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

13.ما هي الاحتياطات اللازمة لقياس CODCr؟
يستخدم قياس CODCr ثنائي كرومات البوتاسيوم كعامل مؤكسد، وكبريتات الفضة كعامل محفز في الظروف الحمضية، ويغلي ويتدفق لمدة ساعتين، ثم يحوله إلى استهلاك الأكسجين (GB11914–89) عن طريق قياس استهلاك ثاني كرومات البوتاسيوم.تُستخدم المواد الكيميائية مثل ثنائي كرومات البوتاسيوم وكبريتات الزئبق وحمض الكبريتيك المركز في قياس CODCr، والتي قد تكون شديدة السمية أو مسببة للتآكل، وتتطلب تسخينًا وارتجاعًا، لذا يجب إجراء العملية في غطاء دخان ويجب إجراؤها بعناية فائقة.يجب إعادة تدوير النفايات السائلة والتخلص منها بشكل منفصل.
من أجل تعزيز الأكسدة الكاملة للمواد المختزلة في الماء، يجب إضافة كبريتات الفضة كمحفز.من أجل توزيع كبريتات الفضة بالتساوي، يجب إذابة كبريتات الفضة في حامض الكبريتيك المركز.بعد أن يذوب تماما (حوالي يومين)، سيبدأ التحمض.من حمض الكبريتيك في دورق مخروطي.تنص طريقة الاختبار القياسية الوطنية على أنه يجب إضافة 0.4gAg2SO4/30mLH2SO4 لكل قياس CODCr (عينة ماء 20 مل)، لكن البيانات ذات الصلة تظهر أنه بالنسبة لعينات المياه العامة، فإن إضافة 0.3gAg2SO4/30mLH2SO4 كافية تمامًا، وليست هناك حاجة إلى استخدام المزيد من كبريتات الفضة.بالنسبة لعينات مياه الصرف الصحي التي يتم قياسها بشكل متكرر، إذا كان هناك تحكم كافٍ في البيانات، فيمكن تقليل كمية كبريتات الفضة بشكل مناسب.
يعد CODCr مؤشرًا لمحتوى المادة العضوية في مياه الصرف الصحي، لذلك يجب إزالة استهلاك الأكسجين لأيونات الكلوريد والمواد المختزلة غير العضوية أثناء القياس.بالنسبة للتداخل الناتج عن المواد المختزلة غير العضوية مثل Fe2+ وS2-، يمكن تصحيح قيمة CODCr المقاسة بناءً على الطلب النظري على الأكسجين بناءً على تركيزه المُقاس.تتم إزالة تداخل أيونات الكلوريد Cl-1 بشكل عام بواسطة كبريتات الزئبق.عندما تكون كمية الإضافة 0.4 جرام زئبقي لكل عينة ماء 20 مل، يمكن إزالة تداخل أيونات الكلوريد 2000 ملجم/لتر.بالنسبة لعينات مياه الصرف الصحي التي يتم قياسها بشكل متكرر والتي تحتوي على مكونات ثابتة نسبيًا، إذا كان محتوى أيون الكلوريد صغيرًا أو إذا تم استخدام عينة مياه ذات عامل تخفيف أعلى للقياس، فيمكن تقليل كمية كبريتات الزئبق بشكل مناسب.
14. ما هي الآلية التحفيزية لكبريتات الفضة؟
الآلية التحفيزية لكبريتات الفضة هي أن المركبات التي تحتوي على مجموعات الهيدروكسيل في المادة العضوية تتأكسد أولاً بواسطة ثنائي كرومات البوتاسيوم إلى حمض كربوكسيلي في وسط حمضي قوي.تتفاعل الأحماض الدهنية المتولدة من مادة الهيدروكسيل العضوية مع كبريتات الفضة لإنتاج حمض الفضة الدهني.بسبب عمل ذرات الفضة، يمكن لمجموعة الكربوكسيل أن تولد ثاني أكسيد الكربون والماء بسهولة، وفي نفس الوقت تولد حمضًا دهنيًا جديدًا للفضة، لكن ذرة الكربون الخاصة بها أقل بواحدة من الأولى.تتكرر هذه الدورة، مما يؤدي إلى أكسدة جميع المواد العضوية تدريجيًا إلى ثاني أكسيد الكربون والماء.
