Çözünmüş Oksijen

 Yazdır

Çözünmüş Oksijen (ÇO) nedir?  

Çözünmüş oksijen, suda bulunan gaz oksijen miktarını belirten bir ölçüdür. Yaşamı destekleyebilecek sağlıklı sularda çözünmüş oksijen (ÇO) bulunmalıdır.

Çözünmüş oksijen suya şu şekilde girer:

  • atmosferden doğrudan absorpsiyon.
  • rüzgar, dalga, akıntı veya mekanik havalandırmadan kaynaklanan hızlı hareket.
  • prosesin yan ürünü olarak su bitkisi fotosentezi.

Sudaki Çözünmüş Oksijen konsantrasyonuna katkıda bulunan faktörler:

  • Atmosfer basıncı: Yüksek atmosfer basıncı, su kütlelerinin daha fazla çözünmüş oksijen tutmasına olanak sağlar. Yukarıdan gelen basınç, suyun daha fazla oksijen molekülü tutmasını mümkün kılar. Bu nedenle, yüksek rakımlarda atmosfer basıncı daha az olduğu için ÇO konsantrasyonları genellikle daha düşük olur.
  • Sıcaklık: Daha düşük sıcaklığa sahip bir su kütlesinde daha fazla çözünmüş oksijen bulunabilir çünkü oksijen molekülleri daha az hareketli olur. Daha sıcak sudaki oksijen moleküllerinin artan hareketi, oksijen moleküllerinin suyun dışına çıkıp havaya karışmasını sağlar.
  • Su derinliği: Su sığlaştıkça, ÇO konsantrasyonu artar çünkü yüzeyde dalgaları oluşturan rüzgar ÇO'yu artırır ayrıca daha sığ ışıklı sularda yaşayan su bitkileri, fotosentezin bir yan ürünü olarak ÇO oluşturur.
  • Tuzluluk: Daha düşük tuzluluk, daha yüksek bir ÇO konsantrasyonuna katkıda bulunur çünkü tuzlar gazların çözünürlüğünü etkiler ve onları sudan çıkarır.
  • Biyoaktivite: Sudaki mikroorganizmaların daha düşük biyolojik aktivitesi daha yüksek ÇO konsantrasyonuyla sonuçlanır çünkü organiklerle ve çürüyen maddelerle beslenen mikroorganizmalar solunumlarında oksijen kullanır.

Satın Alın

Çözünmüş Oksijen Neden İzlenmelidir?

Uygun ÇO seviyelerinin korunması için sudaki ve arıtımdaki çözünmüş oksijenin ölçülmesi, bir çok su arıtma uygulamasında çok önemli bir işlevdir. Çözünmüş oksijen, yaşamı ve arıtma proseslerini desteklemek için gerekli olsa da, ekipmana zarar veren ve ürünü tehlikeye atan oksidasyona neden olduğu için zararlı da olabilir. Çözünmüş oksijen şunları etkiler:

  • Kalite: ÇO konsantrasyonu kaynak suyunun kalitesini belirler. Yeterli ÇO olmadığında su kirlenir ve sağlıksız hale gelir ayrıca çevrenin, içme suyunun ve diğer ürünlerin kalitesi etkilenir.

  • Yönetmeliklere Uygunluk: Yönetmeliklere uymak için atık suyun bir akarsuya, göle, nehre veya su yoluna boşaltılmadan önce genellikle belirli ÇO konsantrasyonlarına sahip olması gerekir. Yaşamı destekleyebilecek sağlıklı sularda çözünmüş oksijen bulunmalıdır.

  • Proses Kontrolü: ÇO seviyeleri, atık suyun biyolojik arıtımının yanı sıra içme suyu üretimi biyofiltrasyon aşamasının kontrol edilmesinde de kritik öneme sahiptir. Bazı endüstriyel uygulamalarda (örneğin, enerji üretimi) ÇO, buhar üretimi için zararlıdır, bu nedenle çıkarılmalı ve konsantrasyonu sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir.

İşletmenize özgü proses uygulamanızda çözünmüş oksijen düzeylerini başarılı bir şekilde izlemek ve yönetmek için ihtiyacınız olan test cihazlarını, kaynakları, eğitimleri ve yazılımı Hach ®'da bulabilirsiniz.

Çözünmüş Oksijeni İzlemeye Yönelik Öne Çıkan Ürünler

LDO sc Luminesan Çözünmüş Oksijen Sensörleri

Hach’in yeni nesil LDO ®(lüminesan çözünmüş oksijen) Probu, sensör kapağının 2 yıllık ömrü boyunca kalibrasyon gerektirmez. Bu da kutudan çıkar çıkmaz 0 - 20 ppm aralığında ÇO ölçümünüzü yapmaya hazır olduğu anlamına gelir.

