Manometrik usul BOD apparati printsipi nima?

Muhitni va jamoat sog'lig'ini muhofaza qilish uchun suv sifatini nazorat qilish — Bioximik kislorod talabini (BOD) aniqlash orqali amalga oshiriladigan eng muhim ishlardan biridir. BOD sinovlari ahamiyati shundaki, bu organik ifloslanishning miqdorini mikroorganizmlar suvdagi organik moddalarni parchalaganda iste'mol qilinadigan kislorod miqdori asosida ko'rsatadi. Manometrik usul ishonchliligi va foydalanishning osonligi tufayli BOD ni aniqlashning eng keng tarqalgan usullaridan biridir. Hozirda manometrik usuldagi BOD asbobi dunyo bo'ylab ko'plab laboratoriyalar, atrof-muhit monitoringi va sanoat korxonalarida mavjud. Ushbu maqola ushbu asbobning asosiy tamoyillarini, ishlash usulini, xususiyatlarini va funksiyalarini tushuntirib beradi, shunda siz asbob haqida imkon qadar ko'proq bilib olishingiz mumkin.

BOD asoslari

BOD asbobi manometrik usullarining tamoyillarini tahlil qilishdan oldin, BOD ma'nosining asosiy tamoyillarini tushuntirishimiz kerak. BOD suvning biologik kislorod iste'molini anglatadi. Suvda oqsillar, uglevodlar va yog'lar kabi organik moddalar mavjud bo'lganda, ba'zi bakteriyalar va zamburug'lar bu organik moddalarni olib, ularni energiya va ozuqa olish uchun parchalaydi. Ushbu parchalanish jarayonida kislorod ishlatiladi va ma'lum vaqt davomida (odatda 20 °C da 5 kun, ya'ni BOD5 sifatida tanilgan) iste'mol qilingan kislorod miqdori BOD deb ataladi.

Boshqa ko'rsatkichlar ham BOD qiymatlari nimani anglatishini ko'rsatadi. Yuqori BOD qiymatlari suvda katta miqdordagi organik ifloslantiruvchilarning mavjudligini anglatadi. Agar ushbu organik ifloslantiruvchilar nazorat qilinmasa, suvdagi erigan kislorod tugaydi. Bu gipoksiya/anoksiya sifatida ma'lum. Bu baliqlar va qisqichbaqalar kabi suv organizmlari uchun xavfli hamda butun suv ekotizimi uchun xavfli. Past BOD qiymatlari esa suvdagi organik ifloslantiruvchilarning darajasi past ekanligini va suvning o'zi nisbatan toza ekanligini anglatadi. Shu sababli, BOD sinovining aniq bo'lishi suv sifatini aniqlash, ifloslanishni boshqarish strategiyalarini ishlab chiqish hamda istalgan atrof-muhit sharoitlariga javob beradigan ekotizimni loyihalash jihatidan muhim bosqichdir.

Manometrik Usul

Manometrik usul BOD asbobi yopiq tizimda kislorod iste'molini kamayishiga olib keladigan bosimning o'zgarishiga asoslanadi. Yopiq tizimda mikroorganizmlar organik moddalarni parchalaganda, kislorod sarf bo'ladi va karbonat angidrid (CO₂) hosil bo'ladi. Agar yopiq tizimda CO₂ so'r'iladigan muhit (ya'ni idishdan CO₂ ni olib tashlaydigan tizim, shu sababli reaksiyaning shu qismiga e'tibor bermaslik imkonini beruvchi tizim) mavjud bo'lsa, yopiq tizimdagi yagona o'zgarish — kislorodning iste'mol qilinishi tufayli bosimning pasayishi bo'ladi. Bosimning kamayishi iste'mol qilingan kislorod hajmiga aylantirilishi mumkin, natijada tizimdagi kislorod hajmi namunaning BOD sathiga teng bo'ladi.

Manometrik usul kislorod iste'molini o'lchash uchun titrlash yoki elektrokimyoviy sensorlardan foydalanishni talab qiladigan boshqa bir nechta metodlardan farqli o'laroq, yopiq tizimda bosimning pasayishiga aylantirilgan kislorod iste'molini o'lchaydi. Bu nafaqat operatsion ketma-ketlikning katta qismini soddalashtiradi, balki BOD o'lchov davomiyligi 1 dan 30 kungacha bo'lgan davr mobaynida boshqa usullarga nisbatan usulning aniqligini va barqarorligini ta'minlaydi.

