46. ¿Qué es el oxígeno disuelto?
El oxígeno disuelto DO (abreviatura de Oxígeno Disuelto en inglés) representa la cantidad de oxígeno molecular disuelto en agua, y la unidad es mg/L. El contenido saturado de oxígeno disuelto en el agua está relacionado con la temperatura del agua, la presión atmosférica y la composición química del agua. A una presión atmosférica, el contenido de oxígeno cuando el oxígeno disuelto en agua destilada alcanza la saturación a 0oC es de 14,62 mg/L y a 20oC es de 9,17 mg/L. Un aumento en la temperatura del agua, un aumento en el contenido de sal o una disminución en la presión atmosférica harán que el contenido de oxígeno disuelto en el agua disminuya.
El oxígeno disuelto es una sustancia esencial para la supervivencia y reproducción de peces y bacterias aeróbicas. Si el oxígeno disuelto es inferior a 4 mg/L, será difícil que los peces sobrevivan. Cuando el agua está contaminada por materia orgánica, la oxidación de la materia orgánica por microorganismos aeróbicos consumirá el oxígeno disuelto en el agua. Si no se puede reponer del aire a tiempo, el oxígeno disuelto en el agua disminuirá gradualmente hasta acercarse a 0, lo que provocará la multiplicación de una gran cantidad de microorganismos anaeróbicos. Haz que el agua se vuelva negra y maloliente.
47. ¿Cuáles son los métodos comúnmente utilizados para medir el oxígeno disuelto?
Existen dos métodos comúnmente utilizados para medir el oxígeno disuelto, uno es el método yodométrico y su método de corrección (GB 7489–87), y el otro es el método de sonda electroquímica (GB11913–89). El método yodométrico es adecuado para medir muestras de agua con oxígeno disuelto superior a 0,2 mg/L. Generalmente, el método yodométrico sólo es adecuado para medir el oxígeno disuelto en agua limpia. Al medir el oxígeno disuelto en aguas residuales industriales o en diversos pasos del proceso de plantas de tratamiento de aguas residuales, se debe utilizar yodo corregido. método cuantitativo o método electroquímico. El límite inferior de determinación del método de sonda electroquímica está relacionado con el instrumento utilizado. Existen principalmente dos tipos: el método del electrodo de membrana y el método del electrodo sin membrana. Generalmente son adecuados para medir muestras de agua con oxígeno disuelto superior a 0,1 mg/L. El medidor de OD en línea instalado y utilizado en tanques de aireación y otros lugares en plantas de tratamiento de aguas residuales utiliza el método de electrodo de membrana o el método de electrodo sin membrana.
El principio básico del método yodométrico es agregar sulfato de manganeso y yoduro de potasio alcalino a la muestra de agua. El oxígeno disuelto en el agua oxida el manganeso de baja valencia a manganeso de alta valencia, generando un precipitado marrón de hidróxido de manganeso tetravalente. Después de agregar ácido, el precipitado marrón se disuelve y reacciona con iones de yoduro para generar yodo libre, y luego usa almidón como indicador y titula el yodo libre con tiosulfato de sodio para calcular el contenido de oxígeno disuelto.
Cuando la muestra de agua esté coloreada o contenga materia orgánica que pueda reaccionar con el yodo, no es adecuado utilizar el método yodométrico y su método de corrección para medir el oxígeno disuelto en el agua. En su lugar, para la medición se puede utilizar un electrodo de película sensible al oxígeno o un electrodo sin membrana. El electrodo sensible al oxígeno consta de dos electrodos metálicos en contacto con el electrolito de soporte y una membrana permeable selectiva. La membrana solo puede atravesar oxígeno y otros gases, pero el agua y las sustancias solubles que contiene no pueden pasar. El oxígeno que pasa a través de la membrana se reduce en el electrodo. Se genera una corriente de difusión débil y el tamaño de la corriente es proporcional al contenido de oxígeno disuelto a una determinada temperatura. El electrodo sin película está compuesto por un cátodo de aleación especial de plata y un ánodo de hierro (o zinc). No utiliza película ni electrolito y no se añade voltaje de polarización entre los dos polos. Solo se comunica con los dos polos a través de la solución acuosa medida para formar una batería primaria, y las moléculas de oxígeno en el agua se reducen directamente en el cátodo y la corriente de reducción generada es proporcional al contenido de oxígeno en la solución que se está midiendo. .
48. ¿Por qué el indicador de oxígeno disuelto es uno de los indicadores clave para el funcionamiento normal del sistema de tratamiento biológico de aguas residuales?
Mantener una determinada cantidad de oxígeno disuelto en el agua es la condición básica para la supervivencia y reproducción de los organismos acuáticos aeróbicos. Por lo tanto, el indicador de oxígeno disuelto es también uno de los indicadores clave para el funcionamiento normal del sistema de tratamiento biológico de aguas residuales.
El dispositivo de tratamiento biológico aeróbico requiere que el oxígeno disuelto en el agua esté por encima de 2 mg/L, y el dispositivo de tratamiento biológico anaeróbico requiere que el oxígeno disuelto esté por debajo de 0,5 mg/L. Si desea ingresar a la etapa de metanogénesis ideal, es mejor no tener oxígeno disuelto detectable (para 0), y cuando la sección A del proceso A/O está en estado anóxico, el oxígeno disuelto es preferiblemente de 0,5 a 1 mg/L. . Cuando se califica el efluente del tanque de sedimentación secundario del método biológico aeróbico, su contenido de oxígeno disuelto generalmente no es inferior a 1 mg/L. Si es demasiado bajo (<0,5 mg/L) o demasiado alto (método de aireación >2 mg/L), provocará efluentes de agua. La calidad del agua se deteriora o incluso supera los estándares. Por lo tanto, se debe prestar total atención al control del contenido de oxígeno disuelto dentro del dispositivo de tratamiento biológico y del efluente de su tanque de sedimentación.
