7. Какво е общото търсене на кислород?
Общото търсене на кислород (TOD) се отнася до количеството кислород, необходимо при намаляване на вещества (главно органична материя) във вода, се изгарят при висока температура, за да станат стабилни оксиди и резултатът се измерва в mg/L. Стойността на TOD може да отразява количеството кислород, необходимо, когато почти цялата органична материя във вода (включително въглерод C, водород Н, кислород О, азот N, фосфор P, сяра и други компоненти) се изгарят, за да станат CO2, H2O, NOX, SO2 и други компоненти. Вижда се, че стойността на TOD обикновено е по -голяма от стойността на CODCR. Понастоящем моята страна не е включила TOD в стандартите за качество на водата, а я прилага само в теоретичните изследвания на обработката на канализацията. Принципът на определянето на TOD е да се инжектира определено количество водна проба в поток от кислород с известно съдържание на кислород и да го изпрати в кварцово изгаряща тръба с платинена стомана като катализатор. Той изгаря мигновено при висока температура 900OC, а органичната материя във водната проба се окислява, консумирайки кислорода в потока на кислорода. Първоначалното количество кислород в потока на кислород минус останалия кислород е общото търсене на кислород. Количеството кислород в потока на кислород може да бъде измерено чрез електроди, така че измерването на TOD отнема само няколко минути.
8. Какво представлява биохимичното търсене на кислород?
Пълното име на търсенето на биохимичен кислород е биохимичното търсене на кислород, което е съкратено като БПК. Това показва количеството на разтворения кислород, консумиран в процеса на биохимично окисляване на аеробните микроорганизми, разлагащи органичните вещества във вода при температура 20OC и аеробни условия, тоест количеството кислород, необходимо за стабилизирането на биоразградимото органично вещество във водата, в mg/l. BOD включва не само количеството кислород, консумирано от растежа и възпроизвеждането или дишането на аеробни микроорганизми във водата, но и количеството кислород, консумирано чрез намаляване на неорганичните вещества като сулфид и желязо от желязо, но делът на тази част обикновено е много малък. Следователно, колкото по -голяма е стойността на БОС, толкова по -органична материя има във водата.
При аеробни условия разлагането на органичната материя чрез микроорганизми е разделено на два процеса: стадий на окисляване на органичното вещество, съдържащо въглерод, и стадий на нитрификация на органичната материя, съдържаща азот. При естествени условия при 20OC са необходими повече от 100 дни, за да се окисли органичната материя до етапа на нитрификация, тоест да се постигне пълно разлагане и стабилизиране. Всъщност обаче, биохимичното търсене на кислород BOD20 от 20 дни при 20OC често се използва за приблизително пълното търсене на биохимичен кислород. В приложенията за производство 20 дни все още са твърде дълги, а биохимичното търсене на кислород BOD5 от 5 дни при 20OC обикновено се използва като индикатор за измерване на съдържанието на органична материя в канализацията. Опитът показва, че BOD5 на битовата канализация и различни индустриални канализации е около 70 ~ 80% от пълното BOD20 за търсене на биохимично кислород.
BOD5 е важен параметър за определяне на натоварването на пречиствателните станции. Стойността на BOD5 може да се използва за изчисляване на количеството кислород, необходимо за окисляването на органичната материя в отпадъчните води. Количеството кислород, необходимо за стабилизиране на органичното вещество, съдържащо въглерод, може да се нарече въглероден BOD5. Ако може да се окисли, може да се появи реакция на нитрификация и количеството кислород, необходимо за атрификация на бактерии за превръщане на амонячния азот в нитрат азот и нитрит азот, може да се нарече нитрификационен BOD5. Общите вторични пречиствателни станции могат да премахнат само въглеродния BOD5, но не и нитрификационният BOD5. Тъй като реакцията на нитрификация е неизбежна в процеса на биологично лечение на премахване на въглероден BOD5, измерената стойност на BOD5 е по -висока от действителната консумация на кислород на органичната материя.
Измерването на БПК отнема много време, а често използваното измерване на BOD5 отнема 5 дни, така че обикновено може да се използва само за оценка на ефекта на процеса и дългосрочно регулиране на процесите. За специфична пречиствателна станция на канализацията може да се установи корелацията между BOD5 и CODCR и стойността на BOD5 може да бъде приблизително оценена чрез CODCR, за да се насочи регулирането на процеса на лечение.