Manometrik BOD Asbobi Qanday Ishlaydi (Qadam-qadam)

BOD Manometrik Asbob namuna tayyorlashdan ma'lumotlarni hisoblashgacha mantiqiy ketma-ketlikdagi qadamlarga amal qiladi. Protokol mantiqiy tartibda amalga oshiriladi:

Namuna to'plash va tayyorlashning dastlabki qadamlari juda muhim. Suv namunalari olinib, steril inkubatsiya idishlariga joylashtiriladi. Mikroorganizmlar organik moddalarni parchalash jarayonida muhim rol o'ynaydi. Shu sababli, ba'zi namunalarga qo'shimcha mahalliy mikroorganizmlar kerak bo'ladi (ayniqsa, yuqori darajada tozalangan sanoat chiqindi suvlarida). Bunday hollarda, parchalanish jarayonining amalga oshishini ta'minlash uchun mos inokulyum (faol mikroorganizmlarni o'z ichiga olgan) qo'shiladi. So'ng namuna zarur konsentratsiyaga erishishi uchun suyultiriladi, shunda mikrobiologik faollik uchun yetarlicha kislorod mavjud bo'ladi va butun inkubatsiya davri mobaynida kislorod yetishmayotgan bo'lmaydi.

So'ngra inkubatsiya idishi yopiq tizim hosil qilish uchun mahkam yopiladi. Ko'pchilik manometrik BOD asboblari CO₂ so'ravchi moddaga ega. Bu holda, bu germetik tizimning kichik bo'limiga joylashtirilgan kimyoviy modda (natriy gidroksid (NaOH) yoki kaliy gidroksid (KOH)) hisoblanadi. Bu so'ravchi modda mikrobiologik parchalanish natijasida hosil bo'lgan CO₂ ni ushlab turishda samarali va idishdagi bosimni oshiradigan mikrobiy faollikning CO₂ sifatidagi chiqindisining to'planishini oldini oladi.

BOD sinovlari to'g'ri ishlashi uchun mikrobiologik organizmlarga tayanadi, shu sababli germetik inkubatsiya idishi 20°C ga sozlangan doimiy haroratli inkubatorga joylashtiriladi, bu mikrobiy faollik uchun eng mos haroratdir. Eng ko'p uchraydigan inkubatsiya muddati 5 kun (ya'ni BOD5) bo'lib, ba'zi hollarda kerakli batafsil natijalarga erishish uchun 30 kungacha bo'lgan uzoqroq muddat talab etilishi mumkin.

Inkubatsiya qilish davrida mikroorganizml tashqi kislorodni iste'mol qilish hamda CO2 chiqarish jarayonida organik moddalarni (bu holda yem) parchalaydi. CO2 so'rgich tomonidan so'rilib olinadi va germetik idishning ichki bosimi pasayadi. Manometrik BOD asbobi bosim o'zgarishini yozib olish uchun manometrlar va transduserlar bilan jihozlangan. Bu o'zgarishlar vaqt o'tishi bilan yozib olinadi.

BOD qiymatini olish uchun bosim yo'qotishini hisoblaymiz. Bosimning pasayishi ishlatilgan kislorod miqdoriga to'g'ri proporsionaldir. Ideal gaz tenglamasidan foydalanib, kislorodning yo'qotilishini hisoblash uchun asbob yoki dasturiy ta'minotdan foydalaniladi, so'ngra bu BOD ga aylantiriladi. BOD odatda mg/L yoki nisbiy birliklarda ko'rsatiladi. Hisob-kitob namuna hajmi, inkubatsiya harorati va atmosfera bosimiga asoslanadi va yuqori sifatli natijalar olish uchun amalga oshiriladi.

Yaxshi sifatli BOD manometr asboblarining xususiyatlari.

Barcha manometrik BOD qurilmalari bir xil emas. Yuqori sifatli qurilmalar ishlash va foydalanuvchi tajribasi jihatidan ularni ajratib turadigan alohida xususiyatlarga ega. Ushbu xususiyatlar sohadagi yillar davomida to'plangan tajriba va mahsulotni takomillashtirish natijasida asboblarning turlicha foydalanish uchun optimal ishlashini ta'minlash maqsadida shakllantirilgan.

Ushbu xususiyatlarning eng muhimlaridan biri qurilmaning ko'p o'rnatish imkoniyatiga ega bo'lishidir. So'nggi yillarda ishlab chiqilgan ko'plab BOD manometrlar bir nechta (masalan, 12 ta) inkubatsiya o'rinlarga ega bo'lib, bir vaqtning o'zida bir nechta namuna to'plamlarni sinab ko'rish imkonini beradi. Bu laboratoriyalar va boshqa ob'ektlar katta hajmdagi namuna to'plamlar bilan ishlash talab etilgani uchun sinov jarayonida juda katta vaqt tejash imkonini beradi.