15. ما هي الاحتياطات اللازمة لقياس BOD5؟
يستخدم قياس BOD5 عادةً طريقة التخفيف والتلقيح القياسية (GB 7488–87).تتمثل العملية في وضع عينة الماء التي تم تحييدها وإزالة المواد السامة وتخفيفها (مع إضافة كمية مناسبة من اللقاح الذي يحتوي على الكائنات الحية الدقيقة الهوائية إذا لزم الأمر).في زجاجة الثقافة، احتضنها في الظلام عند 20 درجة مئوية لمدة 5 أيام.من خلال قياس محتوى الأكسجين المذاب في عينات المياه قبل وبعد الاستزراع، يمكن حساب استهلاك الأكسجين خلال 5 أيام، ومن ثم يمكن الحصول على BOD5 بناءً على عامل التخفيف.
إن تحديد BOD5 هو نتيجة مشتركة للتأثيرات البيولوجية والكيميائية ويجب أن يتم تنفيذه بما يتفق بدقة مع مواصفات التشغيل.سيؤثر تغيير أي شرط على دقة نتائج القياس وقابليتها للمقارنة.تشمل الظروف التي تؤثر على تحديد BOD5 قيمة الرقم الهيدروجيني، ودرجة الحرارة، ونوع الميكروبات وكميتها، ومحتوى الملح غير العضوي، والأكسجين المذاب وعامل التخفيف، وما إلى ذلك.
يجب تعبئة عينات المياه لاختبار BOD5 وإغلاقها في زجاجات أخذ العينات، وتخزينها في الثلاجة عند درجة حرارة 2 إلى 5 درجات مئوية حتى التحليل.بشكل عام، يجب إجراء الاختبار في غضون 6 ساعات بعد أخذ العينة.وعلى أية حال، يجب ألا تتجاوز مدة تخزين عينات المياه 24 ساعة.
عند قياس BOD5 لمياه الصرف الصناعي، نظرًا لأن مياه الصرف الصناعي تحتوي عادةً على كمية أقل من الأكسجين المذاب وتحتوي في الغالب على مواد عضوية قابلة للتحلل، من أجل الحفاظ على الحالة الهوائية في زجاجة الاستنبات، يجب تخفيف عينة الماء (أو تطعيمها وتخفيفها).هذه العملية هي أكبر ميزة لطريقة التخفيف القياسية.من أجل ضمان موثوقية النتائج المقاسة، يجب أن يكون استهلاك الأكسجين لعينة الماء المخفف بعد الاستزراع لمدة 5 أيام أكبر من 2 ملجم / لتر، ويجب أن يكون الأكسجين المذاب المتبقي أكبر من 1 ملجم / لتر.
الغرض من إضافة محلول اللقاح هو التأكد من أن كمية معينة من الكائنات الحية الدقيقة تعمل على تحلل المادة العضوية الموجودة في الماء.ويفضل أن تكون كمية محلول اللقاح بحيث يكون استهلاك الأكسجين خلال 5 أيام أقل من 0.1 ملجم / لتر.عند استخدام الماء المقطر المحضر بواسطة جهاز تقطير معدني كمياه مخففة، يجب الحرص على فحص محتوى الأيونات المعدنية فيه لتجنب تثبيط تكاثر الميكروبات والتمثيل الغذائي.ومن أجل التأكد من أن الأكسجين المذاب في الماء المخفف قريب من التشبع، يمكن إدخال هواء نقي أو أكسجين نقي إذا لزم الأمر، ومن ثم وضعه في حاضنة درجة حرارتها 20 درجة مئوية لفترة زمنية معينة لمعادلته مع الضغط الجزئي للأكسجين في الهواء.
