נקודות מפתח לפעולות בדיקת איכות המים במפעלי טיהור שפכים חלק תשיעי

46. ​​מהו חמצן מומס?
חמצן מומס DO (ראשי תיבות של Dissolved Oxygen באנגלית) מייצג את כמות החמצן המולקולרי המומס במים, והיחידה היא מ"ג/ליטר. התכולה הרוויה של חמצן מומס במים קשורה לטמפרטורת המים, ללחץ האטמוספרי ולהרכב הכימי של המים. בלחץ אטמוספרי אחד, תכולת החמצן כאשר חמצן מומס במים מזוקקים מגיעה לרוויה ב-0oC היא 14.62mg/L, וב-20oC היא 9.17mg/L. עלייה בטמפרטורת המים, עלייה בתכולת המלח או ירידה בלחץ האטמוספרי יגרמו לירידה בתכולת החמצן המומס במים.
חמצן מומס הוא חומר חיוני להישרדות ורבייה של דגים וחיידקים אירוביים. אם החמצן המומס נמוך מ-4 מ"ג/ליטר, יהיה קשה לדגים לשרוד. כאשר המים מזוהמים על ידי חומר אורגני, חמצון החומר האורגני על ידי מיקרואורגניזמים אירוביים יצרוך את החמצן המומס במים. אם לא ניתן לחדש אותו מהאוויר בזמן, החמצן המומס במים יקטן בהדרגה עד שהוא קרוב ל-0, מה שיגרום להתרבות של מספר רב של מיקרואורגניזמים אנאירוביים. הפוך את המים לשחורים ומסריחים.
47. מהן השיטות הנפוצות למדידת חמצן מומס?
ישנן שתי שיטות נפוצות למדידת חמצן מומס, האחת היא השיטה היודומטרית ושיטת התיקון שלה (GB 7489–87), והשנייה היא שיטת הבדיקה האלקטרוכימית (GB11913–89). השיטה היודומטרית מתאימה למדידת דגימות מים עם חמצן מומס גדול מ-0.2 מ"ג/ליטר. בדרך כלל, השיטה היודומטרית מתאימה רק למדידת חמצן מומס במים נקיים. בעת מדידת חמצן מומס בשפכים תעשייתיים או שלבי תהליך שונים של מכוני טיהור שפכים, יש להשתמש ביוד מתוקן. שיטה כמותית או שיטה אלקטרוכימית. הגבול התחתון של קביעה של שיטת הבדיקה האלקטרוכימית קשור למכשיר המשמש. ישנם בעיקר שני סוגים: שיטת האלקטרודה הממברנה ושיטת האלקטרודה חסרת הממברנה. הם מתאימים בדרך כלל למדידת דגימות מים עם חמצן מומס הגבוה מ-0.1 מ"ג/ליטר. מד ה-DO המקוון המותקן ומשמש במיכלי אוורור ובמקומות אחרים במפעלי טיהור שפכים משתמש בשיטת האלקטרודה הממברנה או בשיטת האלקטרודה ללא ממברנה.
העיקרון הבסיסי של השיטה היודומטרית הוא הוספת מנגן סולפט ויוד אשלגן אלקליין לדגימת המים. החמצן המומס במים מחמצן מנגן בעל ערכי נמוך למנגן בעל ערכי גבוה, ויוצר משקע חום של הידרוקסיד מנגן ארבע ערכי. לאחר הוספת חומצה, המשקע החום מתמוסס והוא מגיב עם יוני יודיד כדי ליצור יוד חופשי, ולאחר מכן משתמש בעמילן כאינדיקטור ומטיטר את היוד החופשי עם נתרן תיוסולפט כדי לחשב את תכולת החמצן המומס.