La titulación yodométrica no es adecuada para pruebas in situ ni puede utilizarse para el control continuo o la determinación in situ del oxígeno disuelto. En el control continuo del oxígeno disuelto en los sistemas de tratamiento de aguas residuales se utiliza el método electroquímico del electrodo de membrana. Para captar continuamente los cambios en OD del líquido mezclado en el tanque de aireación durante el proceso de tratamiento de aguas residuales en tiempo real, generalmente se utiliza un medidor de OD con sonda electroquímica en línea. Al mismo tiempo, el medidor de OD también es una parte importante del sistema de control y ajuste automático del oxígeno disuelto en el tanque de aireación. Para el sistema de ajuste y control juega un papel importante en su funcionamiento normal. Al mismo tiempo, también es una base importante para que los operadores de procesos ajusten y controlen el funcionamiento normal del tratamiento biológico de aguas residuales.
49. ¿Cuáles son las precauciones para medir el oxígeno disuelto mediante titulación yodométrica?
Se debe tener especial cuidado al recolectar muestras de agua para medir el oxígeno disuelto. Las muestras de agua no deben estar en contacto con el aire durante mucho tiempo y no deben agitarse. Al tomar muestras en el tanque de recolección de agua, use una botella de oxígeno disuelto de boca estrecha equipada con vidrio de 300 ml y mida y registre la temperatura del agua al mismo tiempo. Además, cuando se utiliza la titulación yodométrica, además de seleccionar un método específico para eliminar la interferencia después del muestreo, el tiempo de almacenamiento debe acortarse tanto como sea posible y es mejor analizar inmediatamente.
Gracias a mejoras en la tecnología y los equipos y con la ayuda de la instrumentación, la valoración yodométrica sigue siendo el método de valoración más preciso y fiable para el análisis del oxígeno disuelto. Para eliminar la influencia de diversas sustancias que interfieren en las muestras de agua, existen varios métodos específicos para la corrección de la valoración yodométrica.
Los óxidos, reductores, materia orgánica, etc. presentes en las muestras de agua interferirán con la valoración yodométrica. Algunos oxidantes pueden disociar el yoduro en yodo (interferencia positiva) y algunos agentes reductores pueden reducir el yodo a yoduro (interferencia negativa). interferencia), cuando el precipitado de manganeso oxidado se acidifica, la mayor parte de la materia orgánica puede oxidarse parcialmente, produciendo errores negativos. El método de corrección con azida puede eliminar eficazmente la interferencia del nitrito, y cuando la muestra de agua contiene hierro de baja valencia, se puede utilizar el método de corrección con permanganato de potasio para eliminar la interferencia. Cuando la muestra de agua contiene color, algas y sólidos suspendidos, se debe utilizar el método de corrección de floculación de alumbre y el método de corrección de floculación de sulfato de cobre-ácido sulfámico para determinar el oxígeno disuelto de la mezcla de lodo activado.
50. ¿Cuáles son las precauciones para medir el oxígeno disuelto utilizando el método del electrodo de película delgada?
El electrodo de membrana consta de un cátodo, un ánodo, un electrolito y una membrana. La cavidad del electrodo se llena con una solución de KCl. La membrana separa el electrolito de la muestra de agua a medir y el oxígeno disuelto penetra y difunde a través de la membrana. Después de aplicar un voltaje de polarización fijo de CC de 0,5 a 1,0 V entre los dos polos, el oxígeno disuelto en el agua medida pasa a través de la película y se reduce en el cátodo, generando una corriente de difusión proporcional a la concentración de oxígeno.
Las películas de uso común son las de polietileno y fluorocarbono que pueden permitir el paso de las moléculas de oxígeno y tienen propiedades relativamente estables. Debido a que la película puede atravesar una variedad de gases, algunos gases (como H2S, SO2, CO2, NH3, etc.) se encuentran en el electrodo indicador. No es fácil despolarizarlo, lo que reducirá la sensibilidad del electrodo y provocará desviaciones en los resultados de la medición. El aceite y la grasa del agua medida y los microorganismos del tanque de aireación a menudo se adhieren a la membrana, lo que afecta gravemente la precisión de la medición, por lo que se requiere una limpieza y calibración periódicas.
Por lo tanto, los analizadores de oxígeno disuelto con electrodos de membrana utilizados en sistemas de tratamiento de aguas residuales deben operarse estrictamente de acuerdo con los métodos de calibración del fabricante, y se requiere limpieza, calibración, reposición de electrolitos y reemplazo de la membrana del electrodo con regularidad. Al reemplazar la película, debes hacerlo con cuidado. En primer lugar, debe evitar la contaminación de componentes sensibles. En segundo lugar, tenga cuidado de no dejar pequeñas burbujas debajo de la película. De lo contrario, la corriente residual aumentará y afectará los resultados de la medición. Para garantizar datos precisos, el flujo de agua en el punto de medición del electrodo de membrana debe tener un cierto grado de turbulencia, es decir, la solución de prueba que pasa a través de la superficie de la membrana debe tener un caudal suficiente.
En general, se pueden utilizar aire o muestras con concentración de OD conocida y muestras sin OD para la calibración del control. Por supuesto, es mejor utilizar la muestra de agua bajo inspección para la calibración. Además, se deben verificar uno o dos puntos con frecuencia para verificar los datos de corrección de temperatura.
Hora de publicación: 14-nov-2023