Satın Alın

HQ Serisi Portatif Ölçüm Cihazları

HQ Serisi, sahada ve laboratuvarda elektrokimyasal analiz gerçekleştirmek isteyen su kalitesi profesyonelleri içindir.

Satın Alın

HQ Serisi/HQD Ölçüm Cihazları/Intellical Problar

Sağlam ve uzun ömürlü HQD ®Portatif ve Laboratuvar Tipi Ölçüm Cihazları, içme suyu ve atık su uzmanlarına en yüksek güven ve esnekliği sağlamak için tasarlanmıştır.

Satın Alın

Intellical Problar

Red Rod probları, laboratuvarda çok çeşitli numune türlerinde sıra dışı performans ve yanıt süresi sunar. Sağlam paslanmaz çelik dış mekan probları, 0,05 - 20 ppm aralığında yerinde analiz için son derece pratiktir.

Satın Alın

Orbisphere K1100/K1200 Oksijen Sensörleri

Orbisphere ®K1000 Sensörleri, enerji santrallerinin yanı sıra diğer düşük (0 - 2 ppm) ve yüksek (0 - 40 ppm) aralıklı uygulamalarda oksijeni izlemek için tasarlanmış, bakım gerektirmeyen, optik LDO Sensörleridir. K1x00 serisi nükleer enerji uygulamaları için tasarlanmış bir sensör de içerir.

Satın Alın

Orbisphere M1100 Oksijen Sensörleri

Orbisphere ®M1100 Optik Sensör, Orbisphere ®410 (tek kanallı) ve Orbisphere ®510 (çok kanallı) Kontrol Ünitesi ile birlikte, içecek üretim prosesinin yanı sıra diğer düşük (0 - 2 ppm) ve yüksek (0 - 40 ppm) aralıklı uygulamalarda oksijen izlemenin yeni bir yolunu sunar.

Satın Alın

 

Hangi Prosesler Çözünmüş Oksijenin İzlenmesini Gerektirir?

Atık Su Arıtma

Bir tesise giren giriş suyu, organik maddeler ve organik maddelerle beslenirken oksijen tüketen mikroorganizmalar içerdiğinden genellikle düşük bir ÇO konsantrasyonuna sahiptir.

ÇO'nun izlenmesi, havalandırma havuzlarındaki verimliliği artırmaya yardımcı olur. Bir tesis çevrimiçi ÇO ölçüm ekipmanını kullanarak, havalandırmayı organik yükün gerektirdiği ÇO ile eşleşecek şekilde ayarlayarak enerji maliyetlerini azaltabilir. Sürekli ölçüm ve ayarlama, mikroorganizmaların organik maddeleri tüketmek için yeterli oksijene sahip olmasını sağlarken tesisin mümkün olduğunda havalandırmayı azaltarak enerji tasarrufu yapmasına imkan tanır. Atık su arıtma işleminde havalandırma kontrolü..

ÇO seviyelerinin, ekosistemleri korumak ve yasal deşarj izinlerine uymak için minimum ÇO seviyesi gereksinimlerini karşılamak üzere tesisten çıkan çıkış suyunda yenilenmesi gerekir. Bu yönetmelikler, çıkış suyunun alıcı su yollarındaki oksijen seviyelerini tüketmemesini sağlar.

Bu dengeleme havuzu su arıtımı için önemli bir adımdır. Çözünmüş oksijenin izlenmesi, çıkış suyunda yeterince yenilemiş çözünmüş oksijen bulunmasını sağlar.

Endüstriyel Buhar Üretimi

ÇO, ekipmanda korozyona neden olduğu için ÇO'nun düşük olması veya hiç olmaması sızıntıları, arızaları ve kapanmaları önleyebilir.

Gökyüzüne buhar yayan soğutma kuleleri. Çözünmüş oksijen, endüstriyel su arıtımı işleminin izlenmesi ve korozyon hasarına karşı korunma sağlanması için gereklidir.

İçme Suyu Arıtımı

ÇO ve kaynak su sıcaklığının izlenmesi, mangan konsantrasyonundaki mevsimsel artış için erken uyarı sağlayabilir. Yüksek ÇO seviyeleri su borularındaki korozyonu hızlandırır. Düşük ÇO seviyeleri, ferro demir konsantrasyonunda artışa neden olarak su havalandırılırken musluk suyunda renk değişikliğine neden olabilir.

Dağıtım sistemine deşarj edilen bitmiş suda dengeli bir ÇO konsantrasyonu sağlamak önemlidir. Dengeli ÇO, içme suyunun tadını iyileştirebilir.

