النقاط الرئيسية لعمليات اختبار جودة المياه في محطات معالجة الصرف الصحي الجزء التاسع

46. ​​ما هو الأكسجين المذاب؟
يمثل الأكسجين المذاب DO (اختصار للأكسجين المذاب باللغة الإنجليزية) كمية الأكسجين الجزيئي المذاب في الماء، والوحدة هي ملجم/لتر. يرتبط المحتوى المشبع للأكسجين المذاب في الماء بدرجة حرارة الماء والضغط الجوي والتركيب الكيميائي للماء. عند ضغط جوي واحد، يكون محتوى الأكسجين عندما يصل الأكسجين المذاب في الماء المقطر إلى التشبع عند 0 درجة مئوية هو 14.62 ملجم / لتر، وعند 20 درجة مئوية يكون 9.17 ملجم / لتر. تؤدي الزيادة في درجة حرارة الماء، أو زيادة محتوى الأملاح، أو انخفاض الضغط الجوي إلى انخفاض محتوى الأكسجين المذاب في الماء.
يعتبر الأكسجين المذاب مادة أساسية لبقاء وتكاثر الأسماك والبكتيريا الهوائية. إذا كان الأكسجين المذاب أقل من 4 ملجم/لتر، فسيكون من الصعب على الأسماك البقاء على قيد الحياة. عندما تتلوث المياه بالمواد العضوية، فإن أكسدة المواد العضوية بواسطة الكائنات الحية الدقيقة الهوائية سوف تستهلك الأكسجين المذاب في الماء. إذا لم يكن من الممكن تجديده من الهواء في الوقت المناسب، فسوف ينخفض ​​​​الأكسجين المذاب في الماء تدريجياً حتى يقترب من الصفر، مما يتسبب في تكاثر عدد كبير من الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية. جعل الماء أسود ورائحة كريهة.
47. ما هي الطرق الشائعة لقياس الأكسجين المذاب؟
هناك طريقتان شائعتان الاستخدام لقياس الأكسجين المذاب، إحداهما هي طريقة قياس اليود وطريقة تصحيحها (GB 7489–87)، والأخرى هي طريقة المسبار الكهروكيميائي (GB11913–89). تعتبر طريقة قياس اليود مناسبة لقياس عينات المياه التي تحتوي على أكسجين مذاب أكبر من 0.2 ملغم / لتر. بشكل عام، طريقة قياس اليود مناسبة فقط لقياس الأكسجين المذاب في الماء النظيف. عند قياس الأكسجين المذاب في مياه الصرف الصناعي أو خطوات العملية المختلفة لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي، يجب استخدام اليود المصحح. الطريقة الكمية أو الطريقة الكهروكيميائية. يرتبط الحد الأدنى لتحديد طريقة المسبار الكهروكيميائي بالأداة المستخدمة. هناك نوعان رئيسيان: طريقة القطب الكهربائي الغشائي وطريقة القطب الكهربائي بدون غشاء. وهي مناسبة عمومًا لقياس عينات المياه التي تحتوي على أكسجين مذاب أكبر من 0.1 ملجم/لتر. يستخدم مقياس DO عبر الإنترنت المثبت والمستخدم في خزانات التهوية وأماكن أخرى في محطات معالجة مياه الصرف الصحي طريقة القطب الكهربائي الغشائي أو طريقة القطب الكهربائي بدون غشاء.
المبدأ الأساسي لطريقة قياس اليود هو إضافة كبريتات المنغنيز ويوديد البوتاسيوم القلوي إلى عينة الماء. يقوم الأكسجين المذاب في الماء بأكسدة المنغنيز منخفض التكافؤ إلى منغنيز عالي التكافؤ، مما يولد راسبًا بنيًا من هيدروكسيد المنغنيز رباعي التكافؤ. بعد إضافة الحمض، يذوب الراسب البني ويتفاعل مع أيونات اليوديد لينتج اليود الحر، ومن ثم يستخدم النشا كمؤشر ويعاير اليود الحر مع ثيوكبريتات الصوديوم لحساب محتوى الأكسجين المذاب.