9. Какво е търсенето на химически кислород?
Търсенето на химически кислород е търсенето на химически кислород на английски език. Тя се отнася до количеството кислород, превърнато от окислител, консумиран от реакцията на органична материя във вода със силни окислители (като калиев дихромат, калиев перманганат и др.) При определени условия, измерени в mg/l кислород.
Когато калиевият дихромат се използва като окислител, почти всички (90%~ 95%) органични вещества във водата могат да бъдат окислени. Количеството кислород, преобразувано от консумирания окислител, е това, което обикновено се нарича химическо търсене на кислород, често съкратено като CODCR (виж GB 11914--89 за специфични методи за анализ). Стойността на CODCR на канализацията включва не само консумация на кислород за окисляване на почти цялата органична материя във водата, но също така включва консумацията на кислород за окисляване на редуциращи неорганични вещества като нитрит, железна сол и сулфид във водата.
10. Какво е индекс на калиев перманганат (консумация на кислород)?
Химическият кислород търсене, измерено с помощта на калиев перманганат като окислител, се нарича индекс на калиев перманганат (виж GB 11892--89 за специфични методи за анализ) или консумация на кислород, съкратено като CODMN или OC на английски език, а единицата е mg/l.
Тъй като калиевият перманганат има по -слаба окислителна способност от калиев дихромат, специфичната стойност на индекса на калий перманганат на същата водна проба обикновено е по -ниска от неговата стойност на CODCR, тоест CODMN може да показва само съдържанието на органични или неорганични вещества, които лесно се окисляват във вода. Следователно моята страна и много страни като Европа и Съединените щати използват CODCR като цялостен показател за контрол на органичното замърсяване и използват само калиен перманганат индекс CODMN като индикатор за оценка и наблюдение на органичното съдържание на повърхностни водни тела като морска вода, реки, езера или вода за пиене.
Тъй като калиевият перманганат почти няма окислителен ефект върху органични вещества като бензол, целулоза, органични киселини и аминокиселини, а калиевият дихромат може да окисли почти всички тези органични вещества, е по -подходящо да се използва CODCR като параметър, за да се посочи степента на замърсяване на отпадните води и да се контролира процеса на лечение. Въпреки това, тъй като индексът на калиев перманганат CODMN е прост и бърз за определяне, CODMN все още се използва за посочване на степента на замърсяване, тоест количеството органична материя в него, когато оценява качеството на водата на сравнително чиста повърхностна вода.
11. Как да определим биоразградимостта на отпадните води чрез анализ на неговия BOD5 и CODCR?
Когато водата съдържа токсична органична материя, стойността на BOD5 в отпадните води не може да бъде точно определена. Стойността на CODCR може по-точно да определи съдържанието на органичната материя във водата, но стойността на CODCR не може да прави разлика между биоразградими и небиоразградими вещества. Хората са свикнали да използват BOD5/CODCR на канализацията, за да определят биоразградимостта му. Обикновено се смята, че ако BOD5/CODCR на канализацията е по -голям от 0,3, той може да се лекува чрез биоразграждане. Ако BOD5/CODCR на канализацията е по -нисък от 0,2, за третиране могат да се вземат предвид само други методи.
12. Каква е връзката между BOD5 и CODCR?
BOD на биохимичния кислород BOD5 показва количеството кислород, необходимо за биохимичното разлагане на органичните замърсители в канализацията, което може директно да обясни проблема в биохимичен смисъл. Следователно, BOD5 е не само важен показател за качеството на водата, но и изключително важен контролен параметър в биологичната обработка на канализацията. Въпреки това, BOD5 също е обект на определени ограничения при използването му. Първо, времето за измерване е сравнително дълго (5 дни), което не може да отразява и ръководи навреме работата на оборудването за пречистване на канализацията. Второ, тъй като някои индустриални канализации нямат условия за растеж и възпроизвеждане на микробите (като наличието на токсична органична материя), неговата стойност на BOD5 не може да бъде измерена.
Химическият кислород търсене CODCR отразява съдържанието на почти цялата органична материя и намалява неорганичната материя в канализацията, но не може директно да обясни проблема в биохимичен смисъл като биохимичното търсене на кислород BOD5. С други думи, стойността на канализацията CODCR може точно да определи съдържанието на органичната материя във водата, но стойността на CODCR не може да прави разлика между биоразградима органична материя и небиоразградима органична материя.
