46.ออกซิเจนละลายน้ำคืออะไร?
ออกซิเจนละลายน้ำ DO (คำย่อของออกซิเจนละลายในภาษาอังกฤษ) หมายถึงปริมาณออกซิเจนโมเลกุลที่ละลายในน้ำ โดยมีหน่วยเป็น มก./ลิตร ปริมาณออกซิเจนอิ่มตัวที่ละลายในน้ำมีความสัมพันธ์กับอุณหภูมิของน้ำ ความดันบรรยากาศ และองค์ประกอบทางเคมีของน้ำ ที่ความดันบรรยากาศหนึ่ง ปริมาณออกซิเจนเมื่อออกซิเจนละลายในน้ำกลั่นถึงความอิ่มตัวที่ 0oC คือ 14.62 มก./ลิตร และที่ 20oC คือ 9.17 มก./ลิตร อุณหภูมิของน้ำที่เพิ่มขึ้น ปริมาณเกลือที่เพิ่มขึ้น หรือความดันบรรยากาศลดลง จะทำให้ปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำลดลง
ออกซิเจนที่ละลายน้ำเป็นสารสำคัญต่อการอยู่รอดและการสืบพันธุ์ของปลาและแบคทีเรียแอโรบิก หากออกซิเจนละลายน้ำต่ำกว่า 4 มก./ลิตร ปลาจะมีชีวิตอยู่ได้ยาก เมื่อน้ำถูกปนเปื้อนด้วยอินทรียวัตถุ ปฏิกิริยาออกซิเดชันของอินทรียวัตถุโดยจุลินทรีย์แอโรบิกจะใช้ออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำ หากไม่สามารถเติมอากาศขึ้นมาได้ทันเวลา ออกซิเจนที่ละลายในน้ำจะค่อยๆ ลดลงจนใกล้ 0 ส่งผลให้จุลินทรีย์แบบไม่ใช้ออกซิเจนจำนวนมากเพิ่มจำนวนขึ้น ทำให้น้ำมีสีดำและมีกลิ่นเหม็น
47. วิธีการที่ใช้กันทั่วไปในการตรวจวัดออกซิเจนละลายน้ำมีอะไรบ้าง?
มีวิธีที่ใช้กันทั่วไปสองวิธีในการวัดออกซิเจนละลายน้ำ วิธีแรกคือวิธีไอโอโดเมตริกและวิธีการแก้ไข (GB 7489–87) และวิธีที่สองคือวิธีโพรบเคมีไฟฟ้า (GB11913–89) วิธีไอโอโดเมตริกเหมาะสำหรับการตรวจวัดตัวอย่างน้ำที่มีออกซิเจนละลายน้ำมากกว่า 0.2 มก./ลิตร โดยทั่วไป วิธีไอโอโดเมตริกเหมาะสำหรับการตรวจวัดออกซิเจนที่ละลายในน้ำสะอาดเท่านั้น เมื่อตรวจวัดออกซิเจนละลายในน้ำเสียทางอุตสาหกรรมหรือขั้นตอนกระบวนการต่างๆ ของโรงบำบัดน้ำเสีย ต้องใช้ไอโอดีนที่ถูกต้อง วิธีเชิงปริมาณหรือวิธีไฟฟ้าเคมี ขีดจำกัดล่างของการกำหนดวิธีโพรบเคมีไฟฟ้าจะสัมพันธ์กับเครื่องมือที่ใช้ ส่วนใหญ่มีสองประเภท: วิธีอิเล็กโทรดเมมเบรนและวิธีการอิเล็กโทรดแบบไม่มีเมมเบรน โดยทั่วไปเหมาะสำหรับการตรวจวัดตัวอย่างน้ำที่มีออกซิเจนละลายน้ำมากกว่า 0.1 มก./ลิตร มิเตอร์วัดค่า DO ออนไลน์ที่ติดตั้งและใช้ในถังเติมอากาศและสถานที่อื่นๆ ในโรงบำบัดน้ำเสียใช้วิธีการอิเล็กโทรดแบบเมมเบรนหรือวิธีอิเล็กโทรดแบบไม่มีเมมเบรน
หลักการพื้นฐานของวิธีไอโอโดเมตริกคือการเติมแมงกานีสซัลเฟตและโพแทสเซียมไอโอไดด์ที่เป็นด่างลงในตัวอย่างน้ำ ออกซิเจนที่ละลายในน้ำจะออกซิไดซ์แมงกานีสที่มีค่าต่ำไปเป็นแมงกานีสที่มีค่าสูง ทำให้เกิดตะกอนสีน้ำตาลของแมงกานีสไฮดรอกไซด์ชนิดเตตระวาเลนต์ หลังจากเติมกรด ตะกอนสีน้ำตาลจะละลาย และทำปฏิกิริยากับไอออนไอโอไดด์เพื่อสร้างไอโอดีนอิสระ จากนั้นใช้แป้งเป็นตัวบ่งชี้และไตเตรตไอโอดีนอิสระกับโซเดียมไธโอซัลเฟตเพื่อคำนวณปริมาณออกซิเจนที่ละลาย