يتم تحديد عامل التخفيف على أساس مبدأ أن استهلاك الأكسجين أكبر من 2 ملجم / لتر والأكسجين المذاب المتبقي أكبر من 1 ملجم / لتر بعد 5 أيام من الاستزراع.إذا كان عامل التخفيف كبيرًا جدًا أو صغيرًا جدًا، فسيفشل الاختبار.ولأن دورة تحليل BOD5 طويلة، فإنه بمجرد حدوث موقف مماثل، لا يمكن إعادة اختباره كما هو.عند قياس BOD5 لمياه صرف صناعي معينة في البداية، يمكنك أولاً قياس CODCr الخاص بها، ثم الرجوع إلى بيانات المراقبة الحالية لمياه الصرف الصحي ذات جودة المياه المماثلة لتحديد قيمة BOD5/CODCr لعينة المياه المراد قياسها بشكل مبدئي، وحسابها النطاق التقريبي لـ BOD5 بناءً على ذلك.وتحديد عامل التخفيف .
بالنسبة لعينات المياه التي تحتوي على مواد تمنع أو تقتل الأنشطة الأيضية للكائنات الحية الدقيقة الهوائية، فإن نتائج القياس المباشر للـ BOD5 باستخدام الطرق الشائعة سوف تنحرف عن القيمة الفعلية.ويجب إجراء المعالجة المسبقة المقابلة قبل القياس.ولهذه المواد والعوامل تأثير على تحديد BOD5.بما في ذلك المعادن الثقيلة وغيرها من المواد غير العضوية أو العضوية السامة، والكلور المتبقي والمواد المؤكسدة الأخرى، وقيمة الرقم الهيدروجيني المرتفعة جدًا أو المنخفضة جدًا، وما إلى ذلك.
16. لماذا من الضروري التلقيح عند قياس BOD5 لمياه الصرف الصناعي؟كيف يتم التطعيم؟
تحديد BOD5 هو عملية استهلاك الأكسجين البيوكيميائية.تستخدم الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في عينات المياه المواد العضوية الموجودة في الماء كمواد مغذية للنمو والتكاثر.وفي الوقت نفسه، تقوم بتحلل المواد العضوية وتستهلك الأكسجين المذاب في الماء.ولذلك يجب أن تحتوي عينة الماء على كمية معينة من الكائنات الحية الدقيقة التي يمكنها تحلل المادة العضوية الموجودة فيها.قدرات الكائنات الحية الدقيقة.
تحتوي مياه الصرف الصناعي بشكل عام على كميات متفاوتة من المواد السامة، والتي يمكن أن تمنع نشاط الكائنات الحية الدقيقة.ولذلك فإن عدد الكائنات الحية الدقيقة في مياه الصرف الصناعي صغير جداً أو حتى غير موجود.إذا تم استخدام الطرق العادية لقياس مياه الصرف الصحي الحضرية الغنية بالميكروبات، فقد لا يتم اكتشاف المحتوى العضوي الحقيقي في مياه الصرف الصحي، أو على الأقل قد يكون منخفضًا.على سبيل المثال، بالنسبة لعينات المياه التي تمت معالجتها بدرجة حرارة عالية وتعقيم والتي يكون الرقم الهيدروجيني لها مرتفع جدًا أو منخفض جدًا، بالإضافة إلى اتخاذ إجراءات ما قبل المعالجة مثل التبريد أو تقليل مبيدات الجراثيم أو ضبط قيمة الرقم الهيدروجيني، وذلك لضمان دقة قياس BOD5، يجب أيضًا اتخاذ تدابير فعالة.تلقيح.
