46.Qu’est-ce que l’oxygène dissous ?
L'oxygène dissous DO (abréviation de Dissolved Oxygen en anglais) représente la quantité d'oxygène moléculaire dissoute dans l'eau, et l'unité est mg/L. La teneur saturée en oxygène dissous dans l’eau est liée à la température de l’eau, à la pression atmosphérique et à la composition chimique de l’eau. À une pression atmosphérique, la teneur en oxygène lorsque l'oxygène dissous dans l'eau distillée atteint la saturation à 0 °C est de 14,62 mg/L et à 20 °C, elle est de 9,17 mg/L. Une augmentation de la température de l’eau, une augmentation de la teneur en sel ou une diminution de la pression atmosphérique entraîneront une diminution de la teneur en oxygène dissous de l’eau.
L'oxygène dissous est une substance essentielle à la survie et à la reproduction des poissons et des bactéries aérobies. Si l’oxygène dissous est inférieur à 4 mg/L, il sera difficile pour les poissons de survivre. Lorsque l’eau est contaminée par de la matière organique, l’oxydation de la matière organique par des micro-organismes aérobies va consommer l’oxygène dissous dans l’eau. S'il ne peut pas être reconstitué à temps à partir de l'air, l'oxygène dissous dans l'eau diminuera progressivement jusqu'à ce qu'il soit proche de 0, provoquant la multiplication d'un grand nombre de micro-organismes anaérobies. Rendre l'eau noire et malodorante.
47. Quelles sont les méthodes couramment utilisées pour mesurer l’oxygène dissous ?
Il existe deux méthodes couramment utilisées pour mesurer l'oxygène dissous, l'une est la méthode iodométrique et sa méthode de correction (GB 7489-87) et l'autre est la méthode de la sonde électrochimique (GB11913-89). La méthode iodométrique convient à la mesure d’échantillons d’eau contenant de l’oxygène dissous supérieur à 0,2 mg/L. Généralement, la méthode iodométrique ne convient que pour mesurer l’oxygène dissous dans l’eau propre. Lors de la mesure de l'oxygène dissous dans les eaux usées industrielles ou dans diverses étapes de traitement des stations d'épuration, l'iode corrigé doit être utilisé. méthode quantitative ou méthode électrochimique. La limite inférieure de détermination de la méthode de la sonde électrochimique est liée à l'instrument utilisé. Il en existe principalement deux types : la méthode des électrodes à membrane et la méthode des électrodes sans membrane. Ils conviennent généralement à la mesure d’échantillons d’eau contenant de l’oxygène dissous supérieur à 0,1 mg/L. Le compteur d'OD en ligne installé et utilisé dans les réservoirs d'aération et autres endroits des usines de traitement des eaux usées utilise la méthode de l'électrode à membrane ou la méthode de l'électrode sans membrane.
Le principe de base de la méthode iodométrique consiste à ajouter du sulfate de manganèse et de l'iodure de potassium alcalin à l'échantillon d'eau. L'oxygène dissous dans l'eau oxyde le manganèse de faible valence en manganèse de haute valence, générant un précipité brun d'hydroxyde de manganèse tétravalent. Après avoir ajouté de l'acide, le précipité brun se dissout et réagit avec les ions iodure pour générer de l'iode libre, puis utilise l'amidon comme indicateur et titre l'iode libre avec du thiosulfate de sodium pour calculer la teneur en oxygène dissous.