เมื่อตัวอย่างน้ำมีสีหรือมีอินทรียวัตถุที่สามารถทำปฏิกิริยากับไอโอดีนได้ ไม่เหมาะที่จะใช้วิธีไอโอโดเมตริกและวิธีการแก้ไขในการวัดออกซิเจนที่ละลายในน้ำ สามารถใช้อิเล็กโทรดฟิล์มที่ไวต่อออกซิเจนหรืออิเล็กโทรดที่ไม่มีเมมเบรนในการวัดแทนได้ อิเล็กโทรดที่ไวต่อออกซิเจนประกอบด้วยอิเล็กโทรดโลหะ 2 อิเล็กโทรดที่สัมผัสกับอิเล็กโทรไลต์รองรับและเมมเบรนแบบเลือกซึมได้ เมมเบรนสามารถผ่านออกซิเจนและก๊าซอื่น ๆ ได้เท่านั้น แต่น้ำและสารที่ละลายได้ในนั้นไม่สามารถผ่านได้ ออกซิเจนที่ผ่านเมมเบรนจะลดลงบนอิเล็กโทรด กระแสฟุ้งกระจายแบบอ่อนจะถูกสร้างขึ้น และขนาดของกระแสจะเป็นสัดส่วนกับปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำที่อุณหภูมิที่กำหนด อิเล็กโทรดแบบไม่มีฟิล์มประกอบด้วยแคโทดโลหะผสมเงินชนิดพิเศษและแอโนดของเหล็ก (หรือสังกะสี) ไม่ใช้ฟิล์มหรืออิเล็กโทรไลต์ และไม่มีการเพิ่มแรงดันโพลาไรเซชันระหว่างขั้วทั้งสอง โดยจะสื่อสารกับขั้วทั้งสองผ่านสารละลายน้ำที่วัดได้เพื่อสร้างแบตเตอรี่หลักเท่านั้น และโมเลกุลออกซิเจนในน้ำจะถูกรีดักชันโดยตรงบนแคโทด และกระแสรีดักชันที่สร้างขึ้นจะเป็นสัดส่วนกับปริมาณออกซิเจนในสารละลายที่กำลังวัด .
48. เหตุใดตัวบ่งชี้ออกซิเจนละลายน้ำจึงเป็นหนึ่งในตัวบ่งชี้สำคัญสำหรับการทำงานปกติของระบบบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพ
การรักษาปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำไว้เป็นเงื่อนไขพื้นฐานสำหรับการอยู่รอดและการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตในน้ำแบบแอโรบิก ดังนั้นตัวบ่งชี้ออกซิเจนละลายน้ำจึงเป็นหนึ่งในตัวบ่งชี้สำคัญสำหรับการทำงานปกติของระบบบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพ
อุปกรณ์บำบัดทางชีวภาพแบบแอโรบิกต้องการให้ออกซิเจนละลายในน้ำสูงกว่า 2 มก./ลิตร และอุปกรณ์บำบัดทางชีวภาพแบบไม่ใช้ออกซิเจนต้องการออกซิเจนละลายในน้ำต่ำกว่า 0.5 มก./ลิตร หากคุณต้องการเข้าสู่ขั้นตอนการสร้างเมทาโนเจเนซิสในอุดมคติ วิธีที่ดีที่สุดคือไม่มีออกซิเจนละลายน้ำที่ตรวจพบได้ (สำหรับ 0) และเมื่อส่วน A ของกระบวนการ A/O อยู่ในสถานะไม่เป็นพิษ ออกซิเจนละลายน้ำควรจะอยู่ที่ 0.5~1 มก./ลิตร . เมื่อน้ำทิ้งจากถังตกตะกอนทุติยภูมิของวิธีแอโรบิกชีวภาพมีคุณสมบัติครบถ้วน ปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำโดยทั่วไปจะต้องไม่น้อยกว่า 1 มก./ลิตร หากต่ำเกินไป (<0.5 มก./ลิตร) หรือสูงเกินไป (วิธีการเติมอากาศ >2มก./ลิตร) จะทำให้เกิดน้ำทิ้ง คุณภาพน้ำเสื่อมลงหรือเกินมาตรฐานด้วยซ้ำ ดังนั้นจึงควรให้ความสนใจอย่างเต็มที่ในการตรวจสอบปริมาณออกซิเจนที่ละลายในอุปกรณ์บำบัดทางชีวภาพและน้ำทิ้งจากถังตกตะกอน
