46.Wat is opgeloste zuurstof?
Opgeloste zuurstof DO (afkorting voor Dissolved Oxygen in het Engels) vertegenwoordigt de hoeveelheid moleculaire zuurstof opgelost in water, en de eenheid is mg/L. Het verzadigde gehalte aan opgeloste zuurstof in water houdt verband met de watertemperatuur, de atmosferische druk en de chemische samenstelling van water. Bij één atmosferische druk is het zuurstofgehalte wanneer opgeloste zuurstof in gedestilleerd water de verzadiging bereikt bij 0oC 14,62 mg/l, en bij 20oC is het 9,17 mg/l. Een stijging van de watertemperatuur, een stijging van het zoutgehalte of een daling van de atmosferische druk zullen ervoor zorgen dat het opgeloste zuurstofgehalte in het water afneemt.
Opgeloste zuurstof is een essentiële stof voor het overleven en voortplanten van vissen en aërobe bacteriën. Als de opgeloste zuurstof lager is dan 4 mg/l, zal het voor vissen moeilijk zijn om te overleven. Wanneer water verontreinigd is met organisch materiaal, zal de oxidatie van organisch materiaal door aerobe micro-organismen de opgeloste zuurstof in het water verbruiken. Als dit niet op tijd uit de lucht kan worden aangevuld, zal de opgeloste zuurstof in het water geleidelijk afnemen tot bijna 0, waardoor een groot aantal anaërobe micro-organismen zich gaat vermenigvuldigen. Maak het water zwart en stinkt.
47. Wat zijn de meest gebruikte methoden voor het meten van opgeloste zuurstof?
Er zijn twee veelgebruikte methoden voor het meten van opgeloste zuurstof: de ene is de jodometrische methode en de bijbehorende correctiemethode (GB 7489–87), en de andere is de elektrochemische sondemethode (GB11913–89). De jodometrische methode is geschikt voor het meten van watermonsters met opgeloste zuurstof groter dan 0,2 mg/l. Over het algemeen is de jodometrische methode alleen geschikt voor het meten van opgeloste zuurstof in schoon water. Bij het meten van opgeloste zuurstof in industrieel afvalwater of verschillende processtappen van rioolwaterzuiveringsinstallaties moet gecorrigeerd jodium worden gebruikt. kwantitatieve methode of elektrochemische methode. De ondergrens van de bepaling van de elektrochemische sondemethode is gerelateerd aan het gebruikte instrument. Er zijn hoofdzakelijk twee typen: de membraanelektrodemethode en de membraanloze elektrodemethode. Ze zijn over het algemeen geschikt voor het meten van watermonsters met opgeloste zuurstof groter dan 0,1 mg/l. De online DO-meter die wordt geïnstalleerd en gebruikt in beluchtingstanks en op andere plaatsen in rioolwaterzuiveringsinstallaties, maakt gebruik van de membraanelektrodemethode of de membraanloze elektrodemethode.
Het basisprincipe van de jodometrische methode is het toevoegen van mangaansulfaat en alkalisch kaliumjodide aan het watermonster. De opgeloste zuurstof in het water oxideert laagwaardig mangaan tot hoogwaardig mangaan, waardoor een bruin neerslag van tetravalent mangaanhydroxide ontstaat. Na het toevoegen van zuur lost het bruine neerslag op en reageert het met jodide-ionen om vrij jodium te genereren, gebruikt vervolgens zetmeel als indicator en titreert het vrije jodium met natriumthiosulfaat om het opgeloste zuurstofgehalte te berekenen.