Стойността на CODCR на търсенето на химически кислород обикновено е по -висока от стойността на BOD5 на биохимичното търсене на кислород и разликата между тях може да отразява грубо съдържанието на органичната материя в канализацията, която не може да бъде влошена от микроорганизмите. За канализация със сравнително фиксирани компоненти на замърсители обикновено има определена пропорционална връзка между CODCR и BOD5 и те могат да бъдат изчислени един от друг. В допълнение, определянето на CODCR отнема по -малко време. Според националния стандартен метод на рефлукс в продължение на 2 часа, са необходими само 3 ~ 4 часа от вземане на проби до резултати, докато са необходими 5 дни, за да се определи стойността на BOD5. Следователно, CODCR често се използва като контролен индикатор при действителното управление на операцията за пречистване на канализацията.
За да ръководят работата на производството възможно най -скоро, някои пречиствателни станции също формулират стандартите на предприятието за определяне на CODCR с рефлукс за 5 минути. Въпреки че измерените резултати имат определени грешки с националния стандартен метод, тъй като грешката е систематична грешка, резултатите от непрекъснатия мониторинг могат правилно да отразяват действителната тенденция на промените в качеството на водата и времето за определяне може да бъде намалено до по -малко от 1 час, което осигурява гаранция на водата от навременна настройка на пречистване на канализацията.
13. Какви са предпазните мерки за определяне на CODCR?
Определянето на CODCR използва калиев дихромат като окислител, сребърен сулфат като катализатор при кисели условия, кипене и рефлукс в продължение на 2 часа и определя консумацията на калиев дихромат, който след това се преобразува в консумация на кислород (GB11914--89). При определянето на CodCr се използват калиев дихромат, живачен сулфат и концентрирана сярна киселина. Те са силно токсични или корозивни и трябва да се отопляват и рефуксират. Следователно операцията трябва да се извършва в качулка и трябва да бъде много внимателна. Отпадъчната течност трябва да бъде възстановена и обработена отделно.
За да се насърчи пълното окисляване на редуциращите вещества във водата, трябва да се добави сребърен сулфат като катализатор. За да се направи равномерно разпределената сребърна сулфат, сребърният сулфат трябва да се разтвори в концентрирана сярна киселина. След като е напълно разтворен (около 2 дни), се добавя към коничната колба заедно с подкисляващата се сярна киселина. Националният метод на стандартния тест предвижда, че за всяко определяне на CODCR трябва да се добави 0.4GAG2SO4/30MLH2SO4 (20ml водна проба), но съответните данни показват, че за общите проби от вода, добавянето на 0.3GAG2SO4/30MLH2SO4 е напълно достатъчен и не е необходимо да се използва повече сребърна сулфат. За канализационните проби, които често се измерват, ако има достатъчно сравнение на данните, количеството на сребърния сулфат може да бъде намалено по подходящ начин.
CODCR е индикатор за съдържанието на органична материя в канализацията, така че консумацията на кислород на хлоридни йони и неорганични редуциращи вещества трябва да бъдат отстранени по време на измерването. За намесата на неорганични редуциращи вещества като Fe 2+ и S2-, измерената стойност на CODCR може да бъде коригирана от теоретичното търсене на кислород съгласно измерената концентрация. Интерференцията на хлоридните йони Cl-1 обикновено се отстранява от живачен сулфат. Когато количеството на добавянето е 0,4GHGSO4 на 20 ml водна проба, интерференцията на 2000 mg/l хлоридни йони може да бъде отстранена. За канализационните проби със сравнително фиксирани компоненти, които често се измерват, ако съдържанието на хлоридни йони е ниско или водна проба с по -висок коефициент на разреждане се използва за измерване, количеството живачен сулфат може да бъде по -подходящо намалено.
14. Какъв е каталитичният механизъм на сребърния сулфат?
Каталитичният механизъм на сребърния сулфат е, че хидроксиловите съединения в органичните вещества първо се окисляват в карбоксилни киселини чрез калиев дихромат в силна кисела среда, а мастните киселини, генерирани от хидроксилното органично вещество, реагират със сребърен сулфат, за да генерират сребро от мастни киселини. Поради действието на сребърните атоми, карбоксилната група лесно генерира въглероден диоксид и вода и в същото време генерира ново сребро от мастни киселини, но въглеродният му атом е един по -малко от първия. Този цикъл се повтаря и постепенно окислява цялата органична материя във въглероден диоксид и вода.