כאשר דגימת המים צבעונית או מכילה חומר אורגני שיכול להגיב עם יוד, לא מתאים להשתמש בשיטה היודומטרית ובשיטת התיקון שלה למדידת החמצן המומס במים. במקום זאת, ניתן להשתמש באלקטרודת סרט רגיש לחמצן או באלקטרודה נטולת ממברנה למדידה. האלקטרודה הרגישה לחמצן מורכבת משתי אלקטרודות מתכת במגע עם האלקטרוליט התומך וממברנה חדירה סלקטיבית. הממברנה יכולה לעבור רק דרך חמצן וגזים אחרים, אך מים וחומרים מסיסים בה אינם יכולים לעבור. החמצן העובר דרך הממברנה מופחת על האלקטרודה. נוצר זרם דיפוזיה חלש, וגודל הזרם הוא פרופורציונלי לתכולת החמצן המומס בטמפרטורה מסוימת. האלקטרודה חסרת הסרט מורכבת מקתודה מיוחדת מסגסוגת כסף ואנודת ברזל (או אבץ). הוא אינו משתמש בסרט או באלקטרוליט, ולא מתווסף מתח קיטוב בין שני הקטבים. הוא מתקשר רק עם שני הקטבים דרך התמיסה המימית הנמדדת ליצירת סוללה ראשונית, ומולקולות החמצן במים הן ההפחתה מתבצעת ישירות על הקתודה, וזרם ההפחתה שנוצר הוא פרופורציונלי לתכולת החמצן בתמיסה הנמדדת. .
48. מדוע מחוון החמצן המומס הוא אחד המדדים המרכזיים לפעילות תקינה של מערכת הטיפול הביולוגי בשפכים?
שמירה על כמות מסוימת של חמצן מומס במים היא התנאי הבסיסי להישרדות ורבייה של אורגניזמים מימיים אירוביים. לכן, מחוון החמצן המומס הוא גם אחד המדדים המרכזיים לפעולה תקינה של מערכת הטיפול הביולוגי בשפכים.
מכשיר הטיפול הביולוגי האירובי דורש שהחמצן המומס במים יהיה מעל 2 מ"ג/ליטר, ומכשיר הטיפול הביולוגי האנאירובי דורש שהחמצן המומס יהיה מתחת ל-0.5 מ"ג/ליטר. אם אתה רוצה להיכנס לשלב המתנוגנזה האידיאלי, עדיף שלא יהיה חמצן מומס שניתן לזיהוי (עבור 0), וכאשר סעיף A של תהליך A/O נמצא במצב אנוקסי, החמצן המומס הוא רצוי 0.5~1mg/L . כאשר הקולחים ממיכל השקיעה המשני של השיטה הביולוגית האירובית מאושרים, תכולת החמצן המומס שלו היא בדרך כלל לא פחות מ-1mg/L. אם זה נמוך מדי (<0.5mg/L) או גבוה מדי (שיטת אוורור אוויר >2mg/L), זה יגרום לשפכי מים. איכות המים יורדת או אפילו עולה על הסטנדרטים. לכן, יש להקדיש תשומת לב מלאה לניטור תכולת החמצן המומס בתוך מכשיר הטיפול הביולוגי והקולחים של מיכל השקיעה שלו.
טיטרציה יודומטרית אינה מתאימה לבדיקה באתר, ואינה יכולה לשמש לניטור רציף או קביעה באתר של חמצן מומס. בניטור רציף של חמצן מומס במערכות טיפול בשפכים, נעשה שימוש בשיטת האלקטרודה הממברנה בשיטה האלקטרוכימית. על מנת לתפוס באופן רציף את השינויים ב-DO של הנוזל המעורב במיכל האוורור במהלך תהליך הטיפול בשפכים בזמן אמת, נעשה בדרך כלל שימוש במד DO בדיקה אלקטרוכימי מקוון. במקביל, מד ה-DO הוא גם חלק חשוב ממערכת הבקרה וההתאמה האוטומטית של חמצן מומס במיכל האוורור. שכן מערכת ההתאמה והבקרה משחקת תפקיד חשוב בפעולה הרגילה שלה. יחד עם זאת, זהו גם בסיס חשוב למפעילי תהליכים להתאמה ובקרה על הפעולה הרגילה של הטיפול הביולוגי בשפכים.
49. מהם אמצעי הזהירות למדידת חמצן מומס בטיטרציה יודומטרית?
יש לנקוט זהירות מיוחדת בעת איסוף דגימות מים למדידת חמצן מומס. דגימות המים לא אמורות להיות במגע עם אוויר במשך זמן רב ואין לערבב אותן. בעת הדגימה במיכל איסוף המים, השתמש בבקבוק חמצן מומס בנפח 300 מ"ל 300 מ"ל, ומדדו ותרשמו בו-זמנית את טמפרטורת המים. יתרה מזאת, בעת שימוש בטיטרציה יודומטרית, בנוסף לבחירת שיטה ספציפית לביטול הפרעות לאחר הדגימה, יש לקצר ככל האפשר את זמן האחסון, ועדיף לנתח מיד.