Wanneer het watermonster gekleurd is of organisch materiaal bevat dat kan reageren met jodium, is het niet geschikt om de jodometrische methode en de bijbehorende correctiemethode te gebruiken om de opgeloste zuurstof in het water te meten. In plaats daarvan kan voor de meting een zuurstofgevoelige filmelektrode of een membraanloze elektrode worden gebruikt. De zuurstofgevoelige elektrode bestaat uit twee metalen elektroden die in contact staan met de ondersteunende elektrolyt en een selectief permeabel membraan. Het membraan kan alleen zuurstof en andere gassen passeren, maar water en oplosbare stoffen daarin kunnen niet passeren. De zuurstof die door het membraan stroomt, wordt op de elektrode gereduceerd. Er wordt een zwakke diffusiestroom gegenereerd en de grootte van de stroom is evenredig met het opgeloste zuurstofgehalte bij een bepaalde temperatuur. De filmloze elektrode bestaat uit een speciale kathode van een zilverlegering en een ijzeren (of zink) anode. Er wordt geen film of elektrolyt gebruikt en er wordt geen polarisatiespanning toegevoegd tussen de twee polen. Het communiceert alleen met de twee polen via de gemeten waterige oplossing om een primaire batterij te vormen, en de zuurstofmoleculen in het water worden gereduceerd. De reductie wordt rechtstreeks op de kathode uitgevoerd en de gegenereerde reductiestroom is evenredig met het zuurstofgehalte in de te meten oplossing. .
48. Waarom is de indicator voor opgeloste zuurstof een van de sleutelindicatoren voor de normale werking van het biologische afvalwaterzuiveringssysteem?
Het handhaven van een bepaalde hoeveelheid opgeloste zuurstof in het water is de basisvoorwaarde voor het overleven en de voortplanting van aerobe waterorganismen. Daarom is de indicator voor opgeloste zuurstof ook een van de belangrijkste indicatoren voor de normale werking van het biologische rioolwaterzuiveringssysteem.
Voor het aerobe biologische behandelingsapparaat moet de opgeloste zuurstof in het water hoger zijn dan 2 mg/l, en voor het anaerobe biologische behandelingsapparaat moet de opgeloste zuurstof lager zijn dan 0,5 mg/l. Als je de ideale methanogenesefase wilt bereiken, is het het beste om geen detecteerbare opgeloste zuurstof te hebben (voor 0), en wanneer sectie A van het A/O-proces zich in een anoxische toestand bevindt, is de opgeloste zuurstof bij voorkeur 0,5 ~ 1 mg/l . Wanneer het effluent uit de secundaire sedimentatietank van de aërobe biologische methode wordt gekwalificeerd, bedraagt het opgeloste zuurstofgehalte over het algemeen niet minder dan 1 mg/l. Als het te laag is (<0,5 mg/l) of te hoog (luchtbeluchtingsmethode >2 mg/l), zal er water uitstromen. De waterkwaliteit verslechtert of overschrijdt zelfs de normen. Daarom moet de volledige aandacht worden besteed aan het monitoren van het opgeloste zuurstofgehalte in het biologische behandelingsapparaat en het effluent van de sedimentatietank.
Iodometrische titratie is niet geschikt voor testen ter plaatse en kan ook niet worden gebruikt voor continue monitoring of bepaling ter plaatse van opgeloste zuurstof. Bij de continue monitoring van opgeloste zuurstof in rioolwaterzuiveringssystemen wordt de membraanelektrodemethode in de elektrochemische methode gebruikt. Om de veranderingen in DO van de gemengde vloeistof in de beluchtingstank tijdens het rioolwaterzuiveringsproces continu in realtime te kunnen volgen, wordt doorgaans een online elektrochemische sonde DO-meter gebruikt. Tegelijkertijd is de DO-meter ook een belangrijk onderdeel van het automatische controle- en aanpassingssysteem van opgeloste zuurstof in de beluchtingstank. Het verstel- en regelsysteem speelt namelijk een belangrijke rol in de normale werking ervan. Tegelijkertijd is het ook een belangrijke basis voor procesoperatoren om de normale werking van de biologische rioolwaterzuivering aan te passen en te controleren.
49. Wat zijn de voorzorgsmaatregelen bij het meten van opgeloste zuurstof door middel van jodometrische titratie?
Er moet speciale zorg worden besteed aan het verzamelen van watermonsters voor het meten van opgeloste zuurstof. De watermonsters mogen niet langdurig in contact komen met lucht en mogen niet worden geroerd. Gebruik bij bemonstering in de wateropvangtank een glazen fles van 300 ml met opgeloste zuurstof met smalle opening en meet en registreer tegelijkertijd de watertemperatuur. Bovendien moet bij het gebruik van jodometrische titratie, naast het selecteren van een specifieke methode om interferentie na monstername te elimineren, de opslagtijd zoveel mogelijk worden verkort, en is het het beste om onmiddellijk te analyseren.