Bir bardak berrak su, gözle görünmeyen kimyasallar için içme suyunun izlenmesinin önemini hatırlatır.

İçecek Endüstrisi

Alkolsüz içecek şirketleri; tadı stabilize etmek, raf ömrünü sağlamak ve ambalajlı kutularda korozyonu önlemek için ÇO seviyeleriyle ilgili kalite standartları belirler.

Bira fabrikaları ÇO'yu izler çünkü fermantasyon oksijenasyon gerektirir. Ancak ambalajlarda, raf ömrünü uzatmak ve tat/kokuyu dengelemek için düşük ÇO seviyeleri gereklidir. ( Butik bira yapımında ÇO ölçümü)

Şarap üreticileri; oksidasyonu, aroma kaybını, renk değişikliğini, hızlı yıllanmayı ve mikroorganizmaların büyümesini önlemek için ürüne sülfit ekleyerek düşük ÇO içeriğini korurlar.

Meyve suyu üreticileri, lezzet dengesini sağlamak için ÇO'yu düşük tutarlar.

İçecek üretim tesisinde hareket eden cam şişeler. Çözünmüş oksijenin izlenmesi, ürün kalitesinin yönetimi açısından önemlidir.

Akuakültür

Akvaryumlarda ve balık çiftliklerinde, balıkların yaşamını desteklemek için minimum ÇO seviyesi 4,5 mg/l olmalıdır. Çok fazla ÇO, hastalıkların yayılmasına neden olabilir.

Yetiştirilen deniz ürünlerini tutan akuakültür ağ kafesleri. Balıklar suda çözünmüş oksijene ihtiyaç duyar ancak çok fazla olması hastalığa neden olabilir.

Çevre İzleme

Sağlıklı bir ÇO konsantrasyonu olmadan, bir su kütlesi hipoksi yaşayabilir. Bu, sudaki yaşamı desteklemek için yeterli oksijenin olmadığı bir durumdur.

Bunun gibi nehirler, su yaşamını desteklemek için çözünmüş oksijene ihtiyaç duyar. Çözünmüş oksijenin çok az olması hipoksiye yol açar.

Çözünmüş Oksijen Nasıl İzlenir?

ÇO, çözünmüş bir gaz olduğu için yerinde, ideal olarak su kütlesinde ölçülmelidir. Elle numune almak, ölçümün doğruluğunu engelleyen atmosferik oksijen ve sıcaklık değişikliklerine neden olur.


Hach Intellical™ LDO101 Laboratuvar Tipi Lüminesan/Optik Çözünmüş Oksijen (ÇO) Sensörü, 1 m Kablo

Elektrotlar

ÇO, çözünmüş bir gaz olduğu için yerinde, ideal olarak su kütlesinde ölçülmelidir. Elle numune almak, ölçümün doğruluğunu engelleyen atmosferik oksijen ve sıcaklık değişikliklerine neden olur.

Optik Sensörler

Bu yöntemde ÇO ölçümü için hafif ve lüminesan malzeme kullanılır. Bu elektrotlar daha az bakım gerektirir, kalibrasyonu korur, hidrojen sülfür veya diğer çözünmüş gazlardan etkilenmez. Hızlı yanıt sürelerinde doğruluk, kararlılık ve tekrarlanabilirlik sunarlar.

Elektrokimyasal Sensörler

Bu yöntemde ÇO ölçmek için Galvanik veya Clark tipi elektrotlar (elektrolit çözeltisinde anot ve katot) kullanılır. Doğruluktan emin olmak için elektrotların sık aralıklarla kalibre edilmesi gerekir ve su numuneleri nazikçe karıştırılmalıdır.


Hach'in Çözünmüş Oksijen AccuVac® Ampulleri, LR, 25/pk

Kolorimetrik Yöntem

İndigo karmin, sudaki ÇO ile reaksiyona girerek ÇO konsantrasyonu ile orantılı mavi bir renk üretir. Mavi renk, bir çizelge ile görsel olarak karşılaştırılabilir veya kolorimetre ya da spektrofotometre ile okunabilir. Bu yöntem taşınabilir ve sahada kullanıma uygundur ancak bazı sınırlamaları vardır. Su berrak ve partikülsüz olmalıdır.


Hach Çözünmüş Oksijen Test Kiti, Model OX-2P

Winkler Titrasyonu

Bu yöntem, asidik bir çözelti oluşturan ÇO ile bir reaksiyon oluşturmak için su numunelerine kimyasallar (mangan, iyot ve hidroksit) eklenerek gerçekleştirilir. Asidi titrasyonla nötralize etmek için gereken alkali reaktif miktarı, orijinal su örneğinde ne kadar ÇO olduğunu gösterir. Bazı alanlarda geleneksel bir yöntem olarak kabul edilse de zaman alıcı ve insan hatalarına tabi olan bir yöntemdir. Bu yöntem için çevrimiçi ölçüm cihazı bulunmamaktadır.

