19. ¿Cuántos métodos de dilución de muestras de agua existen para medir la DBO5? ¿Cuáles son las precauciones de funcionamiento?
Al medir la DBO5, los métodos de dilución de muestras de agua se dividen en dos tipos: método de dilución general y método de dilución directa. El método de dilución general requiere una mayor cantidad de agua de dilución o agua de dilución de inoculación.
El método de dilución general es agregar aproximadamente 500 ml de agua de dilución o agua de dilución de inoculación a una probeta graduada de 1 ó 2 litros, luego agregar un cierto volumen calculado de muestra de agua, agregar más agua de dilución o agua de dilución de inoculación hasta la escala completa y usar un goma en el extremo para La varilla de vidrio redonda se agita lentamente hacia arriba o hacia abajo debajo de la superficie del agua. Finalmente, use un sifón para introducir la solución de muestra de agua mezclada uniformemente en la botella de cultivo, llénela hasta un poco del rebosadero, tape con cuidado el tapón de la botella y séllelo con agua. Boca de botella. Para muestras de agua con la segunda o tercera proporción de dilución, se puede utilizar la solución mezclada restante. Después del cálculo, se puede añadir una cierta cantidad de agua de dilución o de agua de dilución inoculada, mezclarla e introducirla en el frasco de cultivo de la misma manera.
El método de dilución directa consiste en introducir primero aproximadamente la mitad del volumen de agua de dilución o agua de dilución de inoculación en una botella de cultivo de volumen conocido mediante sifón, y luego inyectar el volumen de muestra de agua que se debe agregar a cada botella de cultivo calculado en base a la dilución. factor a lo largo de la pared de la botella. , luego introduzca agua de dilución o inocule agua de dilución en el cuello de la botella, cierre con cuidado el tapón de la botella y selle la boca de la botella con agua.
Cuando se utiliza el método de dilución directa, se debe prestar especial atención a no introducir el agua de dilución o inocular el agua de dilución demasiado rápido al final. Al mismo tiempo, es necesario explorar las reglas operativas para introducir el volumen óptimo para evitar errores causados por un desbordamiento excesivo.
Independientemente del método utilizado, al introducir la muestra de agua en la botella de cultivo, la acción debe ser suave para evitar que se formen burbujas, que el aire se disuelva en el agua o que el oxígeno se escape del agua. Al mismo tiempo, asegúrese de tener cuidado al tapar bien la botella para evitar que queden burbujas de aire en la botella, lo que puede afectar los resultados de la medición. Cuando el frasco de cultivo se cultiva en la incubadora, el sello de agua debe revisarse todos los días y llenarse con agua a tiempo para evitar que el agua del sello se evapore y permita que entre aire en el frasco. Además, los volúmenes de los dos frascos de cultivo utilizados antes y después de 5 días deben ser los mismos para reducir errores.
20. ¿Cuáles son los posibles problemas que pueden surgir al medir la DBO5?
Cuando se mide la DBO5 en el efluente de un sistema de tratamiento de aguas residuales con nitrificación, dado que contiene muchas bacterias nitrificantes, los resultados de la medición incluyen la demanda de oxígeno de sustancias que contienen nitrógeno, como el nitrógeno amoniacal. Cuando es necesario distinguir la demanda de oxígeno de sustancias carbonosas y la demanda de oxígeno de sustancias nitrogenadas en muestras de agua, se puede utilizar el método de agregar inhibidores de nitrificación al agua de dilución para eliminar la nitrificación durante el proceso de determinación de DBO5. Por ejemplo, añadiendo 10 mg de 2-cloro-6-(triclorometil)piridina o 10 mg de propenil tiourea, etc.
DBO5/CODCr es cercano a 1 o incluso mayor que 1, lo que a menudo indica que hay un error en el proceso de prueba. Se debe revisar cada eslabón de la prueba y se debe prestar especial atención a si la muestra de agua se toma de manera uniforme. Puede ser normal que DBO5/CODMn esté cerca de 1 o incluso mayor que 1, porque el grado de oxidación de los componentes orgánicos en muestras de agua por el permanganato de potasio es mucho menor que el del dicromato de potasio. El valor CODMn de la misma muestra de agua es a veces inferior al valor CODCr. mucho.
Cuando existe un fenómeno habitual de que cuanto mayor es el factor de dilución y mayor el valor de DBO5, la razón suele ser que la muestra de agua contiene sustancias que inhiben el crecimiento y la reproducción de microorganismos. Cuando el factor de dilución es bajo, la proporción de sustancias inhibidoras contenidas en la muestra de agua es mayor, imposibilitando que las bacterias lleven a cabo una biodegradación efectiva, lo que resulta en resultados bajos en las mediciones de DBO5. En este momento, se deben encontrar los componentes o causas específicos de las sustancias antibacterianas y se debe realizar un tratamiento previo eficaz para eliminarlos o enmascararlos antes de la medición.