การไตเตรทแบบไอโอโดเมตริกไม่เหมาะสำหรับการทดสอบนอกสถานที่ และไม่สามารถใช้สำหรับการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องหรือการตรวจวัดออกซิเจนที่ละลายน้ำที่หน้างานได้ ในการตรวจสอบออกซิเจนละลายน้ำในระบบบำบัดน้ำเสียอย่างต่อเนื่อง จะใช้วิธีการอิเล็กโทรดเมมเบรนในวิธีเคมีไฟฟ้า เพื่อให้เข้าใจการเปลี่ยนแปลง DO ของของเหลวผสมในถังเติมอากาศในระหว่างกระบวนการบำบัดน้ำเสียได้อย่างต่อเนื่องแบบเรียลไทม์ โดยทั่วไปจะใช้มิเตอร์ DO ของโพรบเคมีไฟฟ้าแบบออนไลน์ ในขณะเดียวกัน เครื่องวัด DO ยังเป็นส่วนสำคัญของระบบควบคุมและปรับออกซิเจนที่ละลายในถังเติมอากาศอัตโนมัติอีกด้วย สำหรับระบบการปรับและควบคุมมีบทบาทสำคัญในการทำงานตามปกติ ในขณะเดียวกัน ผู้ปฏิบัติงานในกระบวนการก็ถือเป็นพื้นฐานสำคัญในการปรับและควบคุมการทำงานปกติของการบำบัดทางชีวภาพของน้ำเสีย
49. ข้อควรระวังในการตรวจวัดออกซิเจนที่ละลายในน้ำด้วยการไทเทรตแบบไอโอโดเมตริกมีอะไรบ้าง
ควรใช้ความระมัดระวังเป็นพิเศษเมื่อเก็บตัวอย่างน้ำเพื่อตรวจวัดออกซิเจนที่ละลายในน้ำ ตัวอย่างน้ำไม่ควรสัมผัสกับอากาศเป็นเวลานานและไม่ควรกวน เมื่อเก็บตัวอย่างในถังเก็บน้ำ ให้ใช้ขวดออกซิเจนละลายน้ำปากแคบที่ติดตั้งแก้วขนาด 300 มล. จากนั้นวัดและบันทึกอุณหภูมิของน้ำในเวลาเดียวกัน นอกจากนี้ เมื่อใช้การไตเตรทแบบไอโอโดเมตริก นอกเหนือจากการเลือกวิธีการเฉพาะเพื่อขจัดสิ่งรบกวนหลังจากการสุ่มตัวอย่างแล้ว ยังต้องลดระยะเวลาในการจัดเก็บให้สั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และวิธีที่ดีที่สุดคือวิเคราะห์ทันที
ด้วยการปรับปรุงเทคโนโลยีและอุปกรณ์ และด้วยความช่วยเหลือของเครื่องมือวัด การไทเทรตแบบไอโอโดเมตริกยังคงเป็นวิธีการไทเทรตที่แม่นยำและเชื่อถือได้มากที่สุดสำหรับการวิเคราะห์ออกซิเจนที่ละลายในน้ำ เพื่อขจัดอิทธิพลของสารรบกวนต่างๆ ในตัวอย่างน้ำ มีวิธีเฉพาะหลายวิธีในการแก้ไขการไทเทรตแบบไอโอโดเมตริก
ออกไซด์ รีดักแทนท์ อินทรียวัตถุ ฯลฯ ที่มีอยู่ในตัวอย่างน้ำจะรบกวนการไทเทรตแบบไอโอโดเมตริก สารออกซิแดนท์บางชนิดสามารถแยกไอโอไดด์ออกเป็นไอโอดีนได้ (การรบกวนเชิงบวก) และสารรีดิวซ์บางชนิดสามารถลดไอโอดีนเป็นไอโอไดด์ (การรบกวนเชิงลบ) การรบกวน) เมื่อตะกอนแมงกานีสที่ถูกออกซิไดซ์ถูกทำให้เป็นกรด สารอินทรีย์ส่วนใหญ่สามารถถูกออกซิไดซ์ได้บางส่วน ทำให้เกิดข้อผิดพลาดเชิงลบ วิธีแก้ไขอะไซด์สามารถกำจัดการรบกวนของไนไตรท์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และเมื่อตัวอย่างน้ำมีธาตุเหล็กที่มีค่าวาเลนท์ต่ำ ก็สามารถใช้วิธีแก้ไขโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตเพื่อกำจัดการรบกวนได้ เมื่อตัวอย่างน้ำมีสี สาหร่าย และสารแขวนลอย ควรใช้วิธีการแก้ไขการตกตะกอนของสารส้ม และใช้วิธีการแก้ไขการตกตะกอนของกรดคอปเปอร์ ซัลเฟต-ซัลฟามิก เพื่อหาออกซิเจนละลายของส่วนผสมของตะกอนเร่ง