عند قياس BOD5 لمياه الصرف الصناعي، إذا كان محتوى المواد السامة كبيرًا جدًا، يتم أحيانًا استخدام المواد الكيميائية لإزالته؛إذا كانت مياه الصرف الصحي حمضية أو قلوية، فيجب تحييدها أولاً؛وعادة ما يجب تخفيف عينة الماء قبل استخدام المعيار.تحديد بواسطة طريقة التخفيف.إن إضافة كمية مناسبة من محلول اللقاح المحتوي على الكائنات الحية الدقيقة الهوائية المستأنسة إلى عينة الماء (مثل خليط خزان التهوية المستخدم لمعالجة هذا النوع من مياه الصرف الصناعي) هو جعل عينة الماء تحتوي على عدد معين من الكائنات الحية الدقيقة التي لديها القدرة على تحليل المواد العضوية موضوع.وبشرط استيفاء الشروط الأخرى لقياس BOD5، تستخدم هذه الكائنات الحية الدقيقة لتحلل المواد العضوية في مياه الصرف الصناعي، ويتم قياس استهلاك الأكسجين لعينة المياه لمدة 5 أيام من الزراعة، ويمكن الحصول على قيمة BOD5 لمياه الصرف الصناعي .
يعد السائل المختلط لخزان التهوية أو التدفق السائل من خزان الترسيب الثانوي لمحطة معالجة مياه الصرف الصحي مصدرًا مثاليًا للكائنات الحية الدقيقة لتحديد BOD5 لمياه الصرف الصحي التي تدخل محطة معالجة مياه الصرف الصحي.التلقيح المباشر بمياه الصرف الصحي المنزلية، بسبب قلة الأكسجين المذاب أو عدم وجوده، يكون عرضة لظهور الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية، ويتطلب فترة طويلة من الزراعة والتأقلم.ولذلك، فإن محلول اللقاح المتأقلم هذا مناسب فقط لبعض مياه الصرف الصناعي ذات الاحتياجات المحددة.
17. ما هي الاحتياطات اللازمة لتحضير ماء التخفيف عند قياس BOD5؟
إن جودة ماء التخفيف لها أهمية كبيرة بالنسبة لدقة نتائج قياس BOD5.لذلك، يجب أن يكون استهلاك الأكسجين لماء التخفيف الفارغ لمدة 5 أيام أقل من 0.2 ملجم / لتر، ومن الأفضل التحكم فيه أقل من 0.1 ملجم / لتر.يجب أن يتراوح استهلاك الأكسجين لمياه التخفيف الملقحة لمدة 5 أيام بين 0.3 إلى 1.0 ملجم / لتر.
إن مفتاح ضمان جودة مياه التخفيف هو التحكم في أقل محتوى من المواد العضوية وأقل محتوى من المواد التي تمنع التكاثر الميكروبي.ولذلك، فمن الأفضل استخدام الماء المقطر كمياه مخففة.لا يُنصح باستخدام الماء النقي المصنوع من راتنج التبادل الأيوني كماء مخفف، لأن الماء منزوع الأيونات غالبًا ما يحتوي على مادة عضوية مفصولة عن الراتينج.إذا كان ماء الصنبور المستخدم لتحضير الماء المقطر يحتوي على مركبات عضوية متطايرة معينة، فمن أجل منعها من البقاء في الماء المقطر، يجب إجراء المعالجة المسبقة لإزالة المركبات العضوية قبل التقطير.في الماء المقطر الناتج من أجهزة التقطير المعدنية، ينبغي الاهتمام بفحص محتوى الأيونات المعدنية فيه لتجنب تثبيط تكاثر واستقلاب الكائنات الحية الدقيقة والتأثير على دقة نتائج قياس BOD5.