15. Какви са предпазните мерки за определяне на BOD5?
Определянето на BOD5 обикновено приема стандартния метод за разреждане и инокулация (GB 7488--87). Операцията е да се постави водната проба след неутрализиране и отстраняване на токсични вещества и разреждане (добавете подходящо количество разтвор на инокулация, съдържащ аеробни микроорганизми, ако е необходимо) в бутилка с култура и го култивира на тъмно на 20OC за 5 дни. Чрез измерване на съдържанието на разтворен кислород във водната проба преди и след културата се изчислява консумацията на кислород в рамките на 5 дни и след това BOD5 се получава съгласно разреждането.
Определянето на BOD5 е резултат от биологични и химични реакции. Тя трябва да се извършва строго в съответствие с експлоатационните спецификации. Промяната на всяко състояние ще повлияе на точността и съпоставимостта на резултатите от определянето. Условията, които засягат определянето на BOD5, включват рН стойност, температура, микробни видове и количество, неорганично съдържание на сол, разтворен кислород и разреждане.
Водната проба за тестване на BOD5 трябва да се напълни и запечата в бутилката за вземане на проби и да се съхранява в хладилник в 2-5OC до анализ. Като цяло тестът трябва да се извършва в рамките на 6 часа след вземането на проби. Във всеки случай времето за съхранение на водната проба не може да надвиши 24 часа.
При определяне на BOD5 на индустриалните отпадни води, тъй като индустриалните отпадни води обикновено имат ниско съдържание на кислород с разтворен кислород и повечето от неговите компоненти са биоразградимо органично вещество, за да се поддържа аеробното състояние в бутилката за култура, водната проба трябва да бъде разредена (или инокулирана и разредена). Тази операция е най -голямата характеристика на стандартния метод за разреждане. За да се гарантира надеждността на измерените резултати, консумацията на кислород на разредената водна проба за 5 дни култура трябва да бъде по -голяма от 2 mg/L, а остатъчният разтворен кислород трябва да бъде по -голям от 1 mg/L.
Инокулумът се добавя, за да се гарантира, че определено количество микроорганизми разграждат органичната материя във водата. Количеството на инокулум за предпочитане е така, че консумацията на кислород за 5 дни е по -малко от 0,1 mg/L. Когато използвате дестилирана вода, приготвена от метален дестилатор като вода за разреждане, е необходимо да се провери съдържанието на метални йони в нея, за да се избегне инхибиране на възпроизвеждането и метаболизма на микроорганизмите. За да се гарантира, че разтвореният кислород в водата за разреждане е близо до насищане, може да се въведе пречистен въздух или чист кислород, ако е необходимо, и след това се поставя в 20OC инкубатор за определен период от време, за да се балансира с кислородното частично налягане във въздуха.
Множественото разреждане се определя въз основа на принципа, че консумацията на кислород за 5 дни култура е по -голяма от 2 mg/L, а останалите разтворен кислород е по -голям от 1 mg/L. Твърде голямо или твърде малко разреждане, многократно ще доведе до повреда в теста. Освен това, поради цикъла на анализ на Long BOD5, след като се случи подобна ситуация, е невъзможно да се повтарят отново оригиналната извадка. Когато първоначално измерване на BOD5 на определена индустриална отпадни води, неговият CODCR може да бъде измерен първо и след това съответните данни за мониторинг на отпадъчните води със сходно качество на водата могат да бъдат консултирани и да се позовават на предварително определяне на стойността на BOD5/CODCR на водната проба, която трябва да бъде тествана, и приблизителният диапазон на BOD5 може да се изчисли и може да се определи многократно.
За проби от вода, съдържащи вещества, които инхибират или убиват метаболитните активности на аеробните микроорганизми, резултатите от директно измерване на BOD5 с помощта на конвенционални методи ще се отклонят от действителната стойност и съответната предварителна обработка трябва да се извърши преди измерване. Тези вещества и фактори, които засягат измерването на BOD5, включват тежки метали и други токсични неорганични или органични вещества, окислителни вещества като остатъчен хлор и стойности на рН, които са твърде високи или твърде ниски.