Важность растворенного кислорода в воде и водных системах

1 декабря 2020
МоемГород

Ключевым компонентом воды является количество растворенного в ней кислорода, который играет важную роль во всем, от качества воды до жизнеобеспечения растений и животных. Растворенный кислород относится к общему количеству кислорода, присутствующего в настоящее время в воде. Водоемы получают кислород из двух отдельных источников, включая водные растения и атмосферу. Водные растения создают растворенный кислород посредством процесса фотосинтеза. Помните, что проточная вода всегда растворяет большее количество кислорода по сравнению с неподвижной водой в озере или пруду.

Растения и животные используют растворенный кислород как средство выживания. Каждое водное животное должно уметь дышать. Поскольку большинство водных организмов не обращаются за воздухом, они должны использовать растворенный в воде кислород, чтобы дышать правильно. Возможно снижение уровня растворенного кислорода в том случае, если большое количество органических материалов разлагается различными микроорганизмами . Пока этот процесс продолжается, микроорганизмы в воде потребляют растворенный кислород, что приводит к низкому уровню кислорода. На этом этапе организмы в воде могут покинуть свою нынешнюю среду обитания или погибнуть, если уровень кислорода станет слишком низким.

Из-за того, насколько важно определить точное количество растворенного кислорода в воде по разным причинам, вы должны знать, что существует множество методов, которые можно использовать для проверки воды на точное количество DO. Существуют специальные датчики и тестеры воды, которые позволяют определять количество растворенного кислорода - оксиметры.

Растворенный кислород относительно легко проверить, и он может быть очень полезен во многих промышленных применениях. Например, измерения DO необходимы в котлах, чтобы избежать коррозии. В этой статье подробно рассказывается о важности растворенного кислорода.

Основные выводы:

  • Растворенный кислород - это количество кислорода, присутствующего в воде, которое влияет на промышленные установки, животный мир, рыбоводство и борьбу с коррозией.
  • Содержание растворенного кислорода зависит от воздействия волн, давления воздуха, температуры, образования кислорода и баланса его использования.
  • Важно оценить растворенный кислород, чтобы понять качество воды и то, какие процедуры могут потребоваться.

Качество воды в растворенном кислороде

Вода, которая движется с большей скоростью, всегда будет содержать большое количество растворенного кислорода. Обычно это происходит в крупных реках и горных ручьях. С другой стороны, застойная вода состоит из значительно меньшего количества растворенного кислорода. Как упоминалось ранее, разложение органических веществ приводит к тому, что бактерии, обнаруженные в воде, потребляют любой растворенный кислород. Когда в реках и озерах содержится большое количество органических веществ, возникают эвтрофные условия, при которых водоем становится богатым питательными веществами.

Хотя вода, богатая питательными веществами, очень полезна для выращивания растений, в воде будет слишком много минералов и питательных веществ, чтобы животные могли выжить . В этих условиях водоросли будут быстро расти, в результате вода будет казаться зеленой на поверхности. Если вода застаивается и содержит значительное количество органических веществ, водным организмам может быть очень сложно получить необходимое количество DO. Эти условия особенно распространены в теплые летние дни. Более низкая температура воды приводит к более высокой концентрации растворенного кислорода, а температура теплой воды приводит к снижению уровня растворенного кислорода.

Также важно понимать, что теплая вода в озерах и аналогичных водоемах очень опасна для водных животных в случае застоя воды. Если вода застаивается, растворенный кислород останется у поверхности воды. Однако поверхность воды в теплые летние месяцы обычно слишком горячая, чтобы выжить большинство водных животных. Уровень растворенного кислорода также слишком низкий, когда вы приближаетесь к дну озера или реки.

Как растворенный кислород влияет на водоснабжение?

Если смотреть конкретно на источники питьевой воды в сообществе, уровень растворенного кислорода определяет общий вкус рассматриваемой питьевой воды. Когда уровень DO находится на более высоком уровне, питьевая вода, которую вы потребляете, будет иметь лучший вкус, чем вы, вероятно, предпочтете . Однако важно понимать, что более высокие уровни DO на самом деле наносят ущерб различным компонентам и системам, которые используются при распределении и очистке питьевой воды. Например, слишком высокий уровень DO может ускорить коррозию водопроводных труб.

