اکسیژن محلول چیست و چگونه آن را کنترل کنیم

اکسیژن محلول چیست و چگونه آن را کنترل کنیم

تصفیه بیولوژیکی فعلی در تصفیه فاضلاب عمدتاً ترکیبی از فرآیندهای تصفیه بی هوازی و هوازی را اتخاذ می کند. اکسیژن محلول نقش مهمی در عملیات تصفیه بیولوژیکی فاضلاب دارد. نوسانات نامناسب یا بیش از حد در این نشانگر می تواند به سرعت سیستم لجن فعال را تحت تاثیر قرار دهد و در نتیجه راندمان تصفیه را تحت تاثیر قرار دهد. بنابراین، در فرآیندهای واقعی تصفیه بیوشیمیایی، کنترل دقیق محتوای اکسیژن محلول ضروری است.

1. مروری بر اکسیژن محلول
اکسیژن محلول (DO) پارامتری است که غلظت اکسیژن در محلول های آبی را مشخص می کند و اکسیژن آزاد محلول در آب است.

واحد اکسیژن محلول mg/L است که بر حسب میلی گرم اکسیژن در لیتر آب بیان می شود. مقدار اکسیژن محلول در آب نشانگر توانایی خود تصفیه آب است. اکسیژن محلول بالا برای تخریب آلاینده های مختلف در آب مفید است و در نتیجه تصفیه سریعتر آب را ممکن می سازد. در مقابل، اکسیژن محلول کم منجر به تخریب آهسته تر آلاینده ها در آب می شود.

2. عوامل موثر بر اکسیژن محلول
محتوای اکسیژن محلول در آب تحت تأثیر دو عامل است: یکی اثر مصرف اکسیژن است که DO را کاهش می دهد، از جمله مصرف اکسیژن در تجزیه مواد آلی هوازی و مصرف اکسیژن متابولیک پیشرفته. نوع دیگر اثر اکسیژن‌رسانی مجدد است که DO را افزایش می‌دهد، که عمدتاً شامل انحلال اکسیژن در هوا، روش‌های هوادهی و غیره می‌شود. رشد و کاهش متقابل این دو اثر منجر به تغییرات مکانی-زمانی در محتوای اکسیژن محلول در آب می‌شود.

عوامل محیطی که بر محتوای اکسیژن محلول در آب تأثیر می گذارند عبارتند از: دمای آب، فشار جزئی اکسیژن، شوری و عوامل دیگر.
1. دمای آب
هنگامی که فشار جزئی اکسیژن و محتوای نمک ثابت باشد، با افزایش دمای آب، میزان اشباع اکسیژن محلول کاهش می یابد. محتوای اشباع اکسیژن محلول در دماهای پایین به طور قابل توجهی با دما تغییر می کند.

2. محتوای نمک
هنگامی که دمای آب و فشار جزئی اکسیژن ثابت است، هر چه میزان نمک آب بیشتر باشد، میزان اشباع اکسیژن محلول در آب کمتر است. میزان نمک آب دریا بسیار بیشتر از نمک آب شیرین است. در شرایط مشابه، میزان اشباع اکسیژن محلول در آب دریا بسیار کمتر از میزان اشباع در آب شیرین است. تنوع محتوای نمک در بدنه‌های آب شیرین طبیعی بسیار کم است، بنابراین تأثیر محتوای نمک بر میزان اشباع اکسیژن محلول قابل توجه نیست و می‌توان تقریباً بر اساس میزان اشباع در آب خالص محاسبه کرد.

3. فشار جزئی اکسیژن
هنگامی که دمای آب و محتوای نمک ثابت است، محتوای نمک اشباع اکسیژن محلول در آب با افزایش فشار جزئی اکسیژن بر روی سطح مایع افزایش می‌یابد.

نظارت بر اکسیژن محلول (DO)
به دلیل حساسیت اکسیژن محلول به عواملی مانند اکسیژن، دما و رطوبت هوا، ابزارهای تشخیص آنلاین یا آشکارسازهای اکسیژن محلول قابل حمل اغلب برای نظارت در محل استفاده می شوند. هنگام آزمایش، کل مخزن هوادهی باید به چندین ناحیه تقسیم شود و مقادیر نظارت بر اکسیژن محلول در کل منطقه باید به صورت آماری تجزیه و تحلیل شود تا توزیع اکسیژن محلول در مراحل و نقاط زمانی مختلف سیستم را درک کند. این برای درک کلی سیستم بعدی و تجزیه و تحلیل خطاهای لجن فعال بسیار سودمند است. اگر چنین شرایط تشخیصی در دسترس نباشد، اکسیژن محلول در خروجی مخزن هوادهی را می توان به عنوان نتیجه نهایی فرآیند تجزیه مواد آلی در سیستم لجن فعال بررسی کرد. در شرایط عادی، اثر اکسیژن رسانی در زمستان به طور قابل توجهی بهتر از تابستان است. دلیل اصلی این است که دمای آب در زمستان کمتر و اشباع اکسیژن محلول بیشتر است. برعکس، اشباع اکسیژن محلول در تابستان کمتر است.