إذا كانت مياه التخفيف المستخدمة لا تلبي متطلبات الاستخدام لأنها تحتوي على مادة عضوية، فيمكن التخلص من التأثير عن طريق إضافة كمية مناسبة من لقاح خزان التهوية وتخزينها في درجة حرارة الغرفة أو 20 درجة مئوية لفترة معينة من الزمن.تعتمد كمية التلقيح على مبدأ أن استهلاك الأكسجين خلال 5 أيام يبلغ حوالي 0.1 ملجم / لتر.لمنع تكاثر الطحالب، يجب أن يتم التخزين في غرفة مظلمة.إذا كانت هناك رواسب في الماء المخفف بعد التخزين، فيمكن استخدام المادة الطافية فقط ويمكن إزالة الرواسب عن طريق الترشيح.
من أجل التأكد من أن الأكسجين المذاب في ماء التخفيف قريب من التشبع، إذا لزم الأمر، يمكن استخدام مضخة فراغ أو قاذف ماء لاستنشاق الهواء النقي، ويمكن أيضًا استخدام ضاغط هواء صغير لحقن الهواء النقي، والأكسجين يمكن استخدام الزجاجة لإدخال الأكسجين النقي، ومن ثم الماء المؤكسج. يوضع الماء المخفف في حاضنة بدرجة حرارة 20 درجة مئوية لفترة زمنية معينة للسماح للأكسجين المذاب بالوصول إلى التوازن.قد يحتوي الماء المخفف عند درجة حرارة الغرفة المنخفضة في الشتاء على الكثير من الأكسجين المذاب، والعكس صحيح في مواسم الحرارة المرتفعة في الصيف.لذلك، عندما يكون هناك فرق كبير بين درجة حرارة الغرفة و20 درجة مئوية، يجب وضعه في الحاضنة لفترة من الوقت لتثبيته وبيئة الاستزراع.توازن الضغط الجزئي للأكسجين.
18. كيفية تحديد معامل التخفيف عند قياس BOD5؟
إذا كان عامل التخفيف كبيرًا جدًا أو صغيرًا جدًا، فقد يكون استهلاك الأكسجين خلال 5 أيام قليلًا جدًا أو أكثر من اللازم، مما يتجاوز نطاق استهلاك الأكسجين الطبيعي ويتسبب في فشل التجربة.وبما أن دورة قياس BOD5 طويلة جدًا، فبمجرد حدوث مثل هذا الوضع، لا يمكن إعادة اختباره كما هو.ولذلك، يجب إيلاء اهتمام كبير لتحديد عامل التخفيف.
على الرغم من أن تركيبة مياه الصرف الصناعي معقدة، إلا أن نسبة قيمة BOD5 إلى قيمة CODCr تتراوح عادة بين 0.2 و0.8.فنسبة مياه الصرف الصحي الناتجة عن صناعة الورق والطباعة والصباغة والصناعات الكيماوية أقل، في حين أن نسبة مياه الصرف الصحي الناتجة عن صناعة الأغذية أعلى.عند قياس BOD5 لبعض مياه الصرف الصحي التي تحتوي على مواد عضوية حبيبية، مثل مياه الصرف الصحي للحبوب في التقطير، ستكون النسبة أقل بشكل ملحوظ لأن المادة الجسيمية تترسب في قاع زجاجة الاستزراع ولا يمكنها المشاركة في التفاعل الكيميائي الحيوي.
يعتمد تحديد عامل التخفيف على الشرطين اللذين عند قياس BOD5، يجب أن يكون استهلاك الأكسجين خلال 5 أيام أكبر من 2 ملجم / لتر ويجب أن يكون الأكسجين المذاب المتبقي أكبر من 1 ملجم / لتر.الجرعة الموصى بها في زجاجة الثقافة في اليوم التالي للتخفيف هي 7 إلى 8.5 ملغم/لتر.بافتراض أن استهلاك الأكسجين في 5 أيام هو 4 ملغم/لتر، فإن عامل التخفيف هو حاصل ضرب قيمة CODCr وثلاثة معاملات 0.05 و0.1125 و0.175 على التوالي.على سبيل المثال، عند استخدام زجاجة استزراع سعة 250 مل لقياس BOD5 لعينة ماء باستخدام CODCr يبلغ 200 ملجم/لتر، فإن عوامل التخفيف الثلاثة هي: ①200×0.005=10 مرات، ②200×0.1125=22.5 مرة، و③200×0.175= 35 مرة.إذا تم استخدام طريقة التخفيف المباشر، فإن أحجام عينات المياه المأخوذة هي: ①250÷10=25مل، ②250÷22.5≈11مل، ③250÷35≈7مل.