באמצעות שיפורים בטכנולוגיה ובציוד ובעזרת מכשור, טיטרציה יודומטרית נשארת שיטת הטיטרציה המדויקת והאמינה ביותר לניתוח חמצן מומס. על מנת לבטל את ההשפעה של חומרים מפריעים שונים בדגימות מים, קיימות מספר שיטות ספציפיות לתיקון טיטרציה יודומטרית.
תחמוצות, מפחיתים, חומרים אורגניים וכו' הקיימים בדגימות מים יפריעו לטיטרציה יודומטרית. חומרים מחמצנים מסוימים יכולים לפרק יוד ליוד (הפרעה חיובית), וכמה חומרים מפחיתים יכולים להפחית יוד ליוד (הפרעה שלילית). הפרעה), כאשר משקע המנגן המחומצן מחומצן, רוב החומרים האורגניים יכולים להתחמצן חלקית, מה שיוצר שגיאות שליליות. שיטת תיקון האזיד יכולה למעשה לחסל את ההפרעות של ניטריט, וכאשר דגימת המים מכילה ברזל בעל ערך נמוך, ניתן להשתמש בשיטת התיקון של אשלגן פרמנגנט כדי לחסל את ההפרעה. כאשר דגימת המים מכילה צבע, אצות ומוצקים מרחפים, יש להשתמש בשיטת תיקון צפיפות אלום, ולקבוע את החמצן המומס של תערובת הבוצה הפעילה בשיטת התיקון של חומצה גופרתית-סולפאמית נחושת.
50. מהם אמצעי הזהירות למדידת חמצן מומס בשיטת אלקטרודת הסרט הדק?
אלקטרודת הממברנה מורכבת מקתודה, אנודה, אלקטרוליט וממברנה. חלל האלקטרודה מלא בתמיסת KCl. הממברנה מפרידה את האלקטרוליט מדגימת המים שיש למדוד, והחמצן המומס חודר ומתפזר דרך הממברנה. לאחר הפעלת מתח קיטוב קבוע של DC של 0.5 עד 1.0V בין שני הקטבים, החמצן המומס במים הנמדדים עובר דרך הסרט ומופחת על הקתודה, ויוצר זרם דיפוזיה פרופורציונלי לריכוז החמצן.
סרטים בשימוש נפוץ הם סרטי פוליאתילן ופלואורו-פחמן שיכולים לאפשר למולקולות חמצן לעבור ולהם תכונות יציבות יחסית. מכיוון שהסרט יכול לחדור למגוון גזים, חלק מהגזים (כגון H2S, SO2, CO2, NH3 וכו') נמצאים על האלקטרודה המציינת. לא קל לבצע דה-פולריזציה, מה שיפחית את רגישות האלקטרודה ויוביל לסטייה בתוצאות המדידה. שמן ושומן במים הנמדדים ומיקרואורגניזמים במיכל האוורור נצמדים לעתים קרובות לממברנה, ומשפיעים באופן רציני על דיוק המדידה, ולכן נדרשים ניקוי וכיול קבועים.
לכן, מנתחי חמצן מומסים של אלקטרודות ממברנה המשמשים במערכות טיפול בשפכים חייבים להיות מופעלים בהתאם לשיטות הכיול של היצרן, ונדרשים ניקוי קבוע, כיול, חידוש אלקטרוליטים והחלפת ממברנת אלקטרודות. בעת החלפת הסרט, עליך לעשות זאת בזהירות. ראשית, עליך למנוע זיהום של רכיבים רגישים. שנית, היזהרו לא להשאיר בועות זעירות מתחת לסרט. אחרת, הזרם השיורי יגדל וישפיע על תוצאות המדידה. על מנת להבטיח נתונים מדויקים, זרימת המים בנקודת המדידה של אלקטרודת הממברנה חייבת להיות בעלת מידה מסוימת של מערבולת, כלומר, לתמיסת הבדיקה העוברת דרך פני הממברנה חייבת להיות קצב זרימה מספק.
באופן כללי, ניתן להשתמש באוויר או בדגימות עם ריכוז DO ידוע ודגימות ללא DO לכיול בקרה. כמובן, עדיף להשתמש בדגימת המים שבבדיקה לצורך כיול. בנוסף, יש לבדוק נקודה אחת או שתיים לעתים קרובות כדי לאמת את נתוני תיקון הטמפרטורה.