50. ข้อควรระวังในการตรวจวัดออกซิเจนละลายน้ำโดยใช้วิธีอิเล็กโทรดแบบฟิล์มบางมีอะไรบ้าง
อิเล็กโทรดเมมเบรนประกอบด้วยแคโทด แอโนด อิเล็กโทรไลต์ และเมมเบรน ช่องอิเล็กโทรดเต็มไปด้วยสารละลาย KCl เมมเบรนจะแยกอิเล็กโทรไลต์ออกจากตัวอย่างน้ำที่จะตรวจวัด และออกซิเจนที่ละลายน้ำจะแทรกซึมและกระจายผ่านเมมเบรน หลังจากใช้แรงดันไฟฟ้าโพลาไรเซชันคงที่ DC ที่ 0.5 ถึง 1.0V ระหว่างขั้วทั้งสอง ออกซิเจนที่ละลายในน้ำที่วัดได้จะผ่านฟิล์มและลดลงบนแคโทด ทำให้เกิดกระแสการแพร่กระจายตามสัดส่วนกับความเข้มข้นของออกซิเจน
ฟิล์มที่ใช้กันทั่วไปคือฟิล์มโพลีเอทิลีนและฟลูออโรคาร์บอนที่สามารถให้โมเลกุลออกซิเจนผ่านได้และมีคุณสมบัติค่อนข้างเสถียร เนื่องจากฟิล์มสามารถซึมผ่านก๊าซได้หลายชนิด ก๊าซบางชนิด (เช่น H2S, SO2, CO2, NH3 ฯลฯ) จึงอยู่บนอิเล็กโทรดที่ระบุ ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะสลับขั้วซึ่งจะลดความไวของอิเล็กโทรดและทำให้เกิดการเบี่ยงเบนในผลการวัด น้ำมันและจาระบีในน้ำที่วัดได้และจุลินทรีย์ในถังเติมอากาศมักจะเกาะติดกับเมมเบรน ซึ่งส่งผลกระทบร้ายแรงต่อความแม่นยำในการตรวจวัด ดังนั้นจึงต้องทำความสะอาดและสอบเทียบเป็นประจำ
ดังนั้น เครื่องวิเคราะห์ออกซิเจนละลายน้ำแบบเมมเบรนอิเล็กโทรดที่ใช้ในระบบบำบัดน้ำเสียจะต้องดำเนินการอย่างเคร่งครัดตามวิธีการสอบเทียบของผู้ผลิต และจำเป็นต้องมีการทำความสะอาด การสอบเทียบ การเติมอิเล็กโทรไลต์ และการเปลี่ยนเมมเบรนอิเล็กโทรดเป็นประจำ ในการเปลี่ยนฟิล์มต้องทำด้วยความระมัดระวัง ขั้นแรก คุณต้องป้องกันการปนเปื้อนของส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อน ประการที่สอง ระวังอย่าให้มีฟองอากาศเล็กๆ อยู่ใต้แผ่นฟิล์ม มิฉะนั้นกระแสตกค้างจะเพิ่มขึ้นและส่งผลต่อผลการวัด เพื่อให้มั่นใจในข้อมูลที่ถูกต้อง การไหลของน้ำที่จุดตรวจวัดอิเล็กโทรดเมมเบรนจะต้องมีระดับความปั่นป่วนในระดับหนึ่ง กล่าวคือ สารละลายทดสอบที่ผ่านพื้นผิวเมมเบรนจะต้องมีอัตราการไหลที่เพียงพอ
โดยทั่วไป อากาศหรือตัวอย่างที่ทราบความเข้มข้นของ DO และตัวอย่างที่ไม่มี DO สามารถใช้ในการควบคุมการสอบเทียบได้ แน่นอนว่า วิธีที่ดีที่สุดคือใช้ตัวอย่างน้ำที่อยู่ระหว่างการตรวจสอบเพื่อการสอบเทียบ นอกจากนี้ควรตรวจสอบหนึ่งหรือสองจุดบ่อยๆ เพื่อตรวจสอบข้อมูลการแก้ไขอุณหภูมิ
เวลาโพสต์: 14 พ.ย.-2023
