23. Quines són les precaucions per a la determinació del nitrogen d’amoníac?
El mètode que s’utilitza habitualment per a la determinació del nitrogen d’amoníac és la colorimetria, és a dir, la colorimetria reactiva de Nessler (GB 7479--87) i el mètode de l’hipoclorita de l’àcid salicílic (GB 7481--87). La mostra d’aigua es pot conservar mitjançant l’acidificació amb àcid sulfúric concentrat. El mètode específic és ajustar el valor de pH de la mostra d’aigua a entre 1,5 i 2 amb àcid sulfúric concentrat i emmagatzemar -lo a 4 ºC. Les concentracions mínimes de detecció de la colorimetria reactiu de Nessler i el mètode de hipoclorita de l’àcid salicílic són 0,05 mg/L i 0,01 mg/L (en termes de N), respectivament. Quan es mesura mostres d’aigua amb una concentració de 0,2 mg/L o més, es pot utilitzar el mètode volumètric (CJ/T75--1999). Per obtenir resultats precisos, no importa quin mètode analític s’utilitzi, la mostra d’aigua s’ha de destil·lar prèviament a l’hora de determinar nitrogen d’amoníac.
El valor de pH de la mostra d’aigua té una gran influència en la determinació de l’amoníac. Si el valor de pH és massa alt, alguns compostos orgànics que contenen nitrogen es convertiran en amoníac. Si el valor de pH és massa baix, es conservarà algun amoníac a l’aigua durant la calefacció i la destil·lació. Per obtenir resultats precisos, la mostra d’aigua s’ha d’ajustar a neutra abans de l’anàlisi. Si la mostra d’aigua és àcida o alcalina, el valor de pH es pot ajustar a neutre amb solució d’hidròxid de sodi 1mol/L o solució d’àcid sulfúric d’1mol/L. A continuació, afegiu la solució tampó fosfat per mantenir el seu valor de pH a 7,4 abans de la destil·lació. Després de la calefacció, l’amoníac s’evapora de l’aigua en estat gasós. En aquest moment, s’absorbeix amb 0,01 ~ 0,02 mol/L àcid sulfúric diluït (mètode de fenol-hipoclorit) o un 2% d’àcid bòric diluït (mètode de reactiu Nessler). Per a algunes mostres d’aigua amb contingut alt Ca 2+, després d’afegir una solució tampó fosfat, CA 2+ i PO43- Generar CA3 insoluble (PO43-) 2 i alliberar H+ en fosfat per reduir el valor de pH. Evidentment, altres ions que poden generar precipitació amb fosfat també poden afectar el valor de pH de la mostra d’aigua durant la calefacció i la destil·lació. És a dir, per a aquestes mostres d’aigua, fins i tot si s’ajusta el valor de pH a la solució tampó neutra i fosfat, el valor de pH resultant encara serà molt inferior al valor esperat. Per tant, per a mostres d’aigua desconegudes, mesura el valor de pH de nou després de la destil·lació. Si el valor de pH no està entre 7,2 i 7,6, la quantitat de solució tampó hauria d’incrementar -se. Generalment, s’han d’afegir 10 ml de solució tampó fosfat per cada 250 mg de calci.
24. Quins són els indicadors de qualitat de l’aigua que reflecteixen el contingut dels compostos de fòsfor a l’aigua? Quina relació hi ha entre ells?
El fòsfor és un dels elements essencials per al creixement dels organismes aquàtics. La major part del fòsfor en aigua existeix en diverses formes de fosfats, i existeix una petita quantitat en forma de compostos de fòsfor orgànic. Els fosfats en aigua es poden dividir en dues categories: els ortofosfats i els fosfats condensats. Els ortofosfats es refereixen a fosfats en forma de PO43-, HPO42-, H2PO4-, etc., mentre que els fosfats condensats inclouen pirofosfats, metafosfats i polifosfats, com P2O74-, P3O105-, HP3O92-, (PO3) 63-, etc. Fosfites, pirofosfats, hipofosfites i fosfamines. La suma de fosfats i fòsfor orgànic s’anomena fòsfor total, que també és un important indicador de qualitat de l’aigua.