إذا أخذت عينات وقمت بزراعتها بهذه الطريقة، فسيكون هناك 1 إلى 2 نتائج قياس للأكسجين المذاب تتوافق مع المبدأين المذكورين أعلاه.إذا كان هناك نسبتا تخفيف تتوافقان مع المبادئ المذكورة أعلاه، فيجب أخذ متوسط ​​قيمتهما عند حساب النتائج.إذا كان الأكسجين المذاب المتبقي أقل من 1 ملجم / لتر أو حتى صفر، فيجب زيادة نسبة التخفيف.إذا كان استهلاك الأوكسجين المذاب أثناء الثقافة أقل من 2 ملغ/لتر، أحد الاحتمالات هو أن عامل التخفيف كبير جداً؛والاحتمال الآخر هو أن السلالات الميكروبية ليست مناسبة، أو أن نشاطها ضعيف، أو أن تركيز المواد السامة مرتفع للغاية.في هذا الوقت، قد تكون هناك أيضًا مشاكل مع عوامل التخفيف الكبيرة.تستهلك زجاجة الثقافة المزيد من الأكسجين المذاب.
إذا كان ماء التخفيف هو ماء تخفيف التلقيح، حيث أن استهلاك الأكسجين لعينة الماء الفارغة هو 0.3~1.0mg/L، فإن معاملات التخفيف هي 0.05، 0.125 و 0.2 على التوالي.
إذا كانت قيمة CODCr المحددة أو النطاق التقريبي لعينة الماء معروفة، فقد يكون من الأسهل تحليل قيمة BOD5 الخاصة بها وفقًا لعامل التخفيف أعلاه.عندما لا يكون نطاق CODCr لعينة المياه معروفًا، من أجل تقليل وقت التحليل، يمكن تقديره أثناء عملية قياس CODCr.الطريقة المحددة هي: أولاً تحضير محلول قياسي يحتوي على 0.4251 جم من فثالات هيدروجين البوتاسيوم لكل لتر (قيمة CODCr لهذا المحلول هي 500 مجم/لتر)، ثم تخفيفه بما يتناسب مع قيم CODCr البالغة 400 مجم/لتر، 300 مجم/لتر، و 200 ملغ./ لتر، 100 ملجم / لتر محلول مخفف.ماصة 20.0 مل من المحلول القياسي بقيمة CODCr من 100 مجم/لتر إلى 500 مجم/لتر، وأضف الكواشف وفقًا للطريقة المعتادة، وقم بقياس قيمة CODCr.بعد التسخين والغليان والإرجاع لمدة 30 دقيقة، يبرد بشكل طبيعي إلى درجة حرارة الغرفة ثم يغطى ويخزن لتحضير سلسلة لونية قياسية.في عملية قياس قيمة CODCr لعينة الماء وفقًا للطريقة المعتادة، عندما يستمر ارتجاع الغليان لمدة 30 دقيقة، قم بمقارنتها مع تسلسل ألوان قيمة CODCr القياسي المسخن مسبقًا لتقدير قيمة CODCr لعينة الماء، وتحديد عامل التخفيف عند اختبار BOD5 بناءً على ذلك..بالنسبة للطباعة والصباغة وصناعة الورق والمواد الكيميائية وغيرها من مياه الصرف الصناعي التي تحتوي على مواد عضوية صعبة الهضم، إذا لزم الأمر، قم بإجراء تقييم اللوني بعد الغليان والإرجاع لمدة 60 دقيقة.