Yana bir muhim xususiyat — uzoq muddatli barqarorlikdir. BOD testlari taxminan 30 kun davom etgani uchun, uskuna butun inkubatsiya davri mobaynida doimiy ravishda ishlashi kerak. Sifatli asboblarda havo o'tishiga qarshilik ko'rsatadigan germetik tizimlar uchun mustahkam materiallardan foydalaniladi, bu yopiq tizimlarning uzoq vaqt davomida bosimni aniq o'lchash imkonini beradi. Bosim sensorlari ham o'lchovlarning bir xil sezgirlik darajasini va aniqlik darajasini uzoq muddat saqlash uchun moslashtirilgan.

Boshqa keng tarqalgan ilg'or funksiyalarga avtomatlashtirish hamda ma'lumotlarni jamlash kiradi. Zamonaviy manometrik BOD asbob-uskunalari ko'pincha foydalanuvchi tomonidan belgilangan vaqt oralig'ida bosimdagi o'zgarishlarni avtomatik ravishda yozib boruvchi ma'lumotlarni jamlash funksiyasiga ega. Bu qadam operatorning qo'lda kiritish jarayonini olib tashlaydi, ma'lumotlarni noto'g'ri yozish xatolarini kamaytiradi hamda ma'lumotlarni hisobot qilish va tahlil qilishni soddalashtiradi. Ba'zi uskunalar ma'lumotlarni kompyuterlarga yoki laboratoriya ma'lumotlari boshqaruv tizimlariga (LIMS) uzatishni osonlashtiruvchi qo'shimcha funksiyalarga ham ega.

Yana bir afzallik turli xil namuna turlarini qayta ishlash imkoniyatidir. Sifatli manometrik BOD asboblari sanoat chiqindi suvlari va kommunal kanalizatsiyasidan tortib, sirt va yer osti suvlarigacha bo'lgan turli xil suv namunalarini qayta ishlashi mumkin. Ular namuna hajmi va aralashish nisbatlarini o'zgartirish orqali turli sinov holatlari uchun optimallashtirilishi mumkin. Namuna tayyorlashni xarakterlovchi jihat bu oldindan tayyorlangan reagentlar va iste'mol materiallaridan foydalanish (maxsus CO₂ so'ravchi moddalar va sterillangan inkubatsiya idishlari kabi) ham testlarning bir xilligini ta'minlaydi.

Manometrik BOD asbobining amaliy qo'llanilishi

Manometrik BOD asbobidan olingan ishonchlilik va aniqlik turli sohalarda keng qo'llanilishiga olib keladi. Ularning eng keng tarqalgan qo'llanilishiga quyidagilar kiradi:

Atrof-muhitni muhofazada davlat va nodavlat tashkilotlar sirt (daryolar, ko'lar, suv omborlari) va yer osti suvlari sifatini baholash uchun manometrik BOD asbobi dan foydalanadi. BOD sinovlarini doimiy ravishda o'tkazish ifloslanish darajasidagi o'zgarishlarni baholash va nazorat qilish, ifloslanishni kamaytirish choralari bajarilishini aniqlash va hujjatlashtirish hamda umumiy suv sifatini baholashga yordam beradi. Ekologik tizimlarni himoya qilish va ichimlik suvi manbalarining xavfsizligini ta'minlash uchun bu juda muhim.

Sanoat sohasida manometrik BOD asbobi ham katta iste'molchidir. Oziq-ovqat, ichimliklar, farmatsevtika, to'qimachilik va kimyoviy moddalarni ishlab chiqarish organik oqava suvlarni yaratadi va manometrik BOD ni nazorat qilishni talab qiladi. Manometrik BOD kiruvchi (ishlab chiqarish) va chiquvchi (tashlanadigan) oqava suvlarning BOD darajasini baholash uchun foydalaniladi. Oqava suvlarning atrof-muhitga minimal ta'sir qilishini ta'minlash va sanoat korxonalari hamda atrof-muhit uchun jarimalardan saqlanish uchun. Shu texnologiyalar oqava suvlarni tozalash hamda turli sanoat korxonalari uchun ekologik javobgarlikni ta'minlaydi.