Из-за ущерба, который может быть нанесен высоким уровнем растворенного кислорода, в большинстве отраслей промышленности используется вода, содержащая лишь небольшое количество растворенного кислорода. Для котлов низкого давления ppm, обнаруженного в воде, будет 2,0 или меньше . Для операторов котельных оптимальные уровни DO ниже 0,007 ppm

4 вещи, от которых зависит точная концентрация растворенного кислорода:

  • Волновое воздействие - водоемы неизменно содержат большее количество растворенного кислорода в более ветреные дни и не допускают стоячей воды.
  • Давление воздуха. Когда давление воздуха, окружающего водоем, является высоким, все большее количество растворенного кислорода попадает в воду, что делает эти условия более благоприятными по сравнению с условиями низкого давления воздуха.
  • Температура. Как упоминалось ранее, холодная вода будет содержать большее количество растворенного кислорода, чем теплая.
  • Создание и баланс использования кислорода. Водные растения в водоеме будут создавать растворенный кислород в процессе фотосинтеза, после чего рыба и другие водные животные будут потреблять его.

Количество растворенного кислорода в воде имеет значение по нескольким причинам. Например, любой растворенный в воде кислород займет определенное количество места. Когда уровень растворенного кислорода находится на более высоком уровне, в воде не так много места для содержания других растворенных веществ. Если уровень растворенного кислорода чрезвычайно низок, минералы, находящиеся на дне озера, начнут растворяться в воде более быстрыми темпами. Хотя высокое содержание минералов в воде не вызывает проблем со здоровьем, это может изменить запах и вкус воды.

На водоочистных сооружениях существует ряд различных обработок, которые можно использовать для коррекции запаха и вкуса , которые могут присутствовать в воде при низкой концентрации растворенного кислорода. Когда в воду добавляется активированный уголь, все проблемы с запахом, вкусом и цветом исчезнут. Если уровень pH слишком низкий, в воду можно добавить гидроксид натрия. Количество сульфата алюминия в воде также можно регулировать. Это своего рода коагулянт, который связывает взвешенные частицы друг с другом в процессе интенсивной очистки воды.

Почему так важно оценивать растворенный кислород?

Есть много причин, по которым важно оценивать количество растворенного кислорода в воде. Каждому животному, живущему в водоеме, для выживания необходимо некоторое количество кислорода. Когда уровень кислорода становится слишком низким, возникает гипоксия, которая приводит к развитию различных видов водорослей. Если в воде нет кислорода, произойдет аноксия. В этот момент окисление органических материалов будет происходить быстрее, чем попадание растворенного кислорода в воду.

Оба этих сценария создают опасные условия для жизни животных в воде. Недостаток кислорода означает, что водоросли и подобные им растения будут расти быстрыми темпами. Когда эти растения умирают, они полностью погружаются на дно водоема перед разложением. Животные, скорее всего, умрут, потому что у них больше не будет доступа к необходимому им кислороду. Чтобы животные могли нормально выжить, уровень DO в воде должен быть умеренно высоким.

Оценка растворенного кислорода также очень важна в промышленных условиях для многих процессов. Например, очистные сооружения полагаются на разложение твердых веществ бактериями. При низком уровне DO бактерии, необходимые для завершения этого процесса, погибнут, что приведет к прекращению разложения до восстановления уровней DO. Когда уровни растворенного кислорода слишком высоки на очистных сооружениях, будет эффективно тратиться слишком много энергии, что делает процесс неэффективным. Для промышленных котлов необходимы низкие уровни DO, чтобы избежать образования накипи и коррозии. Когда количество накипи внутри котла увеличивается, процесс теплопередачи в системе становится все более неэффективным.

Измерение концентрации растворенного кислорода важно в таких областях, как транспортировка живой рыбы, борьба с коррозией, очистка сточных вод и рыбоводство. Это измерение может дать вам четкое представление о качестве воды и о том, какие процедуры могут потребоваться. Для водоочистных сооружений, которые проверяют и обрабатывают воду, чтобы убедиться, что вода безопасна для питья, многие измерения будут проводиться в процессе очистки. Точное количество DO в воде необходимо определять, как нужно изменить запах и вкус воды перед угощением.