46. Ôxi hòa tan là gì?
Oxi hòa tan DO (viết tắt của Dissolved Oxygen trong tiếng Anh) là lượng oxy phân tử hòa tan trong nước, đơn vị là mg/L.Hàm lượng bão hòa của oxy hòa tan trong nước có liên quan đến nhiệt độ nước, áp suất khí quyển và thành phần hóa học của nước.Ở một áp suất khí quyển, hàm lượng oxy khi oxy hòa tan trong nước cất đạt độ bão hòa ở 0oC là 14,62mg/L và ở 20oC là 9,17mg/L.Nhiệt độ nước tăng, hàm lượng muối tăng hoặc áp suất khí quyển giảm sẽ khiến hàm lượng oxy hòa tan trong nước giảm.
Oxy hòa tan là chất cần thiết cho sự tồn tại và sinh sản của cá và vi khuẩn hiếu khí.Nếu lượng oxy hòa tan thấp hơn 4mg/L cá sẽ khó sống sót.Khi nước bị ô nhiễm chất hữu cơ, quá trình oxy hóa chất hữu cơ của vi sinh vật hiếu khí sẽ làm tiêu hao lượng oxy hòa tan trong nước.Nếu không được bổ sung kịp thời từ không khí, lượng oxy hòa tan trong nước sẽ giảm dần cho đến khi gần bằng 0, khiến số lượng lớn vi sinh vật kỵ khí sinh sôi nảy nở.Làm cho nước có màu đen và có mùi hôi.
47. Các phương pháp thường được sử dụng để đo lượng oxy hòa tan là gì?
Có hai phương pháp thường được sử dụng để đo lượng oxy hòa tan, một là phương pháp đo iốt và phương pháp hiệu chỉnh (GB 7489–87), và phương pháp còn lại là phương pháp thăm dò điện hóa (GB11913–89).Phương pháp đo iốt phù hợp để đo các mẫu nước có lượng oxy hòa tan lớn hơn 0,2 mg/L.Nói chung, phương pháp đo iốt chỉ phù hợp để đo lượng oxy hòa tan trong nước sạch.Khi đo lượng oxy hòa tan trong nước thải công nghiệp hoặc các bước xử lý khác nhau của nhà máy xử lý nước thải, phải sử dụng iốt đã hiệu chỉnh.phương pháp định lượng hoặc phương pháp điện hóa.Giới hạn dưới của việc xác định phương pháp thăm dò điện hóa có liên quan đến thiết bị được sử dụng.Chủ yếu có hai loại: phương pháp điện cực màng và phương pháp điện cực không màng.Chúng thường thích hợp để đo các mẫu nước có lượng oxy hòa tan lớn hơn 0,1mg/L.Máy đo DO trực tuyến được lắp đặt và sử dụng trong bể sục khí và những nơi khác trong nhà máy xử lý nước thải sử dụng phương pháp điện cực màng hoặc phương pháp điện cực không màng.
Nguyên tắc cơ bản của phương pháp đo iốt là thêm mangan sunfat và kali iodua kiềm vào mẫu nước.Oxy hòa tan trong nước oxy hóa mangan hóa trị thấp thành mangan hóa trị cao, tạo ra kết tủa màu nâu của mangan hydroxit hóa trị bốn.Sau khi thêm axit, kết tủa màu nâu hòa tan và phản ứng với các ion iodide để tạo ra iốt tự do, sau đó sử dụng tinh bột làm chất chỉ thị và chuẩn độ iốt tự do bằng natri thiosulfate để tính hàm lượng oxy hòa tan.
Khi mẫu nước có màu hoặc chứa chất hữu cơ có thể phản ứng với iốt thì không phù hợp để sử dụng phương pháp iốt và phương pháp hiệu chỉnh của nó để đo lượng oxy hòa tan trong nước.Thay vào đó, có thể sử dụng điện cực màng nhạy cảm với oxy hoặc điện cực không có màng để đo.Điện cực nhạy cảm với oxy bao gồm hai điện cực kim loại tiếp xúc với chất điện phân hỗ trợ và màng thấm chọn lọc.Màng chỉ có thể đi qua oxy và các loại khí khác, còn nước và các chất hòa tan trong đó không thể đi qua.Lượng oxy đi qua màng bị khử trên điện cực.Dòng khuếch tán yếu được tạo ra và cường độ dòng điện tỷ lệ thuận với hàm lượng oxy hòa tan ở nhiệt độ nhất định.Điện cực không màng bao gồm một cực âm hợp kim bạc đặc biệt và một cực dương bằng sắt (hoặc kẽm).Nó không sử dụng màng hoặc chất điện phân và không có điện áp phân cực được thêm vào giữa hai cực.Nó chỉ giao tiếp với hai cực thông qua dung dịch nước được đo để tạo thành pin sơ cấp và các phân tử oxy trong nước Quá trình khử được thực hiện trực tiếp trên cực âm và dòng điện khử được tạo ra tỷ lệ thuận với hàm lượng oxy trong dung dịch được đo .
