снижается на электроде. Генерируется слабый диффузионный ток, величина которого пропорциональна содержанию растворенного кислорода при определенной температуре. Беспленочный электрод состоит из катода из специального сплава серебра и анода из железа (или цинка). В нем не используется пленка или электролит, и между двумя полюсами не добавляется поляризационное напряжение. Он сообщается с двумя полюсами только через измеряемый водный раствор, образуя первичную батарею, а молекулы кислорода в воде восстанавливаются непосредственно на катоде, а генерируемый ток восстановления пропорционален содержанию кислорода в измеряемом растворе. .
48. Почему показатель растворенного кислорода является одним из ключевых показателей нормальной работы системы биологической очистки сточных вод?
Поддержание определенного количества растворенного кислорода в воде является основным условием выживания и размножения аэробных водных организмов. Поэтому показатель растворенного кислорода также является одним из ключевых показателей нормальной работы системы биологической очистки сточных вод.
Устройство аэробной биологической очистки требует, чтобы растворенный кислород в воде был выше 2 мг/л, а устройство анаэробной биологической очистки требует, чтобы растворенный кислород был ниже 0,5 мг/л. Если вы хотите войти в идеальную стадию метаногенеза, лучше всего не иметь обнаруживаемого растворенного кислорода (для 0), а когда участок А процесса А/О находится в бескислородном состоянии, содержание растворенного кислорода предпочтительно составляет 0,5–1 мг/л. . Когда сточные воды из вторичного отстойника аэробного биологического метода аттестованы, содержание растворенного кислорода в них обычно составляет не менее 1 мг/л. Если он слишком низкий(<0,5 мг/л) или слишком высокий (метод воздушной аэрации >2 мг/л), это приведет к утечке воды. Качество воды ухудшается или даже превышает стандарты. Поэтому все внимание следует уделить контролю за содержанием растворенного кислорода внутри устройства биологической очистки и стоков его отстойника.
Йодометрическое титрование не подходит для тестирования на месте, а также не может использоваться для непрерывного мониторинга или определения растворенного кислорода на месте. При непрерывном контроле растворенного кислорода в системах очистки сточных вод применяют мембранно-электродный метод в электрохимическом методе. Чтобы постоянно отслеживать изменения содержания растворенного кислорода в смешанной жидкости в аэротенке во время процесса очистки сточных вод в режиме реального времени, обычно используется онлайн-измеритель растворенного кислорода с электрохимическим зондом. В то же время измеритель растворенного кислорода также является важной частью системы автоматического контроля и регулирования растворенного кислорода в аэротенке. Ибо система регулировки и контроля играет важную роль в его нормальной работе. В то же время это также является важной основой для операторов процессов для настройки и контроля нормальной работы биологической очистки сточных вод.
49. Каковы меры предосторожности при измерении растворенного кислорода методом йодометрического титрования?
Особую осторожность следует соблюдать при отборе проб воды для измерения растворенного кислорода. Пробы воды не должны находиться в длительном контакте с воздухом и не должны перемешиваться. При отборе проб в резервуар для сбора воды используйте стеклянную бутылку с узким горлышком объемом 300 мл и одновременно измеряйте и записывайте температуру воды. Кроме того, при использовании йодометрического титрования помимо выбора конкретного метода устранения помех после отбора проб необходимо максимально сократить время хранения и лучше всего проводить анализ сразу.
Благодаря совершенствованию технологии и оборудования, а также использованию приборов йодометрическое титрование остается наиболее точным и надежным методом титрования для анализа растворенного кислорода. Чтобы исключить влияние различных мешающих веществ в пробах воды, существует несколько специфических методов коррекции йодометрического титрования.
Оксиды, восстановители, органические вещества и т. д., присутствующие в пробах воды, будут мешать йодометрическому титрованию. Некоторые окислители могут диссоциировать йодид на йод (положительная интерференция), а некоторые восстановители могут восстанавливать йод до йодида (отрицательная интерференция). помехи), когда окисленный осадок марганца подкисляется, большая часть органических веществ может быть частично окислена, что приводит к отрицательным ошибкам. Метод коррекции азидом позволяет эффективно устранить помехи нитрита, а когда проба воды содержит низковалентное железо, для устранения помех можно использовать метод коррекции перманганатом калия. Если проба воды содержит цвет, водоросли и взвешенные вещества, следует использовать метод флокуляционной коррекции квасцами, а для определения растворенного кислорода смеси активного ила - метод флокуляционной коррекции сульфата меди и сульфаминовой кислоты.
50. Каковы меры предосторожности при измерении растворенного кислорода методом тонкопленочных электродов?
Мембранный электрод состоит из катода, анода, электролита и мембраны. Полость электрода заполнена раствором KCl. Мембрана отделяет электролит от измеряемой пробы воды, а растворенный кислород проникает и диффундирует через мембрану. После того, как между двумя полюсами приложено постоянное поляризационное напряжение от 0,5 до 1,0 В, растворенный в измеряемой воде кислород проходит через пленку и восстанавливается на катоде, генерируя диффузионный ток, пропорциональный концентрации кислорода.
Обычно используемые пленки представляют собой пленки из полиэтилена и фторуглерода, которые могут пропускать молекулы кислорода и имеют относительно стабильные свойства. Поскольку пленка может пропускать различные газы, некоторые газы (например, H2S, SO2, CO2, NH3 и т. д.) находятся на индикаторном электроде. Деполяризовать его непросто, что снизит чувствительность электрода и приведет к отклонению результатов измерений. Масло и жир в измеряемой воде, а также микроорганизмы в аэротенке часто прилипают к мембране, серьезно влияя на точность измерений, поэтому требуется регулярная очистка и калибровка.
Поэтому анализаторы растворенного кислорода с мембранными электродами, используемые в системах очистки сточных вод, должны эксплуатироваться в строгом соответствии с методами калибровки производителя, а также необходимы регулярная очистка, калибровка, пополнение электролита и замена мембраны электродов. При замене пленки нужно делать это аккуратно. Во-первых, необходимо предотвратить загрязнение чувствительных компонентов. Во-вторых, будьте осторожны, не оставляйте под пленкой крошечные пузырьки. В противном случае остаточный ток увеличится и повлияет на результаты измерений. Для обеспечения точных данных поток воды в точке измерения мембранного электрода должен иметь определенную степень турбулентности, то есть тестируемый раствор, проходящий через поверхность мембраны, должен иметь достаточную скорость потока.
Как правило, для контрольной калибровки можно использовать воздух или образцы с известной концентрацией растворенного кислорода, а также образцы без растворенного кислорода. Конечно, для калибровки лучше всего использовать проверяемую пробу воды. Кроме того, следует часто проверять одну или две точки для проверки данных температурной коррекции.
Время публикации: 14 ноября 2023 г.
