Τι είναι το διαλυμένο οξυγόνο και πώς να το παρακολουθείτε
Η τρέχουσα βιολογική επεξεργασία στην επεξεργασία λυμάτων υιοθετεί ως επί το πλείστον έναν συνδυασμό αναερόβιας και αερόβιας επεξεργασίας. Το διαλυμένο οξυγόνο παίζει καθοριστικό ρόλο στις πραγματικές εργασίες βιολογικής επεξεργασίας λυμάτων. Ακατάλληλες ή υπερβολικές διακυμάνσεις σε αυτόν τον δείκτη μπορεί να προκαλέσουν γρήγορα πρόσκρουση του συστήματος ενεργοποιημένης λάσπης, επηρεάζοντας έτσι την αποτελεσματικότητα της επεξεργασίας. Επομένως, στις πραγματικές διεργασίες βιοχημικής επεξεργασίας, είναι απαραίτητος ο αυστηρός έλεγχος της περιεκτικότητας σε διαλυμένο οξυγόνο.
1. Επισκόπηση του διαλυμένου οξυγόνου
Το διαλυμένο οξυγόνο (DO) είναι μια παράμετρος που χαρακτηρίζει τη συγκέντρωση του οξυγόνου σε υδατικά διαλύματα και είναι το ελεύθερο οξυγόνο που είναι διαλυμένο στο νερό.
Η μονάδα του διαλυμένου οξυγόνου είναι mg/L, εκφρασμένη σε χιλιοστόγραμμα οξυγόνου ανά λίτρο νερού. Η ποσότητα του διαλυμένου οξυγόνου στο νερό είναι ένας δείκτης της ικανότητας αυτοκαθαρισμού του νερού. Το υψηλό διαλυμένο οξυγόνο είναι ευεργετικό για την αποικοδόμηση διαφόρων ρύπων στο νερό, επιτρέποντας έτσι τον ταχύτερο καθαρισμό του νερού. Αντίθετα, το χαμηλό διαλυμένο οξυγόνο έχει ως αποτέλεσμα την βραδύτερη αποικοδόμηση των ρύπων στο νερό.
2. Παράγοντες που επηρεάζουν το διαλυμένο οξυγόνο
Η περιεκτικότητα σε διαλυμένο οξυγόνο στο νερό επηρεάζεται από δύο παράγοντες: ο ένας είναι η επίδραση της κατανάλωσης οξυγόνου που μειώνει την DO, συμπεριλαμβανομένης της κατανάλωσης οξυγόνου από την αερόβια υποβάθμιση της οργανικής ύλης και την προηγμένη κατανάλωση μεταβολικού οξυγόνου. Ένας άλλος τύπος είναι το φαινόμενο επαναοξυγόνωσης που αυξάνει το DO, κυρίως συμπεριλαμβανομένης της διάλυσης οξυγόνου στον αέρα, μεθόδων αερισμού κ.λπ. Η αμοιβαία ανάπτυξη και μείωση αυτών των δύο επιδράσεων έχει ως αποτέλεσμα μια χωροχρονική διακύμανση της περιεκτικότητας σε διαλυμένο οξυγόνο στο νερό.
Οι περιβαλλοντικοί παράγοντες που επηρεάζουν την περιεκτικότητα σε διαλυμένο οξυγόνο στο νερό περιλαμβάνουν τη θερμοκρασία του νερού, τη μερική πίεση οξυγόνου, την αλατότητα και άλλους παράγοντες.
1. Θερμοκρασία νερού
Όταν η μερική πίεση οξυγόνου και η περιεκτικότητα σε αλάτι είναι σταθερές, η περιεκτικότητα κορεσμού του διαλυμένου οξυγόνου μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας του νερού. Η περιεκτικότητα κορεσμού του διαλυμένου οξυγόνου σε χαμηλές θερμοκρασίες ποικίλλει σημαντικά με τη θερμοκρασία.
2. Περιεκτικότητα σε αλάτι
Όταν η θερμοκρασία του νερού και η μερική πίεση του οξυγόνου είναι σταθερές, όσο μεγαλύτερη είναι η περιεκτικότητα σε αλάτι του νερού, τόσο μικρότερη είναι η περιεκτικότητα κορεσμού του διαλυμένου οξυγόνου στο νερό. Η περιεκτικότητα σε αλάτι του θαλασσινού νερού είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή του γλυκού νερού. Υπό τις ίδιες συνθήκες, η περιεκτικότητα κορεσμού του διαλυμένου οξυγόνου στο θαλασσινό νερό είναι πολύ χαμηλότερη από αυτή του γλυκού νερού. Η διακύμανση της περιεκτικότητας σε αλάτι σε φυσικά σώματα γλυκού νερού είναι πολύ μικρή, επομένως η επίδραση της περιεκτικότητας σε αλάτι στην περιεκτικότητα κορεσμού του διαλυμένου οξυγόνου δεν είναι σημαντική και μπορεί να υπολογιστεί κατά προσέγγιση με βάση την περιεκτικότητα κορεσμού σε καθαρό νερό.
3. Μερική πίεση οξυγόνου
Όταν η θερμοκρασία του νερού και η περιεκτικότητα σε αλάτι είναι σταθερές, η περιεκτικότητα σε κορεσμένο άλας του διαλυμένου οξυγόνου στο νερό αυξάνεται με την αύξηση της μερικής πίεσης του οξυγόνου στην επιφάνεια του υγρού.
Παρακολούθηση διαλυμένου οξυγόνου (DO)
Λόγω της ευαισθησίας του διαλυμένου οξυγόνου σε παράγοντες όπως το οξυγόνο, η θερμοκρασία και η υγρασία στον αέρα, τα ηλεκτρονικά όργανα ανίχνευσης ή φορητοί ανιχνευτές διαλυμένου οξυγόνου χρησιμοποιούνται συχνά για επιτόπια παρακολούθηση. Κατά τη δοκιμή, ολόκληρη η δεξαμενή αερισμού πρέπει να χωριστεί σε πολλές περιοχές και οι τιμές παρακολούθησης του διαλυμένου οξυγόνου σε ολόκληρη την περιοχή θα πρέπει να αναλυθούν στατιστικά για να κατανοηθεί η κατανομή του διαλυμένου οξυγόνου σε διαφορετικά στάδια και χρονικά σημεία του συστήματος. Αυτό είναι πολύ ωφέλιμο για τη συνολική κατανόηση του επόμενου συστήματος και την ανάλυση των σφαλμάτων ενεργοποιημένης λάσπης. Εάν δεν είναι διαθέσιμες τέτοιες συνθήκες ανίχνευσης, το διαλυμένο οξυγόνο στην έξοδο της δεξαμενής αερισμού μπορεί να παρακολουθηθεί ως το τελικό αποτέλεσμα της διαδικασίας αποδόμησης της οργανικής ύλης στο σύστημα ενεργοποιημένης λάσπης. Υπό κανονικές συνθήκες, η επίδραση της οξυγόνωσης το χειμώνα είναι σημαντικά καλύτερη από αυτή του καλοκαιριού. Ο κύριος λόγος είναι ότι η θερμοκρασία του νερού είναι χαμηλότερη το χειμώνα και ο κορεσμός του διαλυμένου οξυγόνου είναι υψηλότερος. Αντίθετα, ο κορεσμός του διαλυμένου οξυγόνου είναι χαμηλότερος το καλοκαίρι.
