Koszyk
W koszyku nie ma jeszcze produktów
- Aktualności
- 589 views
- chzt, oczyszczalnia ścieków, ścieki, uzdatnianie wody
Chemiczne zapotrzebowanie tlenu (ChZT) jest krytycznym parametrem podczas przetwarzania odpadów we wszystkich obszarach, od systemów komunalnych po odpady z produkcji żywności. Właściwe wykonanie badania ChZT jest ważne w określeniu skuteczności oczyszczania ścieków i może pomóc w zdiagnozowaniu różnych problemów w oczyszczaniu.
W tym BLOGu omówimy, czym jest Chemiczne zapotrzebowanie na tlen, jak je przetestować i jak zdobyć najlepszy sprzęt do testów.
Czym jest chemiczne zapotrzebowanie na tlen?
Chemiczne zapotrzebowanie tlenu (ChZT) to pośredni pomiar ilości materii organicznej w próbce. Za pomocą tego pomiaru można zmierzyć praktycznie wszystkie związki organiczne, które mogą zostać strawione przez odczynnik trawiący.
ChZT kontrastuje z biochemicznym zapotrzebowaniem tlenu (BZT), które opiera się na wykorzystaniu mikroorganizmów do rozkładu materiału organicznego w próbce w drodze oddychania tlenowego w ciągu ustalonego okresu inkubacji (zazwyczaj pięciu dni).
BZT i ChZT korelują ze sobą praktycznie we wszystkich próbkach, ale BZT jest zawsze niższe niż ChZT, ponieważ rozkład biochemiczny substancji organicznych często nie jest tak kompletny, jak w przypadku metody chemicznej.
Znaczenie Chemicznego Zapotrzebowania na Tlen
Jako wskaźniki zawartości materii organicznej w próbce, BZT i ChZT są kluczowe w oczyszczaniu ścieków do określenia ilości odpadów w wodzie. Odpady bogate w materię organiczną wymagają obróbki w celu zmniejszenia ilości odpadów organicznych przed wypuszczeniem ich do wód odbiorczych.
Jeśli zakłady obróbki wody nie zmniejszą zawartości materii organicznej w ściekach przed dotarciem do naturalnych wód, mikroorganizmy w wodzie odbiorczej zużyją materię organiczną.
W wyniku tych procesów mikroorganizmy te zużyją również tlen w wodzie odbiorczej w procesie rozkładu odpadów organicznych. To wraz z obfitością składników odżywczych nazywa się eutrofizacją naturalnych wód, która może prowadzić do śmierci organizmów wodnych.
Zakłady oczyszczania ścieków redukują ChZT i BZT, wykorzystując te same mikroorganizmy w kontrolowanych warunkach. Zakłady te napowietrzają komory organizmami, które mogą rozkładać materię organiczną w środowisku, które nie szkodzi naturalnym wodom. Zmniejszenie BZT jest używane w tych zakładach jako wskaźnik skuteczności obróbki.
Ponieważ badanie BZT trwa pięć dni, ChZT wykorzystuje się do monitorowania procesu obróbki w codziennej pracy. Test ChZT trwa tylko kilka godzin.
Gdyby BZT było zawsze stosowane, oczyszczone ścieki musiałyby być zatrzymywane, a problem z procesem oczyszczania zostałby wykryty dopiero po pięciu dniach! Oznaczałoby to, że ścieki musiałyby być wstrzymywane do czasu weryfikacji wyników.
Jak mierzyć Chemiczne Zapotrzebowanie na Tlen
Jak wspomniano wcześniej, ChZT mierzy materię organiczną za pomocą utleniacza chemicznego. Ważne jest, aby użyć wystarczająco silnego utleniacza, który zareaguje praktycznie ze wszystkimi substancjami organicznymi w próbce.
Historycznie, w tej roli używano nadmanganianu potasu, ale okazało się, że jest on niewystarczająco skuteczny w utlenianiu całej materii organicznej w różnorodnych próbkach odpadów.