48. Tại sao chỉ số oxy hòa tan là một trong những chỉ tiêu quan trọng đánh giá hoạt động bình thường của hệ thống xử lý sinh học nước thải?
Duy trì một lượng oxy hòa tan nhất định trong nước là điều kiện cơ bản cho sự tồn tại và sinh sản của các sinh vật thủy sinh hiếu khí.Vì vậy, chỉ số oxy hòa tan cũng là một trong những chỉ số quan trọng cho hoạt động bình thường của hệ thống xử lý sinh học nước thải.
Thiết bị xử lý sinh học hiếu khí yêu cầu lượng oxy hòa tan trong nước phải trên 2 mg/L và thiết bị xử lý sinh học kỵ khí yêu cầu lượng oxy hòa tan trong nước phải dưới 0,5 mg/L.Nếu bạn muốn bước vào giai đoạn sinh metan lý tưởng, tốt nhất là không phát hiện được lượng oxy hòa tan (đối với 0) và khi phần A của quy trình A/O ở trạng thái thiếu oxy, lượng oxy hòa tan tốt nhất là 0,5 ~ 1mg/L .Khi nước thải từ bể lắng thứ cấp của phương pháp sinh học hiếu khí đạt tiêu chuẩn, hàm lượng oxy hòa tan của nó thường không nhỏ hơn 1mg/L.Nếu nó quá thấp (<0,5mg/L) hoặc quá cao (phương pháp sục khí >2mg/L), nó sẽ gây ra nước thải.Chất lượng nước xấu đi hoặc thậm chí vượt quá tiêu chuẩn.Vì vậy, cần hết sức chú ý đến việc giám sát hàm lượng oxy hòa tan bên trong thiết bị xử lý sinh học và nước thải của bể lắng.
Chuẩn độ iod không phù hợp để thử nghiệm tại chỗ và cũng không thể sử dụng để theo dõi liên tục hoặc xác định lượng oxy hòa tan tại chỗ.Trong việc giám sát liên tục lượng oxy hòa tan trong hệ thống xử lý nước thải, phương pháp điện cực màng trong phương pháp điện hóa được sử dụng.Để liên tục nắm bắt những thay đổi về DO của chất lỏng hỗn hợp trong bể sục khí trong quá trình xử lý nước thải theo thời gian thực, máy đo DO đầu dò điện hóa trực tuyến thường được sử dụng.Đồng thời, máy đo DO cũng là một bộ phận quan trọng trong hệ thống điều khiển, điều chỉnh tự động lượng oxy hòa tan trong bể sục khí.Đối với hệ thống điều chỉnh và điều khiển đóng một vai trò quan trọng trong hoạt động bình thường của nó.Đồng thời, đây cũng là cơ sở quan trọng để người vận hành quy trình điều chỉnh và kiểm soát hoạt động bình thường của quá trình xử lý sinh học nước thải.
49. Những lưu ý gì khi đo lượng oxy hòa tan bằng phương pháp chuẩn độ iod?
Cần đặc biệt cẩn thận khi lấy mẫu nước để đo lượng oxy hòa tan.Không được để mẫu nước tiếp xúc lâu với không khí và không được khuấy trộn.Khi lấy mẫu trong bể thu nước, sử dụng bình oxy hòa tan miệng hẹp có trang bị thủy tinh 300 ml, đồng thời đo và ghi lại nhiệt độ nước.Hơn nữa, khi sử dụng phương pháp chuẩn độ iốt, ngoài việc lựa chọn phương pháp cụ thể để loại bỏ nhiễu sau khi lấy mẫu, thời gian bảo quản phải được rút ngắn càng nhiều càng tốt và tốt nhất nên phân tích ngay.