Sanoat sohasidagi dasturlardan tashqari, ko'plab kommunal (yoki umumxona) suv tozalash inshootlari ham manometrik BOD o'lchov qurilmalariga tayanadi. Ushbu inshootlar birinchi darajadagi filtrlash, birinchi bosqichdagi tozalash, ikkinchi (biologik) tozalash va yakuniy dezinfektsiyada amalga oshiriladigan jarayonlarning umumiy samaradorligini baholash uchun BOD qiymatlarini sinovdan o'tkazadi. Tozalanayotgan va keyinchalik chiqarib yuborilayotgan sutkaning BOD o'lchovi asosida inshoot operatori havo berish tezligi, shlamni ushlab turish muddati kabi boshqaruv parametrlarini o'zgartirib, tozalashni optimallashtirishi va inshootning yakuniy chiqariladigan efflyuent standartlariga erishishi mumkin.

Ba'zi tadqiqot va ta'lim muassasalari shuningdek, manometrik BOD o'lchash qurilmalaridan foydalanadi. Aniq dasturlar suvda ba'zi yangi organik materiallarning parchalanishini o'rganish, yangi chiqindi suvlarni tozalash texnologiyalarining samaradorligini baholash yoki suvdagi mikrobiologiyaga faol iqlim buzilishining darajasini baholashni o'z ichiga olishi mumkin. Ular aniq, takrorlanadigan o'lchovlarni talab qilgani uchun bu qurilmalar tadqiqotlar uchun ajoyib tanlovdir.

BOD tekshiruvlarida manometrik usuldan foydalanishning afzalliklari

Ko'plab BOD testlari foydalanuvchilari suyultirish, titrlash yoki elektrokimyoviy usullarga nisbatan bir nechta afzalliklarga ega bo'lgani uchun manometrik usulni afzal ko'radilar.

Aniqlik va ishonchlilik juda muhim. Manometrik usul bosim o'zgarishini o'lchash orqali to'g'ridan-to'g'ri kislorod iste'molini o'lchaydi. Bu titrlashdagi xatoliklarni, oxirgi nuqtani aniqlashda, shuningdek, elektrokimyoviy sensorlarda ifloslanish va kalibrlash siljish bilan bog'liq muammolar bo'lishi mumkin bo'lgan xatoliklarni bartaraf etadi. Tizim dizayni yopiq bo'lib, CO₂ ni samarali so'rishi tufayli bosim o'zgarishlari faqat kislorod iste'molidan kelib chiqadi va shu tufayli barqaror, aniq natijalarga ega bo'linadi.

Afzalligidan biri soddaligi va boshqarishning osonligidir. Manometrik usul titrlashning murakkab qadamlari va ehtiyotkorlik bilan kimyoviy moddalarni boshqarishni talab qiladigan aralashma usulini soddalashtiradi. Asbob-monitoring va ma'lumotlarni jamlashni o'z zimmasiga oladi, shu sababli namuna tayyorlangach va sig'irlanganidan keyin asbob juda kam mehnat talab qilgan holda ishlaydi. Bu tajribali texniklar uchun mos keladi va juda oddiy o'qituvdan so'ng kamroq malakali operatorlar uchun ham mos keladi.

Manometrik usul uzoq muddatli nazorat uchun ham yaxshi. Bu asbob uzoq muddat, hatto 30 kungacha barqaror ma'lumotlarni ta'minlash uchun mo'ljallangan bo'lib, inkubatsiya muddati uzoq bo'lgan BOD tahlillari uchun qulay. Bu suv havzalarida chidamli organik ifloslantiruvchilarning biologik buzilishini baholash yoki ifloslanishning uzoq muddatli oqibatlarini kuzatishda juda foydali.

Shuningdek, manometrik usul uzoq muddatli tejamkorlikni ham ta'minlaydi. Sifatli manometrik BOD uskunalari qimmat bo'lsa-da, ular boshqa usullarga qaraganda ishlatishga arzon va kam ta'mirlash talab qiladi. Oldindan tayyorlangan reagentlar va boshqa sarf materiallaridan foydalanish chiqazishlarni oldini oladi, ishonchlilikni oshiradi, ko'p o'rindiqli dizayn esa namunalarni tekshirish jarayonini soddalashtiradi, kamroq vaqt hamda resurs sarflash imkonini beradi.

Manometrik BOD asbobi bilan o'lchash omillariga maslahatlar

Manometrik asbobdan foydalanish va qondiruvchi BOD o'lchovlarini olish uchun quyidagi muhim maslahatlarni hisobga olish kerak:

Boshlash uchun namuna oling. Namuna olish standart protseduralarida ifloslanishdan saqlanish va namunaning butun suv havzasini aks ettirishini ta'minlash muhim. Faqat sirt yoki tubdan emas, turli chuqurliklar va pozitsiyalardan namunalar oling va ularni test o'tkazishdan oldin aralashtiring.