Cuando DBO5/CODCr es bajo, por ejemplo por debajo de 0,2 o incluso por debajo de 0,1, si la muestra de agua medida es agua residual industrial, puede deberse a que la materia orgánica en la muestra de agua tiene una biodegradabilidad deficiente. Sin embargo, si la muestra de agua medida es aguas residuales urbanas o está mezclada con ciertas aguas residuales industriales, que son una proporción de las aguas residuales domésticas, no es solo porque la muestra de agua contiene sustancias químicas tóxicas o antibióticos, sino que las razones más comunes son un valor de pH no neutro. y la presencia de fungicidas de cloro residual. Para evitar errores, durante el proceso de medición de DBO5, los valores de pH de la muestra de agua y del agua de dilución deben ajustarse a 7 y 7,2 respectivamente. Se deben realizar inspecciones de rutina en muestras de agua que puedan contener oxidantes como cloro residual.
21. ¿Cuáles son los indicadores que indican los nutrientes vegetales en las aguas residuales?
Los nutrientes de las plantas incluyen nitrógeno, fósforo y otras sustancias necesarias para el crecimiento y desarrollo de las plantas. Los nutrientes moderados pueden promover el crecimiento de organismos y microorganismos. El exceso de nutrientes vegetales que ingresan al cuerpo de agua hará que las algas se multipliquen en el cuerpo de agua, lo que resultará en el llamado fenómeno de “eutrofización”, que deteriorará aún más la calidad del agua, afectará la producción pesquera y dañará la salud humana. La eutrofización grave de los lagos poco profundos puede provocar su inundación y muerte.
Al mismo tiempo, los nutrientes vegetales son componentes esenciales para el crecimiento y reproducción de microorganismos en lodos activados, y son un factor clave relacionado con el normal funcionamiento del proceso de tratamiento biológico. Por lo tanto, los indicadores de nutrientes vegetales en el agua se utilizan como un importante indicador de control en las operaciones convencionales de tratamiento de aguas residuales.
Los indicadores de calidad del agua que indican nutrientes vegetales en las aguas residuales son principalmente compuestos de nitrógeno (como nitrógeno orgánico, nitrógeno amoniacal, nitrito y nitrato, etc.) y compuestos de fósforo (como fósforo total, fosfato, etc.). En las operaciones convencionales de tratamiento de aguas residuales, generalmente se monitorean el nitrógeno amoniacal y el fosfato en el agua entrante y saliente. Por un lado es mantener el normal funcionamiento del tratamiento biológico, y por otro lado es detectar si el efluente cumple con las normas nacionales de vertido.
22. ¿Cuáles son los indicadores de calidad del agua de los compuestos nitrogenados de uso común? ¿Cómo se relacionan?
Los indicadores de calidad del agua comúnmente utilizados que representan compuestos de nitrógeno en el agua incluyen nitrógeno total, nitrógeno Kjeldahl, nitrógeno amoniacal, nitrito y nitrato.
El nitrógeno amoniacal es nitrógeno que existe en forma de NH3 y NH4+ en el agua. Es el primer paso producto de la descomposición oxidativa de compuestos orgánicos nitrogenados y es un signo de contaminación del agua. El nitrógeno amoniacal se puede oxidar a nitrito (expresado como NO2-) bajo la acción de las bacterias nitrito, y el nitrito se puede oxidar a nitrato (expresado como NO3-) bajo la acción de las bacterias nitrato. El nitrato también puede reducirse a nitrito bajo la acción de microorganismos en un ambiente libre de oxígeno. Cuando el nitrógeno en el agua se encuentra principalmente en forma de nitrato, puede indicar que el contenido de materia orgánica que contiene nitrógeno en el agua es muy pequeño y que la masa de agua ha alcanzado la autopurificación.
La suma de nitrógeno orgánico y nitrógeno amoniacal se puede medir mediante el método Kjeldahl (GB 11891–89). El contenido de nitrógeno de las muestras de agua medido mediante el método Kjeldahl también se denomina nitrógeno Kjeldahl, por lo que el nitrógeno Kjeldahl comúnmente conocido es nitrógeno amoniacal. y nitrógeno orgánico. Después de eliminar el nitrógeno amoniacal de la muestra de agua, se mide mediante el método Kjeldahl. El valor medido es nitrógeno orgánico. Si el nitrógeno Kjeldahl y el nitrógeno amoniacal se miden por separado en muestras de agua, la diferencia también es nitrógeno orgánico. El nitrógeno Kjeldahl se puede utilizar como indicador de control del contenido de nitrógeno del agua entrante de los equipos de tratamiento de aguas residuales y también como indicador de referencia para controlar la eutrofización de cuerpos de agua naturales como ríos, lagos y mares.