Door verbeteringen in technologie en apparatuur en met behulp van instrumentatie blijft jodometrische titratie de meest nauwkeurige en betrouwbare titratiemethode voor de analyse van opgeloste zuurstof. Om de invloed van verschillende storende stoffen in watermonsters te elimineren, zijn er verschillende specifieke methoden voor correctie van de jodometrische titratie.
Oxiden, reductiemiddelen, organisch materiaal enz. die in watermonsters aanwezig zijn, zullen de jodometrische titratie verstoren. Sommige oxidanten kunnen jodide in jodium dissociëren (positieve interferentie), en sommige reductiemiddelen kunnen jodium tot jodide reduceren (negatieve interferentie). interferentie), wanneer het geoxideerde mangaanneerslag wordt aangezuurd, kan het meeste organische materiaal gedeeltelijk worden geoxideerd, wat negatieve fouten veroorzaakt. De azidecorrectiemethode kan de interferentie van nitriet effectief elimineren, en wanneer het watermonster laagwaardig ijzer bevat, kan de kaliumpermanganaatcorrectiemethode worden gebruikt om de interferentie te elimineren. Wanneer het watermonster kleur, algen en zwevende stoffen bevat, moet de correctiemethode voor aluinuitvlokking worden gebruikt en wordt de correctiemethode voor uitvlokking van kopersulfaat-sulfaminezuur gebruikt om de opgeloste zuurstof van het actiefslibmengsel te bepalen.
50. Wat zijn de voorzorgsmaatregelen bij het meten van opgeloste zuurstof met behulp van de dunne-filmelektrodemethode?
De membraanelektrode bestaat uit een kathode, anode, elektrolyt en membraan. De elektrodeholte is gevuld met KCl-oplossing. Het membraan scheidt de elektrolyt van het te meten watermonster en de opgeloste zuurstof dringt door en diffundeert door het membraan. Nadat tussen de twee polen een vaste DC-polarisatiespanning van 0,5 tot 1,0 V is aangelegd, gaat de opgeloste zuurstof in het gemeten water door de film en wordt op de kathode gereduceerd, waardoor een diffusiestroom wordt gegenereerd die evenredig is aan de zuurstofconcentratie.
Veelgebruikte films zijn polyethyleen- en fluorkoolstoffilms die zuurstofmoleculen kunnen doorlaten en die relatief stabiele eigenschappen hebben. Omdat de film een verscheidenheid aan gassen kan doordringen, bevinden sommige gassen (zoals H2S, SO2, CO2, NH3, etc.) zich op de indicatie-elektrode. Het is niet eenvoudig om te depolariseren, wat de gevoeligheid van de elektrode zal verminderen en tot afwijkingen in de meetresultaten zal leiden. Olie en vet in het gemeten water en micro-organismen in de beluchtingstank hechten zich vaak aan het membraan, waardoor de meetnauwkeurigheid ernstig wordt aangetast, waardoor regelmatige reiniging en kalibratie vereist is.
Daarom moeten analysers voor opgeloste zuurstof met membraanelektroden die in rioolwaterzuiveringssystemen worden gebruikt, worden gebruikt in strikte overeenstemming met de kalibratiemethoden van de fabrikant, en zijn regelmatige reiniging, kalibratie, aanvulling van elektrolyten en vervanging van het elektrodemembraan vereist. Wanneer u de film vervangt, moet u dit zorgvuldig doen. Ten eerste moet u besmetting van gevoelige componenten voorkomen. Ten tweede: zorg ervoor dat er geen kleine belletjes onder de film achterblijven. Anders zal de reststroom toenemen en de meetresultaten beïnvloeden. Om nauwkeurige gegevens te garanderen, moet de waterstroom op het meetpunt van de membraanelektrode een bepaalde mate van turbulentie hebben, dat wil zeggen dat de testoplossing die door het membraanoppervlak gaat een voldoende stroomsnelheid moet hebben.
Over het algemeen kunnen lucht of monsters met een bekende DO-concentratie en monsters zonder DO worden gebruikt voor controlekalibratie. Uiteraard kunt u het te inspecteren watermonster het beste gebruiken voor kalibratie. Bovendien moeten één of twee punten regelmatig worden gecontroleerd om de temperatuurcorrectiegegevens te verifiëren.
Posttijd: 14-nov-2023
