Wichtige Punkte für Wasserqualitätstests in Kläranlagen, Teil neun

46.Was ist gelöster Sauerstoff?
Gelöster Sauerstoff DO (Abkürzung für Dissolved Oxygen im Englischen) stellt die Menge an molekularem Sauerstoff dar, der in Wasser gelöst ist, und die Einheit ist mg/L. Der gesättigte Gehalt an gelöstem Sauerstoff im Wasser hängt von der Wassertemperatur, dem Atmosphärendruck und der chemischen Zusammensetzung des Wassers ab. Bei einem atmosphärischen Druck beträgt der Sauerstoffgehalt, wenn gelöster Sauerstoff in destilliertem Wasser die Sättigung erreicht, bei 0 °C 14,62 mg/L und bei 20 °C 9,17 mg/L. Eine Erhöhung der Wassertemperatur, ein Anstieg des Salzgehalts oder ein Abfall des Luftdrucks führen dazu, dass der Gehalt an gelöstem Sauerstoff im Wasser sinkt.
Gelöster Sauerstoff ist eine wesentliche Substanz für das Überleben und die Fortpflanzung von Fischen und aeroben Bakterien. Wenn der gelöste Sauerstoff weniger als 4 mg/L beträgt, wird es für Fische schwierig zu überleben. Wenn Wasser durch organische Stoffe verunreinigt ist, verbraucht die Oxidation der organischen Stoffe durch aerobe Mikroorganismen den im Wasser gelösten Sauerstoff. Wenn es nicht rechtzeitig aus der Luft nachgefüllt werden kann, nimmt der gelöste Sauerstoff im Wasser allmählich ab, bis er nahe bei 0 liegt, was zur Vermehrung einer großen Anzahl anaerober Mikroorganismen führt. Machen Sie das Wasser schwarz und stinkend.
47. Welche Methoden werden üblicherweise zur Messung von gelöstem Sauerstoff verwendet?
Es gibt zwei häufig verwendete Methoden zur Messung von gelöstem Sauerstoff: die iodometrische Methode und ihre Korrekturmethode (GB 7489–87) und die andere die elektrochemische Sondenmethode (GB11913–89). Die iodometrische Methode eignet sich zur Messung von Wasserproben mit gelöstem Sauerstoff von mehr als 0,2 mg/L. Im Allgemeinen eignet sich die iodometrische Methode nur zur Messung von gelöstem Sauerstoff in sauberem Wasser. Bei der Messung von gelöstem Sauerstoff in Industrieabwässern oder verschiedenen Prozessschritten von Kläranlagen muss korrigiertes Jod verwendet werden. quantitative Methode oder elektrochemische Methode. Die untere Bestimmungsgrenze der elektrochemischen Sondenmethode hängt vom verwendeten Instrument ab. Es gibt hauptsächlich zwei Arten: die Membranelektrodenmethode und die membranlose Elektrodenmethode. Sie eignen sich im Allgemeinen zur Messung von Wasserproben mit gelöstem Sauerstoff von mehr als 0,1 mg/L. Das in Belebungsbecken und anderen Orten in Kläranlagen installierte und verwendete Online-DO-Messgerät verwendet die Membranelektrodenmethode oder die membranlose Elektrodenmethode.
Das Grundprinzip der iodometrischen Methode besteht darin, der Wasserprobe Mangansulfat und alkalisches Kaliumiodid zuzusetzen. Der im Wasser gelöste Sauerstoff oxidiert niedervalentes Mangan zu hochvalentem Mangan und erzeugt einen braunen Niederschlag aus vierwertigem Manganhydroxid. Nach Zugabe von Säure löst sich der braune Niederschlag auf und reagiert mit Jodidionen, um freies Jod zu erzeugen. Anschließend wird Stärke als Indikator verwendet und das freie Jod mit Natriumthiosulfat titriert, um den Gehalt an gelöstem Sauerstoff zu berechnen.