Namunani to'g'ri suyultirish juda muhim. Agar namuna BOD juda yuqori bo'lsa, yopiq tizim tezroq kislorodni yo'qotadi, bu noto'g'ri ma'lumotga olib keladi. Agar BOD juda past bo'lsa, bosimdagi o'zgarish tizim tomonidan aniq o'lchanmaydigan darajada maydai bo'ladi. BOD namuna doirasiga qarab umumiy qo'llanma sifatida suyultirish nisbatlaridan foydalaning va suyultirishni takomillashtirish uchun sinov o'tkazishni ko'rib chiqing.

Inkubatsiya haroratini juda qattiq chegarada saqlang. Namunadagi mikroblar haroratga juda sezgir. Agar harorat aniq 20 °C dan farq qilsa, BOD natijasi buziladi. Inkubatorni sozlangan nuqtadan 1 °C ichida doimiy haroratda saqlang va inkubatorni harorati o'zgaruvchan joylarga (oynalar, isitgichlar va sovutgichlar) qo'ymang.

Asbob-uskunalarni muntazam ravishda kalibrlang. Yaxshi sifatli, kasbiy ravishda yasalgan BOD manometrlari ham vaqt o'tishi bilan aniqlikni yo'qotadi va kalibrlash talab etiladi. Bosim o'lchagichni, transduserni standart gazlar bilan va ma'lum BOD ga ega namunalar bilan ishlab chiquvchining ko'rsatmalariga amal qiling. Uskunani qanchalik ko'p foydalanishiga qaramay, kamida har bir necha oyda, hatto undan ko'proq chastotada buni bajaring.

CO₂ ni yutuvchi moddaga e'tibor bering. CO₂ ni to'g'ri yutish uchun CO₂ yutuvchi modda yangi bo'lishi kerak. Agar CO₂ yutuvchi modda sifati pasaygan bo'lsa (rangsizlanish yoki to'planish kabi belgilari bo'lsa), uni almashtiring. Yutuvchi modda namunaga hech qachon tekkanmasligi uchun mo'ljallangan bo'lim ichiga joylashtirilishi kerak, aks holda namuna ifloslanadi va natijalar ishlatilmaydi.

Yopiq tizimda havo quyilishini oldini oling. Inkubatsiya idishining qopqog'i oqib chiqayotgan bo'lsa yoki germetiklik qayeridir shikastlangan bo'lsa, havo tizimga kirib ketishi mumkin va bosim ko'rsatkichlari noto'g'ri bo'ladi. Inkubatsiyadan oldin, shikastlanmaganligi va istemol etilmaganligini, shuningdek, klapanlarni tekshiring. Inkubatsiya idishining qopqog'i zich yopilganligiga ishonch hosil qiling. Agar takror foydalaniladigan idishlar ishlatilsa, har bir foydalanishdan keyin germetiklikka ta'sir qilishi mumkin bo'lgan barcha materiallarni olib tashlash uchun ularni tozalash muhimdir.

Xulosa

Manometrik usul BOD asbobi — bu mikrobiologik moddalarning organik moddalarning parchalanishi davrida erigan O2 dagi qayd etiladigan o'zgarish tufayli bosimdagi o'zgarishga asoslangan, baholash mumkin bo'lgan printsipga asoslangan a'lo sifatli suv monitoring tizimi. Ushbu usulning aniqligi singari emas va shu sababli atrof-muhitni monitoring qilish, sanoat chiqindi suvlari muhofazasi, kommunal kanalizatsiya sistemalari va hatto ilmiy jamoatchilikda ham afzal ko'riladigan usuldir. Asbobdan eng yuqori darajada foydalanish uchun uning printsipi, ishlashi, xususiyatlari va aniq va ishonchli BOD ma'lumotlarini olish uchun amaliyotda qanday qo'llanilishini tushunish zarur, chunki bu ma'lumotlar qaror qabul qilishda hal etuvchi ahamiyatga ega bo'lishi mumkin.

Butun dunyo bo'ylab suv ifloslanishiga bo'lgan tashvishlarning doimiy o'sib borishi bilan, BOD tekshiruvi aniq va samarali o'tkazilishiga bo'lgan ehtiyoj aniqki, ortib boradi. Manometrik usul BOD asbobi — eng yaxshi texnologiyaga ega hamda foydalanish qulayligi bilan ajralib turadigan suv sifatini nazorat qilish tizimlaridan biridir va aynan shu tizimlar suvimizni saqlashda muhim rol o'ynaydi. Manometrik BOD asbobini mukammal egallash — atrof-muhit ifloslanishini nazorat qilish va suv sifatini samarali boshqarishni muhim hisoblaydigan muhandislar va/yoki tadqiqotchilar uchun katta ahamiyatga ega.