El nitrógeno total es la suma del nitrógeno orgánico, el nitrógeno amoniacal, el nitrógeno nitrito y el nitrógeno nitrato en el agua, que es la suma del nitrógeno Kjeldahl y el nitrógeno de óxido total. El nitrógeno total, el nitrógeno nitrito y el nitrógeno nitrato se pueden medir mediante espectrofotometría. Para conocer el método de análisis de nitrógeno nitrito, consulte GB7493-87, para conocer el método de análisis de nitrógeno nitrato, consulte GB7480-87 y para conocer el método de análisis de nitrógeno total, consulte GB 11894--89. El nitrógeno total representa la suma de compuestos nitrogenados en el agua. Es un indicador importante del control de la contaminación natural del agua y un parámetro de control importante en el proceso de tratamiento de aguas residuales.
23. ¿Cuáles son las precauciones para medir el nitrógeno amoniacal?
Los métodos comúnmente utilizados para la determinación del nitrógeno amoniacal son los métodos colorimétricos, a saber, el método colorimétrico del reactivo de Nessler (GB 7479–87) y el método de hipoclorito de ácido salicílico (GB 7481–87). Las muestras de agua se pueden conservar mediante acidificación con ácido sulfúrico concentrado. El método específico consiste en utilizar ácido sulfúrico concentrado para ajustar el valor de pH de la muestra de agua entre 1,5 y 2 y almacenarla en un ambiente de 4oC. Las concentraciones mínimas de detección del método colorimétrico del reactivo de Nessler y del método de hipoclorito de ácido salicílico son 0,05 mg/L y 0,01 mg/L (calculados en N) respectivamente. Al medir muestras de agua con una concentración superior a 0,2 mg/L Cuando , se puede utilizar el método volumétrico (CJ/T75–1999). Para obtener resultados precisos, independientemente del método de análisis utilizado, la muestra de agua debe destilarse previamente al medir el nitrógeno amoniacal.
El valor del pH de las muestras de agua tiene una gran influencia en la determinación del amoníaco. Si el valor del pH es demasiado alto, algunos compuestos orgánicos que contienen nitrógeno se convertirán en amoníaco. Si el valor del pH es demasiado bajo, parte del amoníaco permanecerá en el agua durante el calentamiento y la destilación. Para obtener resultados precisos, la muestra de agua debe ajustarse a neutralidad antes del análisis. Si la muestra de agua es demasiado ácida o alcalina, el valor del pH se puede ajustar a neutro con una solución de hidróxido de sodio de 1 mol/L o una solución de ácido sulfúrico de 1 mol/L. Luego agregue una solución tampón de fosfato para mantener el valor de pH en 7,4 y luego realice la destilación. Después del calentamiento, el amoníaco se evapora del agua en estado gaseoso. En este momento, se utiliza 0,01 ~ 0,02 mol/L de ácido sulfúrico diluido (método de fenol-hipoclorito) o ácido bórico diluido al 2% (método del reactivo de Nessler) para absorberlo.
Para algunas muestras de agua con un gran contenido de Ca2+, después de agregar una solución tampón de fosfato, Ca2+ y PO43- generan un precipitado de Ca3(PO43-)2 insoluble y liberan H+ en el fosfato, lo que reduce el valor del pH. Obviamente, otros iones que pueden precipitar con el fosfato también pueden afectar el valor del pH de las muestras de agua durante la destilación en caliente. En otras palabras, para una muestra de agua de este tipo, incluso si el valor del pH se ajusta a neutro y se agrega una solución tampón de fosfato, el valor del pH seguirá siendo mucho más bajo que el valor esperado. Por lo tanto, en el caso de muestras de agua desconocidas, vuelva a medir el valor del pH después de la destilación. Si el valor del pH no está entre 7,2 y 7,6, se debe aumentar la cantidad de solución tampón. Generalmente se deben añadir 10 ml de solución tampón fosfato por cada 250 mg de calcio.
24. ¿Cuáles son los indicadores de calidad del agua que reflejan el contenido de compuestos que contienen fósforo en el agua? ¿Cómo se relacionan?