Lorsque l’échantillon d’eau est coloré ou contient des matières organiques pouvant réagir avec l’iode, il n’est pas adapté d’utiliser la méthode iodométrique et sa méthode de correction pour mesurer l’oxygène dissous dans l’eau. Au lieu de cela, une électrode à film sensible à l’oxygène ou une électrode sans membrane peut être utilisée pour la mesure. L'électrode sensible à l'oxygène est constituée de deux électrodes métalliques en contact avec l'électrolyte de support et d'une membrane perméable sélective. La membrane ne peut traverser que l'oxygène et d'autres gaz, mais l'eau et les substances solubles qu'elle contient ne peuvent pas passer. L'oxygène traversant la membrane est réduit sur l'électrode. Un faible courant de diffusion est généré et la taille du courant est proportionnelle à la teneur en oxygène dissous à une certaine température. L'électrode sans film est composée d'une cathode spéciale en alliage d'argent et d'une anode en fer (ou zinc). Il n'utilise ni film ni électrolyte et aucune tension de polarisation n'est ajoutée entre les deux pôles. Il communique uniquement avec les deux pôles à travers la solution aqueuse mesurée pour former une batterie primaire, et les molécules d'oxygène dans l'eau sont réduites directement sur la cathode, et le courant de réduction généré est proportionnel à la teneur en oxygène de la solution mesurée. .
48. Pourquoi l'indicateur d'oxygène dissous est-il l'un des indicateurs clés du fonctionnement normal du système de traitement biologique des eaux usées ?
Le maintien d’une certaine quantité d’oxygène dissous dans l’eau est la condition fondamentale de la survie et de la reproduction des organismes aquatiques aérobies. Par conséquent, l'indicateur d'oxygène dissous est également l'un des indicateurs clés du fonctionnement normal du système de traitement biologique des eaux usées.
Le dispositif de traitement biologique aérobie nécessite que l'oxygène dissous dans l'eau soit supérieur à 2 mg/L, et le dispositif de traitement biologique anaérobie nécessite que l'oxygène dissous soit inférieur à 0,5 mg/L. Si vous souhaitez entrer dans l'étape idéale de la méthanogenèse, il est préférable de ne pas avoir d'oxygène dissous détectable (pour 0), et lorsque la section A du processus A/O est dans un état anoxique, l'oxygène dissous est de préférence de 0,5 à 1 mg/L. . Lorsque l'effluent du bassin de décantation secondaire de la méthode biologique aérobie est qualifié, sa teneur en oxygène dissous n'est généralement pas inférieure à 1 mg/L. S'il est trop bas (<0,5mg/L) ou trop élevé (méthode d'aération de l'air >2mg/L), cela provoquera des effluents d'eau. La qualité de l’eau se détériore, voire dépasse les normes. Il convient donc d’accorder toute l’attention nécessaire au contrôle de la teneur en oxygène dissous à l’intérieur du dispositif de traitement biologique et des effluents de son bassin de décantation.
Le titrage iodométrique ne convient pas aux tests sur site et ne peut pas non plus être utilisé pour une surveillance continue ou une détermination sur site de l'oxygène dissous. Dans la surveillance continue de l'oxygène dissous dans les systèmes de traitement des eaux usées, la méthode des électrodes à membrane dans la méthode électrochimique est utilisée. Afin de saisir en continu et en temps réel les changements de DO du liquide mélangé dans le réservoir d'aération pendant le processus de traitement des eaux usées, un compteur de DO à sonde électrochimique en ligne est généralement utilisé. Dans le même temps, le compteur DO est également un élément important du système de contrôle et de réglage automatique de l'oxygène dissous dans le réservoir d'aération. Car le système de réglage et de contrôle joue un rôle important dans son fonctionnement normal. Dans le même temps, il s'agit également d'une base importante permettant aux opérateurs de processus d'ajuster et de contrôler le fonctionnement normal du traitement biologique des eaux usées.
49. Quelles sont les précautions à prendre pour mesurer l'oxygène dissous par titrage iodométrique ?
Des précautions particulières doivent être prises lors de la collecte d’échantillons d’eau pour mesurer l’oxygène dissous. Les échantillons d’eau ne doivent pas rester longtemps en contact avec l’air et ne doivent pas être agités. Lors de l'échantillonnage dans le réservoir de collecte d'eau, utilisez une bouteille d'oxygène dissous à col étroit équipée d'un verre de 300 ml, et mesurez et enregistrez la température de l'eau en même temps. De plus, lors de l'utilisation du titrage iodométrique, en plus de sélectionner une méthode spécifique pour éliminer les interférences après l'échantillonnage, la durée de stockage doit être raccourcie autant que possible et il est préférable d'analyser immédiatement.