Wenn die Wasserprobe gefärbt ist oder organische Stoffe enthält, die mit Jod reagieren können, ist die Verwendung der iodometrischen Methode und ihrer Korrekturmethode zur Messung des gelösten Sauerstoffs im Wasser nicht geeignet. Stattdessen kann zur Messung eine sauerstoffempfindliche Filmelektrode oder eine membranlose Elektrode verwendet werden. Die sauerstoffempfindliche Elektrode besteht aus zwei Metallelektroden, die mit dem Grundelektrolyten in Kontakt stehen, und einer selektiv permeablen Membran. Die Membran kann nur Sauerstoff und andere Gase passieren, Wasser und darin enthaltene lösliche Substanzen können jedoch nicht passieren. Der durch die Membran strömende Sauerstoff wird an der Elektrode reduziert. Es wird ein schwacher Diffusionsstrom erzeugt, dessen Größe proportional zum gelösten Sauerstoffgehalt bei einer bestimmten Temperatur ist. Die filmlose Elektrode besteht aus einer Kathode aus einer speziellen Silberlegierung und einer Anode aus Eisen (oder Zink). Es wird kein Film oder Elektrolyt verwendet und es wird keine Polarisationsspannung zwischen den beiden Polen hinzugefügt. Es kommuniziert nur mit den beiden Polen über die gemessene wässrige Lösung, um eine Primärbatterie zu bilden, und die Sauerstoffmoleküle im Wasser werden direkt an der Kathode reduziert, und der erzeugte Reduktionsstrom ist proportional zum Sauerstoffgehalt in der gemessenen Lösung .
48. Warum ist der Indikator für gelösten Sauerstoff einer der Schlüsselindikatoren für den normalen Betrieb des biologischen Abwasserreinigungssystems?
Die Aufrechterhaltung einer bestimmten Menge an gelöstem Sauerstoff im Wasser ist die Grundvoraussetzung für das Überleben und die Fortpflanzung aerober Wasserorganismen. Daher ist der Indikator für gelösten Sauerstoff auch einer der Schlüsselindikatoren für den normalen Betrieb der biologischen Kläranlage.
Das aerobe biologische Behandlungsgerät erfordert, dass der gelöste Sauerstoff im Wasser über 2 mg/L liegt, und das anaerobe biologische Behandlungsgerät erfordert, dass der gelöste Sauerstoff im Wasser unter 0,5 mg/L liegt. Wenn Sie in die ideale Methanogenesestufe eintreten möchten, ist es am besten, keinen nachweisbaren gelösten Sauerstoff (für 0) zu haben, und wenn sich Abschnitt A des A/O-Prozesses in einem anoxischen Zustand befindet, beträgt der gelöste Sauerstoff vorzugsweise 0,5–1 mg/l . Wenn das Abwasser aus dem Nachklärbecken der aeroben biologischen Methode qualifiziert ist, beträgt sein Gehalt an gelöstem Sauerstoff im Allgemeinen nicht weniger als 1 mg/L. Wenn es zu niedrig ist (<0,5 mg/L) oder zu hoch (Luftbelüftungsmethode >).2 mg/L), es kommt zu Wasseraustritt. Die Wasserqualität verschlechtert sich oder übertrifft sogar die Standards. Daher sollte der Überwachung des Gehalts an gelöstem Sauerstoff im Inneren der biologischen Behandlungsvorrichtung und im Abwasser des Sedimentationstanks größte Aufmerksamkeit gewidmet werden.
Die iodometrische Titration eignet sich nicht für Tests vor Ort und kann auch nicht zur kontinuierlichen Überwachung oder Bestimmung von gelöstem Sauerstoff vor Ort eingesetzt werden. Bei der kontinuierlichen Überwachung von gelöstem Sauerstoff in Kläranlagen wird das Membran-Elektroden-Verfahren im elektrochemischen Verfahren eingesetzt. Um die Änderungen des Sauerstoffgehalts der gemischten Flüssigkeit im Belebungsbecken während des Abwasserbehandlungsprozesses in Echtzeit kontinuierlich zu erfassen, wird im Allgemeinen ein Online-DO-Messgerät mit elektrochemischer Sonde verwendet. Gleichzeitig ist das DO-Messgerät auch ein wichtiger Bestandteil des automatischen Kontroll- und Einstellsystems für gelösten Sauerstoff im Belebungsbecken. Denn das Einstell- und Steuerungssystem spielt im Normalbetrieb eine wichtige Rolle. Gleichzeitig ist es auch eine wichtige Grundlage für Prozessbetreiber, um den normalen Betrieb der biologischen Abwasserbehandlung anzupassen und zu steuern.
49. Welche Vorsichtsmaßnahmen sind bei der Messung von gelöstem Sauerstoff durch iodometrische Titration zu beachten?
Bei der Entnahme von Wasserproben zur Messung des gelösten Sauerstoffs ist besondere Vorsicht geboten. Die Wasserproben sollten nicht über längere Zeit mit Luft in Berührung kommen und nicht gerührt werden. Verwenden Sie für die Probenahme im Wassersammeltank eine 300-ml-Glasflasche mit gelöstem Sauerstoff mit enger Öffnung und messen und notieren Sie gleichzeitig die Wassertemperatur. Darüber hinaus muss bei der iodometrischen Titration neben der Auswahl einer bestimmten Methode zur Beseitigung von Störungen nach der Probenahme auch die Lagerzeit so weit wie möglich verkürzt werden und es ist am besten, sofort zu analysieren.
