9.3 Контроль растворенного кислорода

Определение содержания растворенного кислорода в воде исполь­зуют в большинстве случаев для оценки загрязнений, содержащихся в природных и сточных водах. Для этого используют два основных пока­зателя: биохимическую потребность в кислороде (БПК) и химическую потребность в кислороде (ХПК).

БПК представляет собой кислородный эквивалент степени загряз­ненности воды органическими веществами. Существует несколько способов аналитического измерения БПК: метод разведения, нитратный, хлоратный и другие. На практике чаще всего применяют метод разве­дения. Сточную воду смешивают с частями разбавляющей воды. Смесь до предела насыщают растворенным кислородом, разливают в инкубаци­онные склянки, герметизируют и оставляют в термостате при темпера­туре 20°С на 5 и более суток. Величина уменьшения кислорода в склянке, умноженная на степень разведения, дает численную величину БПК.

ХПК - это количество кислорода, требуемое для окисления орга­нических веществ в сточной воде до углекислого газа, воды и аммиа­ка. Величина ХПК должна быть всегда больше, чем БПК. Чем меньше соотношение между БПК и ХПК, тем лучше очи­щена сточная вода.

Содержание кислорода в воде определяют кислородомерами. Наи­более удобными являются переносные кислородомеры марки «Оксимет 1».У этого прибора датчик погружается непосредственно в воду с помощью соединительного кабеля 3 (рис.26 .).

Датчик представляет собой защитную решетку 1, внутри которой располагается корпус с катодом и анодом, а также термометр

сопротивления 2.

Рис.26 . Датчик кислородомера

Между электродами существует разность потенциалов от внешнего источника напряжения. Вследствие большой площади анода и малых то­ков, анод практически не поляризуется. Поэтому катод поляризуется на величину приложенного напряжения.

При определенном потенциале на катоде протекает реакция восстановления кислорода, что приводит к деполяризации катода.

Концентрация кислорода С определяется по формуле:

,

где I - ток на катоде,

К - Коэффициент пропорциональности, зависящий от постоянных величин электрохимической системы прибора.

В последнее время появились различные модификации кислородо-меров: для лабораторных исследований - марки КЛ-115, стационарный промышленный прибор К-215 (оба выпускается Гомельским заводом из­мерительных приборов), анализатор кислорода АКВА-Л. Разработаны также инструментальные методы прямого определения БПК, основанные на изменении давления или объема газа. На использовании этих мето­дов основана конструкция аппарата Варбурга [34]. Для этой же цели используют респирометры - аппараты, предназначенные для изучения дыхательной деятельности микроорганизмов. Существует также способ сценки концентрации органических веществ в воде путем измерения поглощения этой водой лучей ультрафиолетовой области спектра.

9.4. Определение редокс-потенциала.

Редокс-потенциал (окислительно-восстановительный потенциал) - это один из наиболее объективных показателей, характеризующих про­цессы биохимической очистки сточных вод. Величина редокс-потенциа­ла (еН) полнее характеризует процессы биохимического окисления, чем, например, растворенный кислород. Кроме того, еН может дать более объективную оценку процесса очистки воды при наличии токсичных по отноше­нию к микроорганизмам загрязнений.. Величина редокс-потенциала всех биохимических процессов, ле­жащих в основе жизнедеятельности живых организмов составляет 1250 мв (от -420 до +830 мв).

Величину еН измеряют электрометрическим методом. Электродная система состоит из платинового пластинчатого электрода и стандарт­ного электрода сравнения (каломельного или хлорсеребряного). В не­которых случаях редокс-потенциал определяют с помощью индикаторно­го электрода из золота. Для измерений подходят электродные системы многих рН-метров и потенциометров, выпускаемых Гомельским заводом измерительных приборов.