El fósforo es uno de los elementos necesarios para el crecimiento de los organismos acuáticos. La mayor parte del fósforo del agua existe en diversas formas de fosfatos y una pequeña cantidad en forma de compuestos orgánicos de fósforo. Los fosfatos en agua se pueden dividir en dos categorías: ortofosfato y fosfato condensado. El ortofosfato se refiere a los fosfatos que existen en forma de PO43-, HPO42-, H2PO4-, etc., mientras que el fosfato condensado incluye pirofosfato y ácido metafosfórico. Sales y fosfatos poliméricos, como P2O74-, P3O105-, HP3O92-, (PO3)63-, etc. Los compuestos organofosforados incluyen principalmente fosfatos, fosfitos, pirofosfatos, hipofosfitos y aminafosfatos. La suma de fosfatos y fósforo orgánico se denomina fósforo total y también es un indicador importante de la calidad del agua.
El método de análisis del fósforo total (consulte GB 11893–89 para conocer métodos específicos) consta de dos pasos básicos. El primer paso es utilizar oxidantes para convertir diferentes formas de fósforo en la muestra de agua en fosfatos. El segundo paso es medir el ortofosfato y luego calcular a la inversa el contenido total de fósforo. Durante las operaciones rutinarias de tratamiento de aguas residuales, se debe monitorear y medir el contenido de fosfato de las aguas residuales que ingresan al dispositivo de tratamiento bioquímico y del efluente del tanque de sedimentación secundario. Si el contenido de fosfato del agua entrante es insuficiente, se debe añadir una cierta cantidad de fertilizante fosfatado para complementarlo; si el contenido de fosfato del efluente del tanque de sedimentación secundario excede el estándar nacional de descarga de primer nivel de 0,5 mg/L, se deben considerar medidas de eliminación de fósforo.
25. ¿Cuáles son las precauciones para la determinación de fosfato?
El método para medir el fosfato es que, en condiciones ácidas, el fosfato y el molibdato de amonio generan heteropoliácido fosfomolibdeno, que se reduce a un complejo azul (denominado azul de molibdeno) utilizando el agente reductor cloruro estannoso o ácido ascórbico. Método CJ/T78–1999), también puede utilizar combustible alcalino para generar complejos coloreados de múltiples componentes para mediciones espectrofotométricas directas.
Las muestras de agua que contienen fósforo son inestables y es mejor analizarlas inmediatamente después de su recolección. Si el análisis no se puede realizar inmediatamente, agregue 40 mg de cloruro de mercurio o 1 ml de ácido sulfúrico concentrado a cada litro de muestra de agua para su conservación, luego guárdelo en una botella de vidrio marrón y colóquelo en un refrigerador a 4oC. Si la muestra de agua se utiliza únicamente para el análisis de fósforo total, no se requiere ningún tratamiento conservante.
Dado que el fosfato puede adsorberse en las paredes de las botellas de plástico, estas no se pueden utilizar para almacenar muestras de agua. Todas las botellas de vidrio utilizadas deben enjuagarse con ácido clorhídrico caliente diluido o ácido nítrico diluido y luego enjuagarse varias veces con agua destilada.
26. ¿Cuáles son los diversos indicadores que reflejan el contenido de materia sólida en el agua?
La materia sólida en las aguas residuales incluye la materia flotante en la superficie del agua, la materia suspendida en el agua, la materia sedimentable que se hunde hasta el fondo y la materia sólida disuelta en el agua. Los objetos flotantes son grandes trozos o partículas grandes de impurezas que flotan en la superficie del agua y tienen una densidad menor que la del agua. La materia en suspensión son pequeñas partículas de impurezas suspendidas en el agua. La materia sedimentable son impurezas que pueden depositarse en el fondo del cuerpo de agua después de un período de tiempo. Casi todas las aguas residuales contienen materias sedimentables de composición compleja. La materia sedimentable compuesta principalmente de materia orgánica se denomina lodo y la materia sedimentable compuesta principalmente de materia inorgánica se denomina residuo. Los objetos flotantes son generalmente difíciles de cuantificar, pero otras sustancias sólidas se pueden medir utilizando los siguientes indicadores.
El indicador que refleja el contenido total de sólidos en el agua es el de sólidos totales, o sólidos totales. Según la solubilidad de los sólidos en agua, los sólidos totales se pueden dividir en sólidos disueltos (Dissolved Solid, abreviado como DS) y sólidos suspendidos (Suspend Solid, abreviado como SS). Según las propiedades volátiles de los sólidos en el agua, los sólidos totales se pueden dividir en sólidos volátiles (VS) y sólidos fijos (FS, también llamados cenizas). Entre ellos, los sólidos disueltos (DS) y los sólidos suspendidos (SS) se pueden subdividir en sólidos disueltos volátiles, sólidos disueltos no volátiles, sólidos suspendidos volátiles, sólidos suspendidos no volátiles y otros indicadores.
Hora de publicación: 28 de septiembre de 2023
