ما هو الأكسجين المذاب وكيفية مراقبته
تعتمد المعالجة البيولوجية الحالية في معالجة مياه الصرف الصحي في الغالب على مزيج من عمليات المعالجة اللاهوائية والهوائية. يلعب الأكسجين المذاب دورًا حاسمًا في عمليات المعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي الفعلية. يمكن للتقلبات غير المناسبة أو المفرطة في هذا المؤشر أن تتسبب بسرعة في تأثر نظام الحمأة المنشطة، مما يؤثر على كفاءة المعالجة. لذلك، في عمليات المعالجة البيوكيميائية الفعلية، من الضروري التحكم الصارم في محتوى الأكسجين المذاب.
1. نظرة عامة على الأكسجين المذاب
الأكسجين المذاب (DO) هو معلمة تميز تركيز الأكسجين في المحاليل المائية، وهو الأكسجين الحر المذاب في الماء.
وحدة الأكسجين المذاب هي ملجم / لتر، ويعبر عنها بالملليجرام من الأكسجين لكل لتر من الماء. تعتبر كمية الأكسجين المذاب في الماء مؤشراً على قدرة الماء على التنقية الذاتية. الأكسجين المذاب العالي مفيد في تحلل الملوثات المختلفة في الماء، مما يتيح تنقية المياه بشكل أسرع؛ على العكس من ذلك، يؤدي انخفاض الأكسجين المذاب إلى تدهور أبطأ للملوثات في الماء.
2. العوامل المؤثرة على الأكسجين المذاب
يتأثر محتوى الأكسجين المذاب في الماء بعاملين: الأول هو تأثير استهلاك الأكسجين الذي يقلل من الأكسجين المذاب، بما في ذلك استهلاك الأكسجين الناتج عن تحلل المواد العضوية الهوائية واستهلاك الأكسجين الأيضي المتقدم؛ نوع آخر هو تأثير إعادة الأكسدة الذي يزيد من الأكسجين المذاب، بما في ذلك بشكل رئيسي ذوبان الأكسجين في الهواء، وطرق التهوية، وما إلى ذلك. ويؤدي النمو والانخفاض المتبادل لهذين التأثيرين إلى اختلاف زماني مكاني في محتوى الأكسجين المذاب في الماء.
تشمل العوامل البيئية التي تؤثر على محتوى الأكسجين المذاب في الماء درجة حرارة الماء، وضغط الأكسجين الجزئي، والملوحة، وعوامل أخرى.
1. درجة حرارة الماء
عندما يكون الضغط الجزئي للأكسجين ومحتوى الملح ثابتين، فإن محتوى التشبع للأكسجين المذاب يتناقص مع زيادة درجة حرارة الماء. يختلف محتوى تشبع الأكسجين المذاب في درجات الحرارة المنخفضة بشكل أكبر مع درجة الحرارة.
2. محتوى الملح
عندما تكون درجة حرارة الماء والضغط الجزئي للأكسجين ثابتين، كلما زاد محتوى الملح في الماء، قل محتوى تشبع الأكسجين المذاب في الماء. محتوى الملح في مياه البحر أعلى بكثير من محتوى المياه العذبة. وفي ظل نفس الظروف، يكون محتوى تشبع الأكسجين المذاب في مياه البحر أقل بكثير من محتوى المياه العذبة. إن تباين محتوى الملح في مسطحات المياه العذبة الطبيعية صغير جدًا، وبالتالي فإن تأثير محتوى الملح على محتوى تشبع الأكسجين المذاب ليس كبيرًا، ويمكن حسابه تقريبًا بناءً على محتوى التشبع في الماء النقي.
3. الضغط الجزئي للأكسجين
عندما تكون درجة حرارة الماء ومحتوى الملح ثابتين، فإن محتوى الملح المشبع للأكسجين الذائب في الماء يزداد مع زيادة الضغط الجزئي للأكسجين على سطح السائل.
مراقبة الأكسجين المذاب (DO)
نظرًا لحساسية الأكسجين المذاب لعوامل مثل الأكسجين ودرجة الحرارة والرطوبة في الهواء، غالبًا ما تُستخدم أدوات الكشف عبر الإنترنت أو أجهزة كشف الأكسجين المذاب المحمولة للمراقبة في الموقع. عند الاختبار، يجب تقسيم خزان التهوية بالكامل إلى عدة مناطق، ويجب تحليل قيم مراقبة الأكسجين المذاب داخل المنطقة بأكملها إحصائيًا لفهم توزيع الأكسجين المذاب في مراحل ونقاط زمنية مختلفة للنظام. وهذا مفيد جدًا للفهم العام للنظام اللاحق وتحليل أخطاء الحمأة المنشطة. إذا لم تتوفر ظروف الكشف هذه، فيمكن مراقبة الأكسجين المذاب عند مخرج خزان التهوية كنتيجة نهائية لعملية تحلل المادة العضوية في نظام الحمأة المنشطة. في الظروف العادية، يكون تأثير الأوكسجين في الشتاء أفضل بكثير منه في الصيف. والسبب الرئيسي هو أن درجة حرارة الماء أقل في الشتاء ويكون تشبع الأكسجين المذاب أعلى. وعلى العكس من ذلك فإن تشبع الأكسجين المذاب يكون أقل في الصيف.