Obecnie większość testów ChZT wykorzystuje dwuchromian potasu jako utleniacz. Dwuchromian potasu to sześciowartościowa sól chromu o jasnopomarańczowym kolorze i bardzo silny utleniacz. Dwuchromianem może utlenić od 95 do 100% materiału organicznego. Gdy dwuchromian utleni substancję, przekształca się w trójwartościową formę chromu, która ma zielony kolor.
Utlenianie (mineralizacja) próbek przeprowadza się przy określonej ilości utleniacza, kwasu siarkowego i ciepła (150-170°C). Zazwyczaj do mineralizacji dodaje się sole metali, aby stłumić ewentualne zakłócenia i przyspieszyć proces, który zazwyczaj trwa około 2 godzin.
W trakcie mineralizacji ważne jest, aby mieć nadmiar utleniacza; zapewnia to kompletne utlenienie próbki. Dlatego istotne jest określenie ilości nadmiaru utleniacza. Dwie najczęstsze metody to metoda miareczkowania i kolorymetryczna.
Metoda miareczkowa ChZT
W metodzie miareczkowej służącej do oznaczania ChZT nadmiar dwuchromianu poddaje się reakcji ze środkiem redukującym, siarczanem żelazawo-amonowym.
W miarę powolnego dodawania siarczanu żelazowo-amoniowego (FAS) nadmiar dwuchromianu przekształca się w jego postać trójwartościową. Gdy tylko cały nadmiar dwuchromianu przereaguje, osiągany jest punkt równoważności. Ten punkt oznacza, że ilość dodanego siarczanu żelazawego odpowiada ilości nadmiaru dwuchromianu.
Punkt końcowy mogą sygnalizować również wskaźniki kolorowe, ale proces można zautomatyzować za pomocą wskaźnika potencjometrycznego (takiego jak elektroda). Następnie można obliczyć, ile dwuchromianu poszło na utlenianie materiału organicznego, w oparciu o to, ile początkowo dodaliśmy i ile pozostało.
Metoda kolorymetryczna ChZT
Można także ocenić zużycie dwuchromianu, obserwując zmianę absorbancji próbki. Próbki absorbują światło w określonych długościach fali ze względu na barwę trójwartościowego chromu (Cr3+) i sześciowartościowego chromu (Cr6+). Można zmierzyć ilość chromu trójwartościowego w próbce po trawieniu, mierząc absorbancję próbki przy długości fali 600 nm w fotometrze lub spektrofotometrze. Alternatywnie, absorbancję chromu sześciowartościowego przy długości fali 420 nm można użyć do określenia ilości nadmiaru chromu na końcu trawienia w celu ustalenia wartości ChZT.
Ta metoda jest łatwa i wymaga tylko kilku prostych kroków.
- Zmineralizuj swoje próbki oraz próbkę odniesienia (próba ślepa). (Próbka odniesienia to po prostu próbka czysta, która jest traktowana tak samo jak twoje rzeczywiste próbki. Możesz nawet wielokrotnie używać próbki odniesienia, dopóki używasz tej samej partii reagenta.)
- Pozwól, aby strawione próbki i próbka odniesienia ostygły.
- Zeruj urządzenie za pomocą próbki odniesienia.
- Odczytaj wynik.
Która metoda jest dla mnie najlepsza?
Obie metody mają swoje zalety i wady.
Miareczkowanie wymaga mniej sprzętu, ponieważ jedynym potrzebnym urządzeniem jest biureta, termoreaktor i fiolki do mineralizacji. Procedura jest jednak bardziej pracochłonna. Ilość wymaganego wkładu użytkownika może zmniejszyć automatyczny titrator, który może być używany również do innych zastosowań w ściekach (np. do oznaczania zasadowości, kwasowości lotnej).
Chociaż kolorymetria (fotometria) wymaga spektrofotometru lub fotometru, zapewnia wygodę, ponieważ większość producentów oferuje wstępnie zmieszane odczynniki, więc jedyne, co musisz zrobić, to poddać próbki analizie z substancjami chemicznymi do mineralizacji i przy minimalnym kontakcie.