Sık Sorulan Sorular

ÇO izleme, arıtma tesisimin tasarruf etmesini nasıl sağlayabilir?

Bir atık su tesisinin enerji bütçesinin yaklaşık %70'i havalandırma sistemlerine güç sağlamak için harcanmaktadır. Membranlı ÇO sensörleri güvenilir olmadığı için bu havalandırma sistemleri yıllardır hava akışı ayar noktasının, valf konumlarının veya motor hızının manuel olarak değiştirilmesiyle kontrol ediliyordu. LDO, sistemlerin havalandırmayı belirli bir ÇO ayar noktasına kadar otomatik olarak kontrol etmesini mümkün kılarak havalandırıcıların yüke gerçek zamanlı olarak yanıt vermesini ve enerji maliyetlerinde %30 - %60 oranında tasarruf etmenizi sağlar.

ÇO neden önemli?

Çözünmüş oksijen; balıklar, omurgasızlar, bakteriler ve bitkiler dahil olmak üzere birçok yaşam biçimi için gereklidir. Bu organizmalar, karadaki organizmalar gibi solunum için oksijen tüketirler. Balıklar ve kabuklular solunum için solungaçlarından oksijen alırken bitkiler ve fitoplanktonlar, fotosentez için ışık olmadığında solunum için çözünmüş oksijene ihtiyaç duyar. İhtiyaç duyulan ÇO miktarı canlıdan canlıya değişir. Dipte beslenenler, yengeçler, istiridyeler ve solucanlar minimum miktarda oksijene (1 - 6 mg/l) ihtiyaç duyarken sığ su balıkları daha yüksek oksijen seviyelerine (4 - 15 mg/l) ihtiyaç duyar. Bakteriler ve mantarlar da çözünmüş oksijene ihtiyaç duyar. Bu organizmalar, su kütlesinin dibindeki organik materyali ayrıştırmak için ÇO kullanır. Mikrobiyal ayrışma, besin döngüsünün önemli bir parçasıdır. Ancak seyrek veya hiç dönüşü olmayan (tabakalaşma olarak da bilinir) bir su kütlesinde fazla miktarda çürüyen organik madde (ölen alglerden ve diğer organizmalardan) varsa daha düşük su seviyelerindeki oksijen daha hızlı tüketilir.

ÇO doygunluğu nedir?

Tabakalaşma olmayan stabil bir su kütlesinde, ÇO %100 hava doygunluğunda kalacaktır. %100 hava doygunluğu, suyun dengede tutabildiği kadar çok çözünmüş gaz molekülü barındırdığını gösterir. Dengedeyken sudaki her bir gazın yüzdesi, kendi kısmi basıncı olarak bilinen atmosferdeki bu gazın yüzdesine eşit olur. Su, tam doygunlukta dengeye ulaşıncaya kadar atmosferdeki oksijeni ve diğer gazları yavaşça emer. Bu proses havalandırma ile hızlandırılır. ÇO'nun suda %100 hava doygunluğunu biyolojik yollarla aşması mümkündür.

Basınç, oksijen çözünürlüğünü nasıl etkiler?

Basınç arttıkça çözünmüş oksijen konsantrasyonu artar. Bu, hem atmosfer basıncı hem de hidrostatik basınç için geçerlidir. Daha düşük rakımlardaki su, daha yüksek rakımlardaki sudan daha fazla ÇO tutabilir. Bu ilişki aynı zamanda termoklin altındaki suların "aşırı doygunluk" potansiyelini de açıklar. Daha yüksek hidrostatik basınçlarda su, kaçmasına izin vermeden daha fazla ÇO tutabilir ve bu nedenle, aynı konsantrasyonda daha düşük ÇO doygunluğu sağlayabilir. Su sıcaklığı sabit olduğu için hidrostatik basınç nedeniyle gaz doygunluğu her bir metrelik derinlik artışında ~%10 oranında azalır. Bu, aynı konsantrasyondaki ÇO'nun yüzeyde %100 hava doygunluğundayken yüzeyin 3 metre altında yalnızca %70 hava doygunluğunda olabileceği anlamına gelir.

ÇO çözünürlüğünü neler etkiler?

%100 hava doygunluğuna sahip iki su kütlesi de aynı ÇO konsantrasyonuna sahip olmayabilir. Çözünmüş oksijen miktarı (mg/l cinsinden) sıcaklık, basınç ve tuzluluğa bağlı olarak değişir.