عندما تكون عينة الماء ملونة أو تحتوي على مادة عضوية يمكن أن تتفاعل مع اليود، فلا يصلح استخدام الطريقة اليودومترية وطريقة تصحيحها لقياس الأكسجين المذاب في الماء. بدلاً من ذلك، يمكن استخدام قطب كهربائي حساس للأكسجين أو قطب كهربائي بدون غشاء للقياس. يتكون القطب الحساس للأكسجين من قطبين معدنيين متصلين بالكهرباء الداعمة وغشاء انتقائي منفذ. يمكن للغشاء أن يمر عبر الأكسجين والغازات الأخرى فقط، أما الماء والمواد القابلة للذوبان فيه فلا يمكنها المرور. يتم تقليل الأكسجين الذي يمر عبر الغشاء على القطب. يتم إنشاء تيار انتشار ضعيف، ويتناسب حجم التيار مع محتوى الأكسجين المذاب عند درجة حرارة معينة. يتكون القطب الكهربائي بدون فيلم من كاثود خاص من سبائك الفضة وأنود من الحديد (أو الزنك). لا يستخدم فيلمًا أو إلكتروليتًا، ولا تتم إضافة جهد استقطاب بين القطبين. وهي تتواصل فقط مع القطبين من خلال المحلول المائي المقاس لتكوين بطارية أولية، ويتم إجراء الاختزال مباشرة على الكاثود، ويتناسب تيار الاختزال المتولد مع محتوى الأكسجين في المحلول الذي يتم قياسه .
48. لماذا يعد مؤشر الأكسجين المذاب أحد المؤشرات الرئيسية للتشغيل العادي لنظام المعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي؟
يعد الحفاظ على كمية معينة من الأكسجين المذاب في الماء هو الشرط الأساسي لبقاء وتكاثر الكائنات المائية الهوائية. لذلك، يعد مؤشر الأكسجين المذاب أيضًا أحد المؤشرات الرئيسية للتشغيل العادي لنظام المعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي.
يتطلب جهاز المعالجة البيولوجية الهوائية أن يكون الأكسجين المذاب في الماء أعلى من 2 ملجم / لتر، ويتطلب جهاز المعالجة البيولوجية اللاهوائية أن يكون الأكسجين المذاب أقل من 0.5 ملجم / لتر. إذا كنت تريد الدخول في مرحلة تكوين الميثان المثالية، فمن الأفضل عدم وجود أكسجين مذاب يمكن اكتشافه (لـ 0)، وعندما يكون القسم A من عملية A/O في حالة نقص الأكسجين، يفضل أن يكون الأكسجين المذاب 0.5 ~ 1 مجم / لتر . عندما يتم تأهيل النفايات السائلة من خزان الترسيب الثانوي بالطريقة البيولوجية الهوائية، فإن محتوى الأكسجين المذاب فيها لا يقل بشكل عام عن 1 ملجم / لتر. إذا كان منخفضًا جدًا (<0.5 ملجم/لتر) أو مرتفع جدًا (طريقة تهوية الهواء>2مجم/لتر)، سوف يتسبب في تدفق المياه. تتدهور جودة المياه أو حتى تتجاوز المعايير. ولذلك، ينبغي إيلاء الاهتمام الكامل لمراقبة محتوى الأكسجين المذاب داخل جهاز المعالجة البيولوجية والنفايات السائلة من خزان الترسيب.
المعايرة اليودومترية ليست مناسبة للاختبار في الموقع، ولا يمكن استخدامها للمراقبة المستمرة أو تحديد الأكسجين المذاب في الموقع. في المراقبة المستمرة للأكسجين المذاب في أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي، يتم استخدام طريقة القطب الغشائي في الطريقة الكهروكيميائية. من أجل الفهم المستمر للتغيرات في D O للسائل المختلط في خزان التهوية أثناء عملية معالجة مياه الصرف الصحي في الوقت الحقيقي، يتم استخدام مقياس الكهروكيميائية عبر الإنترنت بشكل عام. وفي الوقت نفسه، يعد مقياس DO أيضًا جزءًا مهمًا من نظام التحكم والضبط التلقائي للأكسجين المذاب في خزان التهوية. يلعب نظام التعديل والتحكم دورًا مهمًا في التشغيل العادي. وفي الوقت نفسه، يعد أيضًا أساسًا مهمًا لمشغلي العمليات لضبط التشغيل الطبيعي للمعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي والتحكم فيه.
49. ما هي الاحتياطات اللازمة لقياس الأكسجين المذاب بالمعايرة اليودومترية؟
ويجب توخي الحذر بشكل خاص عند جمع عينات المياه لقياس الأكسجين المذاب. يجب ألا تكون عينات الماء على اتصال بالهواء لفترة طويلة ولا ينبغي تحريكها. عند أخذ العينات في خزان تجميع المياه، استخدم زجاجة أكسجين مذاب ضيقة الفم سعة 300 مل ومجهزة بالزجاج، وقم بقياس وتسجيل درجة حرارة الماء في نفس الوقت. علاوة على ذلك، عند استخدام المعايرة اليودومترية، بالإضافة إلى اختيار طريقة معينة لإزالة التداخل بعد أخذ العينات، يجب تقصير وقت التخزين قدر الإمكان، ومن الأفضل التحليل على الفور.