El mètode d’anàlisi del fòsfor total (vegeu GB 11893--89 per a mètodes específics) consta de dos passos bàsics. El primer pas és utilitzar un oxidant per convertir diferents formes de fòsfor en la mostra d’aigua en fosfats. El segon pas és determinar l’ortofosfat i després calcular el contingut total de fòsfor. En les operacions convencionals de tractament d’aigües residuals, s’ha de controlar i mesurar el contingut de fosfat de les aigües residuals que entren al dispositiu de tractament bioquímic i l’efluent del dipòsit de sedimentació secundària. Si el contingut de fosfat de l’influent és insuficient, s’ha d’afegir una certa quantitat d’adob fosfat per complementar -lo; Si el contingut de fosfat de l’efluent del tanc de sedimentació secundària supera l’estàndard nacional de descàrrega de primer nivell de 0,5 mg/L, cal tenir en compte les mesures d’eliminació de fòsfor.
25. Quines són les precaucions per a la determinació del fosfat?
El mètode per determinar el fosfat és que en condicions àcides, el fosfat reacciona amb el molibdat d’amoni per generar àcid heteropoli fosfomolibdic, que es redueix a un complex blau per un agent reductor, clorur o àcid ascòrbic (referit com el mètode de blau molbeneu CJ/T78 --1999). També es pot determinar directament per espectrofotometria mitjançant un combustible alcalí per generar un complex multicolor.
Les mostres d’aigua de fòsfor són inestables i el millor és analitzar -les immediatament després de la recollida. Si l’anàlisi no es pot realitzar immediatament, afegiu 40 mg de clorur mercúric alt o 1 ml d’àcid sulfúric concentrat per litre de mostra d’aigua per a la seva conservació i, després, guardeu -lo en una ampolla de vidre marró en una nevera a 4 ºC. Si la mostra d’aigua només s’utilitza per analitzar el fòsfor total, no cal que es tracti amb corrosió.
Com que el fosfat es pot adsorbir a la paret de les ampolles de plàstic, les mostres d’aigua no es poden emmagatzemar en ampolles de plàstic. Les ampolles de vidre que s’utilitzen s’han d’esbandir amb àcid clorhídric calent diluït o àcid nítric diluït, i després esbandir diverses vegades amb aigua destil·lada.
26. Quins són els diferents indicadors que reflecteixen el contingut de la matèria sòlida a l’aigua?
La matèria sòlida a les aigües residuals inclou la matèria flotant a la superfície de l’aigua, la matèria suspesa a l’aigua, la matèria enfonsable que s’enfonsa al fons i la matèria sòlida dissolta a l’aigua. La matèria flotant són grans peces o partícules grans d’impureses que suren a la superfície de l’aigua amb una densitat inferior a la de l’aigua, la matèria en suspensió són petites partícules d’impureses suspeses a l’aigua i la matèria enfonsable és impura que es pugui instal·lar al fons del cos d’aigua després d’un període de temps. Gairebé totes les aigües residuals tenen matèria enfonsable amb una composició complexa. La matèria enfonsable composta principalment per matèria orgànica s’anomena fangs i la matèria enfonsable composta principalment per matèria inorgànica s’anomena residu. La matèria flotant és generalment difícil de quantificar, i els indicadors següents es poden mesurar altres matèries sòlides.
L’indicador que reflecteix el contingut sòlid total a l’aigua són sòlids totals o sòlids totals. Segons la solubilitat dels sòlids en aigua, els sòlids totals es poden dividir en sòlids dissolts (DS) i sòlids en suspensió (SS). Segons la volatilitat dels sòlids en aigua, els sòlids totals es poden dividir en sòlids volàtils (VS) i sòlids fixos (FS, també anomenat cendra). Entre ells, els sòlids dissolts (DS) i els sòlids en suspensió (SS) es poden subdividir en indicadors com ara sòlids dissolts volàtils, sòlids dissolts no volàtils i sòlids en suspensió volàtils, sòlids en suspensió no volàtils.