Z tych powodów badanie fotometrem jest najczęstszą metodą pomiaru ChZT.
„Czego więc potrzebuję, aby rozpocząć testowanie?”
Rozpoczęcie pracy z chemicznym zapotrzebowaniem tlenu wymaga zaledwie kilku elementów wyposażenia. Ponieważ jest to najczęstsza metoda, skoncentrujemy się na metodzie kolorymetrycznej dla ChZT. Oto podstawowe rzeczy, których będziesz potrzebować:
1. Blok grzewczy / termoreaktor
Obie metody badania ChZT wymagają etapu mineralizacji, dlatego blok grzejny dla próbek ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia dokładnych i powtarzalnych wyników.
Aby uzyskać najlepsze wyniki, poszukaj termoreaktora obsługującego wiele temperatur, aby móc przeprowadzić inne testy, takie jak fosfor całkowity.
Większość bloków grzejnych posiada również timery, które mają kluczowe znaczenie dla utrzymania stałych czasów mineralizacji w wielu cyklach.
Dla większego bezpieczeństwa szukaj modeli wyposażonych w opcjonalną osłonę zakrywającą termoreaktor w razie wypadku.
2. Kolorymetr lub spektrofotometr
Kolorymetr lub spektrofotometr to urządzenie, które będzie odczytywać absorbancję próbek po strawieniu w celu skorelowania jej z stężeniem ChZT.
Obydwa te instrumenty mogą być używane do pomiaru ChZT, ale oba urządzenia nieco się od siebie różnią.
Kolorymetry wykorzystują filtry do pomiaru światła o określonej długości fali, podczas gdy spektrofotometry umożliwiają pomiar w szerokim spektrum.
Bez względu na to, którą technikę wybierzesz, poszukaj modeli, które posiadają wbudowane metody dla ChZT, co ułatwi korzystanie z urządzenia.
3. Odczynniki
Odczynniki są jednym z najważniejszych elementów systemu badania ChZT. Te chemikalia są odpowiedzialne za utlenianie materiału organicznego. Można samodzielnie przygotować odczynniki, ale łatwiej jest je zakupić, aby zminimalizować kontakt z chromem sześciowartościowym i silnymi kwasami. Te fiolki na ChZT są już wcześniej zmieszane i gotowe do użycia. Na rynku dostępnych jest kilka rodzajów odczynników:
- Odczynniki zgodne z EPA: Te fiolki są zgodne z metodą EPA 410.4 i metodami standardowymi 5220D. Odczynniki te wykorzystują preparat, który zawiera siarczan rtęci, dwuchromian potasu i kwas siarkowy. Wybierz te fiolki, jeśli Twoja praca wymaga raportowania wyników ChZT do agencji regulacyjnej wymagającej metodologii EPA.
- Odczynniki zgodne z ISO: Są zgodne z metodami ISO 15705:2002 pod względem składu. Skład tych fiolek ChZT jest podobny do składu standardów EPA, dlatego zawierają one również rtęć.
- Odczynniki niezawierające rtęci: Większość fiolek ChZT zawiera siarczan rtęci w celu usunięcia zakłóceń chlorkowych, które w przeciwnym razie spowodowałyby fałszywie wysoką wartość ChZT. Fiolki wolne od ChZT nie zawierają rtęci, co czyni je bardziej podatnymi na zakłócenia chlorkowe, ale znacznie zmniejszają ryzyko dla bezpieczeństwa i środowiska związane z obchodzeniem się z rtęcią. W rezultacie odczynniki te idealnie nadają się do rutynowych analiz, w których nie oczekuje się żadnych stężeń chlorków lub są one bardzo niskie.
Możemy pomóc Ci otrzymać najbardziej dokładne wyniki testów ChZT.
Aktualizacja analizy chemicznego zapotrzebowania tlenu ChZT jest łatwiejsza niż kiedykolwiek. Nowoczesne kolorymetry i spektrofotometry Hanna Instruments mają zaprogramowane gotowe metody, które sprawiają, że przejście na nowe urządzenie jest łatwiejsze niż kiedykolwiek.
Related products