Durch Verbesserungen in Technologie und Ausrüstung sowie mit Hilfe von Instrumenten bleibt die iodometrische Titration die präziseste und zuverlässigste Titrationsmethode für die Analyse von gelöstem Sauerstoff. Um den Einfluss verschiedener Störstoffe in Wasserproben zu eliminieren, gibt es mehrere spezifische Methoden zur Korrektur der iodometrischen Titration.
In Wasserproben vorhandene Oxide, Reduktionsmittel, organische Stoffe usw. beeinträchtigen die iodometrische Titration. Einige Oxidationsmittel können Jodid in Jod aufspalten (positive Interferenz), und einige Reduktionsmittel können Jod zu Jodid reduzieren (negative Interferenz). (Interferenz) Wenn der oxidierte Manganniederschlag angesäuert wird, können die meisten organischen Stoffe teilweise oxidiert werden, was zu negativen Fehlern führt. Mit der Azid-Korrekturmethode kann die Störung durch Nitrit effektiv beseitigt werden. Wenn die Wasserprobe niederwertiges Eisen enthält, kann die Kaliumpermanganat-Korrekturmethode zur Beseitigung der Störung eingesetzt werden. Wenn die Wasserprobe Farbe, Algen und Schwebstoffe enthält, sollte die Alaun-Flockungskorrekturmethode verwendet werden, und die Kupfersulfat-Sulfaminsäure-Flockungskorrekturmethode wird verwendet, um den gelösten Sauerstoff der Belebtschlammmischung zu bestimmen.
50. Welche Vorsichtsmaßnahmen sind bei der Messung von gelöstem Sauerstoff mit der Dünnschichtelektrodenmethode zu beachten?
Die Membranelektrode besteht aus Kathode, Anode, Elektrolyt und Membran. Der Elektrodenhohlraum ist mit KCl-Lösung gefüllt. Die Membran trennt den Elektrolyten von der zu messenden Wasserprobe und der gelöste Sauerstoff dringt durch die Membran ein und diffundiert durch diese. Nachdem zwischen den beiden Polen eine feste Gleichstrompolarisationsspannung von 0,5 bis 1,0 V angelegt wurde, passiert der im gemessenen Wasser gelöste Sauerstoff den Film und wird an der Kathode reduziert, wodurch ein Diffusionsstrom proportional zur Sauerstoffkonzentration erzeugt wird.
Häufig verwendete Folien sind Polyethylen- und Fluorkohlenstofffolien, die Sauerstoffmoleküle durchlassen können und relativ stabile Eigenschaften aufweisen. Da der Film eine Vielzahl von Gasen durchdringen kann, befinden sich einige Gase (wie H2S, SO2, CO2, NH3 usw.) auf der Anzeigeelektrode. Es ist nicht leicht zu depolarisieren, was die Empfindlichkeit der Elektrode verringert und zu Abweichungen in den Messergebnissen führt. Öle und Fette im gemessenen Wasser sowie Mikroorganismen im Belebungsbecken haften häufig an der Membran und beeinträchtigen die Messgenauigkeit erheblich. Daher ist eine regelmäßige Reinigung und Kalibrierung erforderlich.
Daher müssen Membranelektroden-Analysatoren für gelösten Sauerstoff, die in Abwasseraufbereitungssystemen verwendet werden, in strikter Übereinstimmung mit den Kalibrierungsmethoden des Herstellers betrieben werden, und eine regelmäßige Reinigung, Kalibrierung, Elektrolytnachfüllung und ein Austausch der Elektrodenmembran sind erforderlich. Beim Ersetzen der Folie muss sorgfältig vorgegangen werden. Erstens müssen Sie eine Kontamination empfindlicher Komponenten verhindern. Zweitens achten Sie darauf, dass keine winzigen Blasen unter der Folie zurückbleiben. Andernfalls erhöht sich der Fehlerstrom und beeinträchtigt die Messergebnisse. Um genaue Daten zu gewährleisten, muss der Wasserfluss an der Messstelle der Membranelektrode einen gewissen Turbulenzgrad aufweisen, d. h. die durch die Membranoberfläche fließende Testlösung muss eine ausreichende Durchflussgeschwindigkeit aufweisen.
Im Allgemeinen können Luft oder Proben mit bekannter DO-Konzentration sowie Proben ohne DO für die Kontrollkalibrierung verwendet werden. Natürlich ist es am besten, die zu untersuchende Wasserprobe zur Kalibrierung zu verwenden. Darüber hinaus sollten ein oder zwei Punkte regelmäßig überprüft werden, um die Temperaturkorrekturdaten zu überprüfen.