27. Quins són els sòlids totals d’aigua?
L’indicador que reflecteix el contingut sòlid total a l’aigua és sòlids totals, o sòlids totals, que es divideixen en sòlids totals volàtils i sòlids totals no volàtils. Els sòlids totals inclouen sòlids en suspensió (SS) i sòlids dissolts (DS), cadascun dels quals es pot subdividir en sòlids volàtils i sòlids no volàtils.
El mètode per determinar els sòlids totals és determinar la massa de matèria sòlida que queda després que les aigües residuals s’evaporin a 103 ~ 105 ºC. El temps d’assecat i la mida de les partícules sòlides estan relacionades amb l’assecadora utilitzada, però en qualsevol cas, la longitud del temps d’assecat s’ha de basar en l’evaporació completa de l’aigua a la mostra d’aigua i la massa després de l’assecat és constant.
Els sòlids volàtils totals representen la quantitat de massa sòlida reduïda després que es cremin els sòlids totals a una temperatura alta de 600 ºC, de manera que també s’anomena pèrdua de pes cremant, que pot representar aproximadament el contingut de la matèria orgànica en l’aigua. El temps de cremada és el mateix que el temps d’assecat a l’hora de determinar els sòlids totals. S’ha de cremar fins que es volatilitzi tot el carboni de la mostra. La massa de la part restant del material després de la crema és el sòlid fix, també conegut com a cendra, que pot representar aproximadament el contingut de la matèria inorgànica a l’aigua.
28. Què són els sòlids solubles?
Els sòlids solubles també s’anomenen substàncies filtrables. La massa del material residual es pot mesurar evaporant i assecant el filtrat després de filtrar els sòlids en suspensió a una temperatura de 103 ~ 105OC, que són els sòlids solubles. Els sòlids solubles inclouen sals inorgàniques i substàncies orgàniques dissoltes en aigua. Es pot calcular aproximadament restant la quantitat de sòlids en suspensió dels sòlids totals, i la unitat més utilitzada és Mg/L.
Quan les aigües residuals es reutilitzen després d’un tractament profund, els seus sòlids solubles s’han de controlar dins d’un rang determinat, en cas contrari, tant si s’utilitza per a aigua diversa com ara verd, lavabos, rentats o com a aigua circulant industrial, hi haurà efectes adversos. El Ministeri de la Construcció "estàndard de qualitat de l'aigua per a ús miscel·lània domèstic" CJ/T48--1999 estipula que els sòlids dissolts en aigua reciclada que s'utilitzen per als lavabos de verda i enrotllament no poden superar els 1200 mg/L, i els sòlids dissolts en aigua reciclada utilitzada per al rentat de cotxe i escombrat no poden superar els 1000 mg/l.
29. Què són la salinitat i la mineralització de l’aigua?
La salinitat de l’aigua també s’anomena mineralització, cosa que indica la quantitat total de sals contingudes a l’aigua, i la unitat d’ús comú és Mg/L. Atès que les sals a l'aigua existeixen en forma d'ions, el contingut de sal és la suma del nombre de diversos anions i cations en l'aigua.
A partir de la definició, es pot veure que el contingut de sòlids dissolts d’aigua és més gran que el seu contingut de sal, perquè els sòlids dissolts també contenen alguna matèria orgànica. Quan el contingut orgànic a l’aigua és molt baix, de vegades es poden utilitzar els sòlids dissolts per aproximar el contingut de sal a l’aigua.
30. Quina és la conductivitat de l’aigua?
La conductivitat és la recíproca de la resistència de la solució aquosa i la unitat és μS/cm. Totes les sals solubles a l’aigua existeixen en estat iònic i aquests ions tenen la capacitat de conduir electricitat. Com més sals es dissolen en aigua, més gran és el contingut d’ions i més gran és la conductivitat de l’aigua. Per tant, segons la mida de la conductivitat, es pot indicar indirectament la quantitat total de sals a l’aigua o la quantitat de sòlids dissolts en aigua.
La conductivitat de l’aigua destil·lada fresca és de 0,5-2μs/cm, la conductivitat de l’aigua ultrapura és inferior a 0,1 μs/cm i la conductivitat d’aigua concentrada descarregada a partir de les estacions d’aigua suavitzant pot ser tan alta com milers de μs/cm.