Thông qua những cải tiến về công nghệ, thiết bị và sự trợ giúp của thiết bị đo đạc, chuẩn độ iốt vẫn là phương pháp chuẩn độ chính xác và đáng tin cậy nhất để phân tích oxy hòa tan.Để loại bỏ ảnh hưởng của các chất gây nhiễu khác nhau trong mẫu nước, có một số phương pháp cụ thể để hiệu chỉnh chuẩn độ iốt.
Các oxit, chất khử, chất hữu cơ, v.v. có trong mẫu nước sẽ cản trở quá trình chuẩn độ iốt.Một số chất oxy hóa có thể phân tách iodide thành iốt (can thiệp tích cực) và một số chất khử có thể khử iốt thành iodide (can thiệp tiêu cực).nhiễu), khi kết tủa mangan bị oxy hóa bị axit hóa, hầu hết các chất hữu cơ có thể bị oxy hóa một phần, tạo ra sai số âm.Phương pháp hiệu chỉnh azide có thể loại bỏ hiệu quả nhiễu của nitrit và khi mẫu nước chứa sắt hóa trị thấp, có thể sử dụng phương pháp hiệu chỉnh kali permanganat để loại bỏ nhiễu.Khi mẫu nước chứa màu, tảo và chất rắn lơ lửng, nên sử dụng phương pháp hiệu chỉnh keo tụ phèn và phương pháp hiệu chỉnh keo tụ axit sunfat đồng sunfat được sử dụng để xác định lượng oxy hòa tan của hỗn hợp bùn hoạt tính.
50. Những lưu ý khi đo lượng oxy hòa tan bằng phương pháp điện cực màng mỏng là gì?
Điện cực màng bao gồm cực âm, cực dương, chất điện phân và màng.Khoang điện cực được đổ đầy dung dịch KCl.Màng tách chất điện phân ra khỏi mẫu nước cần đo, oxy hòa tan xâm nhập và khuếch tán qua màng.Sau khi đặt điện áp phân cực cố định DC từ 0,5 đến 1,0V vào giữa hai cực, lượng oxy hòa tan trong nước đo được sẽ đi qua màng và bị khử ở cực âm, tạo ra dòng khuếch tán tỷ lệ thuận với nồng độ oxy.
Các màng thường được sử dụng là màng polyetylen và fluorocarbon có thể cho phép các phân tử oxy đi qua và có đặc tính tương đối ổn định.Do màng có thể thấm qua nhiều loại khí nên một số loại khí (như H2S, SO2, CO2, NH3, v.v.) nằm trên điện cực chỉ thị.Không dễ khử cực, điều này sẽ làm giảm độ nhạy của điện cực và dẫn đến sai lệch trong kết quả đo.Dầu mỡ trong nước đo và vi sinh vật trong bể sục khí thường bám vào màng, ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ chính xác của phép đo nên cần phải vệ sinh và hiệu chuẩn thường xuyên.
Do đó, máy phân tích oxy hòa tan điện cực màng sử dụng trong hệ thống xử lý nước thải phải được vận hành theo đúng phương pháp hiệu chuẩn của nhà sản xuất và cần phải vệ sinh, hiệu chuẩn, bổ sung chất điện giải và thay thế màng điện cực thường xuyên.Khi thay phim, bạn phải thực hiện cẩn thận.Đầu tiên, bạn phải ngăn ngừa ô nhiễm các thành phần nhạy cảm.Thứ hai, hãy cẩn thận không để lại những bong bóng nhỏ dưới màng.Nếu không, dòng điện dư sẽ tăng lên và ảnh hưởng đến kết quả đo.Để đảm bảo dữ liệu chính xác, lưu lượng nước tại điểm đo điện cực màng phải có mức độ nhiễu loạn nhất định, tức là dung dịch thử đi qua bề mặt màng phải có tốc độ dòng vừa đủ.
Nói chung, không khí hoặc các mẫu có nồng độ DO đã biết và các mẫu không có DO có thể được sử dụng để hiệu chuẩn kiểm soát.Tất nhiên, tốt nhất nên sử dụng mẫu nước đang được kiểm tra để hiệu chuẩn.Ngoài ra, cần kiểm tra thường xuyên một hoặc hai điểm để xác minh dữ liệu hiệu chỉnh nhiệt độ.
Thời gian đăng: 14-11-2023