Grâce aux améliorations de la technologie et des équipements et à l’aide de l’instrumentation, le titrage iodométrique reste la méthode de titrage la plus précise et la plus fiable pour l’analyse de l’oxygène dissous. Afin d'éliminer l'influence de diverses substances interférentes dans les échantillons d'eau, il existe plusieurs méthodes spécifiques de correction du titrage iodométrique.
Les oxydes, réducteurs, matières organiques, etc. présents dans les échantillons d'eau interféreront avec le titrage iodométrique. Certains oxydants peuvent dissocier l'iode en iode (interférence positive), et certains agents réducteurs peuvent réduire l'iode en iode (interférence négative). interférence), lorsque le précipité de manganèse oxydé est acidifié, la plupart des matières organiques peuvent être partiellement oxydées, produisant des erreurs négatives. La méthode de correction de l'azoture peut éliminer efficacement l'interférence du nitrite, et lorsque l'échantillon d'eau contient du fer de faible valence, la méthode de correction du permanganate de potassium peut être utilisée pour éliminer l'interférence. Lorsque l'échantillon d'eau contient de la couleur, des algues et des matières en suspension, la méthode de correction de floculation à l'alun doit être utilisée et la méthode de correction de floculation au sulfate de cuivre-acide sulfamique est utilisée pour déterminer l'oxygène dissous du mélange de boues activées.
50. Quelles sont les précautions à prendre pour mesurer l’oxygène dissous à l’aide de la méthode des électrodes à couche mince ?
L'électrode à membrane se compose d'une cathode, d'une anode, d'un électrolyte et d'une membrane. La cavité de l'électrode est remplie de solution de KCl. La membrane sépare l'électrolyte de l'échantillon d'eau à mesurer, et l'oxygène dissous pénètre et diffuse à travers la membrane. Après qu'une tension de polarisation fixe DC de 0,5 à 1,0 V soit appliquée entre les deux pôles, l'oxygène dissous dans l'eau mesurée traverse le film et est réduit sur la cathode, générant un courant de diffusion proportionnel à la concentration en oxygène.
Les films couramment utilisés sont des films de polyéthylène et de fluorocarbone qui peuvent laisser passer les molécules d'oxygène et avoir des propriétés relativement stables. Étant donné que le film peut pénétrer dans divers gaz, certains gaz (tels que H2S, SO2, CO2, NH3, etc.) se trouvent sur l'électrode indicatrice. Il n'est pas facile de dépolariser, ce qui réduirait la sensibilité de l'électrode et entraînerait un écart dans les résultats de mesure. L'huile et la graisse présentes dans l'eau mesurée et les micro-organismes présents dans le réservoir d'aération adhèrent souvent à la membrane, affectant sérieusement la précision des mesures. Un nettoyage et un étalonnage réguliers sont donc nécessaires.
Par conséquent, les analyseurs d'oxygène dissous à électrode à membrane utilisés dans les systèmes de traitement des eaux usées doivent être utilisés en stricte conformité avec les méthodes d'étalonnage du fabricant, et un nettoyage, un étalonnage, un réapprovisionnement en électrolyte et un remplacement régulier de la membrane de l'électrode sont nécessaires. Lors du remplacement du film, vous devez le faire avec précaution. Tout d’abord, vous devez éviter la contamination des composants sensibles. Deuxièmement, veillez à ne pas laisser de petites bulles sous le film. Sinon, le courant résiduel augmentera et affectera les résultats de mesure. Afin de garantir des données précises, le débit d'eau au point de mesure de l'électrode à membrane doit avoir un certain degré de turbulence, c'est-à-dire que la solution de test traversant la surface de la membrane doit avoir un débit suffisant.
En général, de l'air ou des échantillons avec une concentration connue de DO et des échantillons sans DO peuvent être utilisés pour l'étalonnage du contrôle. Bien entendu, il est préférable d’utiliser l’échantillon d’eau inspecté pour l’étalonnage. De plus, un ou deux points doivent être vérifiés fréquemment pour vérifier les données de correction de température.
Heure de publication : 14 novembre 2023