31. Què són els sòlids suspesos?
Els sòlids en suspensió SS també s’anomenen substàncies no filtrables. El mètode de determinació és filtrar la mostra d’aigua amb una membrana de filtre de 0,45 μm, i la massa de la substància restant després del residu del filtre s’evapora i s’asseca a 103 ~ 105oc. Els sòlids volàtils en suspensió VSS es refereixen a la massa de sòlids suspesos volatilitzats després de cremar -se a una temperatura alta de 600 ºC, que pot representar aproximadament el contingut de la matèria orgànica en sòlids en suspensió. La part restant del material després de la crema són els sòlids en suspensió no volàtils, que poden representar aproximadament el contingut de la matèria inorgànica en els sòlids en suspensió.
A les aigües residuals o a l’aigua contaminada, el contingut i les propietats dels sòlids en suspensió insolubles varien segons la naturalesa dels contaminants i el grau de contaminació. Els sòlids en suspensió i els sòlids en suspensió volàtils són indicadors importants per al disseny del tractament i la gestió de les operacions.
32. Per què són els sòlids en suspensió i els sòlids en suspensió volàtils per al disseny del tractament i la gestió de les operacions?
Els sòlids en suspensió i els sòlids en suspensió volàtils a les aigües residuals són paràmetres importants per al disseny i la gestió de les operacions de tractament d’aigües residuals.
Per al contingut de sòlids en suspensió de l'efluent del dipòsit de sedimentació secundària, la norma nacional de descàrrega d'aigües residuals estipula que no ha de superar els 70 mg/L (la planta de tractament de les aigües residuals secundàries no ha de superar els 20mg/L), que és un dels indicadors de control de la qualitat de l'aigua més importants. Al mateix temps, els sòlids suspesos també són un indicador de si el sistema de tractament d’aigües residuals convencional funciona normalment. Els canvis anormals o els sòlids en suspensió excessius en l'efluent del dipòsit de sedimentació secundària indiquen que hi ha un problema amb el sistema de tractament d'aigües residuals i que s'han de prendre mesures rellevants per restaurar -la a la normalitat.
Els sòlids en suspensió (MLSS) i els sòlids en suspensió volàtils (MLVSS) en els fangs activats en el dispositiu de tractament biològic han d’estar dins d’un determinat rang i per al sistema de tractament biològic d’aigües residuals amb una qualitat de l’aigua relativament estable, hi ha una certa relació proporcional entre tots dos. Si MLSS o MLVSS superen significativament un rang específic o la relació dels dos canvis, cal intentar restaurar -lo a la normalitat, en cas contrari, inevitablement farà que la qualitat dels efluents del sistema de tractament biològic canviï, i fins i tot provocarà diversos indicadors d’emissions inclosos els sòlids en suspensió per superar la norma. A més, mitjançant la mesura de MLSS, l’índex de volum de fangs del licor mixt al dipòsit d’aire també es pot controlar per comprendre les característiques de sedimentació i l’activitat dels fangs activats i altres suspensions biològiques.
33. Quins són els mètodes per determinar els sòlids en suspensió?
GB11901-1989 estipula el mètode per determinar els sòlids en suspensió en aigua en pes. A l’hora de determinar els sòlids en suspensió SS, es recopila generalment un cert volum d’aigües residuals o licors mixtes, i els sòlids en suspensió es filtren i s’intercepten amb una membrana de filtre de 0,45 μm. La diferència de massa abans i després de la membrana del filtre intercepta els sòlids en suspensió s’utilitza com a quantitat de sòlids en suspensió. La unitat de SS utilitzada habitualment per a les aigües residuals generals i l'efluent de tanc de sedimentació secundària és Mg/L, mentre que la unitat de SS utilitzada habitualment per a licor mixt de dipòsit d'aire i els fangs de retorn és G/L.
Quan es mesura mostres d’aigua amb grans valors SS com el licor mixt a l’airejat i els fangs de retorn a les plantes de tractament d’aigües residuals, si la precisió dels resultats de la mesura és baixa, es pot utilitzar un paper de filtre quantitatiu en lloc de la membrana de filtre de 0,45 μm. Això no només pot reflectir la situació real per orientar l’ajust de l’operació de la producció real, sinó que també estalviarà els costos de proves de laboratori. Tanmateix, quan es mesura l’SS de l’efluent del dipòsit de sedimentació secundària o l’efluent de tractament profund, s’ha d’utilitzar una membrana de filtre de 0,45 μm per a la mesura, en cas contrari, l’error del resultat de la mesura serà massa gran.