ومن خلال التحسينات في التكنولوجيا والمعدات وبمساعدة الأجهزة، تظل المعايرة بالتحليل الحجمي اليودومتري هي طريقة المعايرة الأكثر دقة وموثوقية لتحليل الأكسجين المذاب. من أجل القضاء على تأثير المواد المتداخلة المختلفة في عينات المياه، هناك عدة طرق محددة لتصحيح المعايرة اليودومترية.
سوف تتداخل الأكاسيد والمواد المختزلة والمواد العضوية وما إلى ذلك الموجودة في عينات المياه مع المعايرة اليودومترية. يمكن لبعض المؤكسدات فصل اليوديد إلى اليود (تداخل إيجابي)، ويمكن لبعض عوامل الاختزال اختزال اليود إلى يوديد (تداخل سلبي). التداخل)، عندما يتم تحمض راسب المنغنيز المؤكسد، يمكن أن تتأكسد معظم المواد العضوية جزئيًا، مما ينتج عنه أخطاء سلبية. يمكن لطريقة تصحيح الأزيد القضاء بشكل فعال على تداخل النتريت، وعندما تحتوي عينة الماء على حديد منخفض التكافؤ، يمكن استخدام طريقة تصحيح برمنجنات البوتاسيوم لإزالة التداخل. عندما تحتوي عينة الماء على اللون والطحالب والمواد الصلبة العالقة، يجب استخدام طريقة تصحيح التلبد الشب، ويتم استخدام طريقة تصحيح التلبد كبريتات النحاس وحمض السلفاميك لتحديد الأكسجين المذاب في خليط الحمأة المنشطة.
50. ما هي الاحتياطات اللازمة لقياس الأكسجين المذاب بطريقة القطب الكهربائي الرقيق؟
يتكون القطب الغشائي من الكاثود والأنود والكهارل والغشاء. يتم ملء تجويف القطب بمحلول KCl. يفصل الغشاء الإلكتروليت عن عينة الماء المراد قياسها، ويخترق الأكسجين المذاب وينتشر عبر الغشاء. بعد تطبيق جهد استقطاب ثابت DC من 0.5 إلى 1.0 فولت بين القطبين، يمر الأكسجين المذاب في الماء المقاس عبر الفيلم ويتم تقليله على الكاثود، مما يولد تيار انتشار يتناسب مع تركيز الأكسجين.
الأفلام شائعة الاستخدام هي أفلام البولي إيثيلين والفلوروكربون التي يمكن أن تسمح لجزيئات الأكسجين بالمرور ولها خصائص مستقرة نسبيًا. نظرًا لأن الفيلم يمكن أن يتخلل مجموعة متنوعة من الغازات، فإن بعض الغازات (مثل H2S، وSO2، وCO2، وNH3، وما إلى ذلك) موجودة على القطب الكهربائي الموضح. ليس من السهل إزالة الاستقطاب، مما يقلل من حساسية القطب ويؤدي إلى انحراف في نتائج القياس. غالبًا ما يلتصق الزيت والشحوم الموجود في الماء المُقاس والكائنات الحية الدقيقة في خزان التهوية بالغشاء، مما يؤثر بشكل خطير على دقة القياس، لذلك يلزم التنظيف والمعايرة المنتظمة.
لذلك، يجب تشغيل محللات الأكسجين المذاب بالقطب الغشائي المستخدمة في أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي بما يتفق بدقة مع طرق معايرة الشركة المصنعة، كما يلزم التنظيف المنتظم والمعايرة وتجديد الإلكتروليت واستبدال غشاء القطب. عند استبدال الفيلم، يجب أن يتم ذلك بعناية. أولاً، يجب عليك منع تلوث المكونات الحساسة. ثانيًا، احرص على عدم ترك فقاعات صغيرة تحت الفيلم. وإلا فإن التيار المتبقي سوف يزيد ويؤثر على نتائج القياس. من أجل ضمان بيانات دقيقة، يجب أن يكون لتدفق المياه عند نقطة قياس قطب الغشاء درجة معينة من الاضطراب، أي أن محلول الاختبار الذي يمر عبر سطح الغشاء يجب أن يكون له معدل تدفق كافٍ.
بشكل عام، يمكن استخدام الهواء أو العينات ذات التركيز المعروف D O والعينات التي لا تحتوي على D O لمعايرة التحكم. بالطبع، من الأفضل استخدام عينة المياه قيد الفحص للمعايرة. بالإضافة إلى ذلك، يجب فحص نقطة أو نقطتين بشكل متكرر للتحقق من بيانات تصحيح درجة الحرارة.