Koncentrace kyslíku: Příklady aplikací

Měření kyslíku na biologických čistírnách odpadních vod

Měření koncentrace kyslíku rozpuštěného ve vodě je využíváno především pro monitorování a řízení aktivačního a nitrifikačního procesu. Vhodná koncentrace kyslíku umožňuje minimalizovat energetickou spotřebu aeračních zařízení a současně zajistit optimální provoz aktivačního (nitrifikačního) a denitrifikačního stupně v neustále se měnících provozních podmínkách. Lze proto efektivně odstraňovat jak organické znečištění tak současně i znečištění dusíkatými látkami při minimální spotřebě elektrické energie, která tvoří jednu z největších nákladových položek při provozu ČOV.

Systémy INSA pro měření koncentrace kyslíku pracuji spolehlivě na stovkách čistíren, jak komunálních, tak také čistíren odpadních vod z potravinářských technologií, koželužen, farmaceutického průmyslu, na ČOV asanačních ústavů (kafilérií) atd. Přístroje jsou prakticky bez výjimky spojeny buď z frekvenčními měniči, nebo s automaty ovládajícími výkon aeračních zařízení stupňovitě. Měřiče mohou řídit frekvenční měniče i přímo, bez dalších zařízení.

Dalším místem technologie ČOV, ve kterém je důležité sledovat koncentraci kyslíku, jsou regenerační nádrže kalového hospodářství. Měření kyslíku je důležité rovněž v dočišťovacích nádržích - rybnících. Měření se v těchto případech provádí při minimální rychlosti pohybu vody, kde obecně mívají některá kyslíková čidla bez přídavného míchání problémy. Čidla CSOT43 mají extrémně malou spotřebu kyslíku, čidla CSOT53 a CSOT63 pak dokonce spotřebu nulovou, takže pracují v těchto případech zcela korektně, i bez přídavného míchání. Nepatrná rychlost proudění rovněž neumožňuje - na rozdíl od aktivačních nádrží ČOV - samočištění čidel. V těchto případech se výborně osvědčily systémy INSA s automatickým čištěním čidel.

Znečišťování čidel je pro nás výzvou

Měření koncentrace kyslíku na ČOV bývá náročné především v těch případech, kdy se na povrchu kyslíkových čidel vytváří sliz. Pro údržbu zařízení by to znamenalo čistit čidla v extrémních případech i jedenkrát denně. Pro tyto případy je ideálním řešením automatické čištění - snímač SPO41MEK. Nepříjemné manuální čištění čidel tím zcela odpadá.

Vlevo: Kyslíkové čidlo bez automatického čištění, umístěné v aktivační nádrži s vodou obsahující slizové mikroorganismy, po 1 týdenním provozu bez čištění.

Vpravo: Kyslíkové čidlo v obdobných podmínkách po 12 měsíčním provozu s automatickým čištěním, bez manuálního zásahu.

Údržba systému pak spočívá pouze v tom, že se měření jednou za cca 6 měsíců jednoduše překalibruje na vzduchu. Rekalibrace se provádí pootočením snímače v upínce, tak aby kyslíkové čidlo bylo na vzduchu, a odstartováním kalibrační procedury stlačením tlačítka. Kalibrace se dále provede již automaticky. Po ukončení kalibrace se snímač pootočí zpět do pracovní polohy a tím je údržba dokončena.

Automatické čištění pochopitelně přináší bezpečnější provoz a pro obsluhu komfort i v těch případech, kdy se na čidle sliz nevytváří a čidlo je více nebo méně čištěno pohybem měřené vody. Mnohde toto samočištění prouděním vody dokonce pro běžný provoz postačuje, i bez nasazení automatického čištění. Systémy s automatickým čištěním se výborně osvědčují také v náročných podmínkách regeneračních nádrží kalového hospodářství, nebo v dočišťovacích nádržích - rybnících. I v těchto případech pracují systémy INSA s automatickým čištěním bez nejmenších problémů.

Měření kyslíku v úpravnách vody

Měření kyslíku je důležité také v úpravnách vody, které zpracovávají povrchovou vodu.

Změny koncentrace kyslíku informují o změně organického zatížení a také mohou signalizovat uvolňování manganu do surové vody.

Koncentrace kyslíku v surové vodě rovněž ovlivňuje provozní režim jednotlivých technologických stupňů úpravny.

Měření kyslíku v rámci monitoringu povrchových vod

Koncentrace kyslíku je významnou informací o znečištění povrchové vody. V čistých povrchových vodách se koncentrace kyslíku pohybuje obvykle mezi 85 % až 95 % nasycení, ale může být v biologicky nebo chemicky kontaminovaných vodách podstatně nižší nebo i podstatně vyšší. V průběhu denního cyklu se koncentrace v důsledku změn intenzity fotosyntézy mění. Dynamika změn je výrazně vyšší u silně eutrofizovaných vod.

Měření koncentrace kyslíku je důležitou součástí každé monitorovací stanice. Pro tyto aplikace je rovněž velmi výhodné použít snímače s automatickým čištěním čidel (SPR41ME, případně SPO41ME), které umožňují dlouhodobý bezobslužný provoz stanice.

Měření kyslíku při chovu ryb

Informace o množství kyslíku ve vodě je životně důležitá pro rybářské technologie - odchovny ryb, sádky, rybníky. Koncentrace 3 až 4 mg/l se obvykle považuje za dolní hranici, závisí na citlivosti ryb. Lososovité ryby vyžadují koncentraci kolem 6 mg/l.

Podle charakteru a rozsahu jednotlivých zařízení zde nachází uplatnění celá škála měřičů INSA. Pro operativní měření koncentrace kyslíku v rybnících, sádkách či odchovnách ryb, nebo i pro menší stabilní provozy, se v minulosti výborně osvědčily kapesní měřiče kyslíku MKT44A (na spodním obrázku). Na jejich dlouhou tradici navázal v současnosti dodávaný modernizovaný typ MFD79, dostupný také s moderním optickým čidlem CSOT53. Stačí jednoduše ponořit čidlo do vody, počkat na ustálení hodnoty a odečíst koncentraci na displeji...

Pro větší zařízení je možno s výhodou použít trvale instalované závěsné čidlo CSOT63. Kontinuální měření koncentrace kyslíku v těchto zařízeních však může být relativně obtížné, a to ze dvou důvodů. Jedním důvodem je skutečnost, že povrch separační membrány je velice rychle kontaminován. Druhým důvodem je malá rychlost pohybu měřené vody, která jednak vyžaduje použití čidel s velmi malou spotřebou kyslíku, a také snižuje samočištění čidel prouděním - čidla je mnohde nutné čistit i denně.

V těchto případech se uplatní příznivé vlastnosti čidel INSA - spotřeba kyslíku je velmi malá (čidla CSOT43), nebo dokonce nulová (CSOT53 a CSOT63), takže lze měřit i v prostředí bez pohybu vody. Automatické čištění čidla (snímače SPO41ME, SPR41ME) umožňuje spolehlivou činnost systému i v nejnáročnějších případech, prakticky bez jakékoliv údržby.

Měření kyslíku v potravinářském průmyslu

Kyslík hraje důležitou roli ve všech fermentačních procesech - např. při výrobě piva. V mladině musí být dostatečné množství kyslíku, aby byl proces kvašení optimální. Naopak po ukončení kvašení se musí udržet koncentrace kyslíku co nejnižší.

Zbytková koncentrace kyslíku rozhoduje o trvanlivosti vyrobeného nápoje. Pro dosažení dlouhé doby skladování musí být koncentrace maximálně několik desetin mg/l.