En el procés de tractament d’aigües residuals, la concentració de sòlids en suspensió és un dels paràmetres del procés que cal provar amb freqüència, com ara la concentració de sòlids en suspensió d’entrada, la concentració de fangs de licors mixt a l’aire, la concentració de fangs de retorn, la concentració de fangs residuals, etc. Per tal de mesurar ràpidament el valor de SS, els plantes de tracció de les aigües residuals solen utilitzar metres de concentració de fangs, que són òptics i ultrasònics. El principi bàsic del mesurador de concentració de fangs òptics és utilitzar el feix de llum per escampar i debilitar quan es troba en partícules en suspensió quan passen per l’aigua. La dispersió de la llum és proporcional al nombre i la mida de les partícules en suspensió trobades. La concentració de fangs a l’aigua es pot deduir detectant la llum dispersa i l’atenuació de la llum a través d’una cèl·lula fotosensible. El principi del mesurador de concentració de fangs d’ultrasons és utilitzar l’atenuació de la intensitat d’ultrasons quan l’ona ultrasònica passa per les aigües residuals, que és proporcional a la concentració de partícules en suspensió a l’aigua. L’atenuació de l’ona d’ultrasons pot ser detectada per un sensor especial per inferir la concentració de fangs a l’aigua.
34. Quines són les precaucions per a la determinació dels sòlids en suspensió?
Quan es mostra el mostreig, la mostra d’efluents del dipòsit de sedimentació secundària o la mostra de fangs activats al dispositiu de tractament biològic ha de ser representativa i s’han d’eliminar grans partícules flotants o materials coagulants no homogenis immersos. Per tal d’evitar que el residu del filtre entri l’aigua i s’allargui el temps d’assecat, el volum de mostreig ha de produir preferentment 2,5 ~ 200mg de sòlids en suspensió. Si no hi ha cap altra base, el volum de la mostra per a la determinació dels sòlids en suspensió es pot establir en 100 ml i s’ha de barrejar completament.
Quan es mesura mostres de fangs activats, a causa de l’elevat contingut de sòlids en suspensió, la quantitat de sòlids en suspensió a la mostra sovint supera els 200 mg. En aquest moment, el temps d’assecat s’ha d’ampliar adequadament, i la mostra es trasllada a l’assecadora per refredar -se a la temperatura d’equilibri i pesar. L’assecat i l’assecat repetits fins que el pes constant o la pèrdua de pes és inferior al 4% de la pesada anterior. Per tal d’evitar les operacions d’assecat, assecat i pesatge múltiples, cada pas i temps d’operació han de ser controlats i completats de manera independent per un tècnic de laboratori per assegurar tècniques coherents.
Les mostres d’aigua recollides s’han d’analitzar i mesurar el més aviat possible. Si s’han de col·locar, es poden emmagatzemar en una nevera a les 4 ºC, però el temps d’emmagatzematge màxim de les mostres d’aigua no pot superar els 7 dies. Per tal que la mesura resulti el més precisa possible, quan es mesura mostres d’aigua amb valors SS elevats com el licor mixt airejat, el volum de la mostra d’aigua es pot reduir adequadament; i quan es mesura mostres d’aigua amb valors SS baixos com l’efluent del dipòsit de sedimentació secundària, es pot augmentar adequadament el volum de la mostra d’aigua de prova.
Quan es mesura la concentració de fangs amb un valor SS elevat com els fangs de retorn, per tal d’evitar que la membrana del filtre o el paper de filtre i altres medis de filtre intercepten massa matèria suspesa i portant massa aigua, s’ha d’ampliar el temps d’assecat. Quan peseu un pes constant, presteu atenció al canvi de pes. Si el canvi és massa gran, sovint vol dir que la SS de la membrana del filtre està seca a l’exterior, però es mulla per dins i s’ha d’ampliar el temps d’assecat.