Вичерпні показники вмісту органічної речовини при обробці води

Комплексні показники вмісту органічної речовини при обробці стічних вод підпадають на дві категорії:

Один тип виражає кількість кисню, необхідного для виробництва органічної речовини у воді, наприклад, біохімічний попит на кисень (БПК), потреба в хімічному кисні (COD) та загальний попит на кисень (TOD);

Інший тип виражає кількість вуглецю, наприклад, загальний органічний вуглець (TOC).

Для одного типу стічних вод значення цих показників, як правило, різняться. Порядок величини:

TOD> COD> BOD5> TOC

TOD відноситься до кількості кисню, необхідного для перетворення зменшення речовин у воді у стабільні оксиди після горіння при високих температурах. Результат виражається в мг/л. Значення TOD відображає кількість кисню, необхідного для перетворення майже всіх органічних речовин у воді (включаючи вуглець (С), водню (H), кисню (O), азоту (N), фосфору (P), сірки (S) та інших компонентів) у CO2, H2O, NOX, SO2 та інші суб'єкти після вкусі.

TOD ближче до теоретичного попиту на кисень (TOD), ніж BOD, COD та індекс перманганату. TOD вимірюється шляхом спалювання та окислення органічної речовини при 900 градусах у спеціальному пальнику, використовуючи платину в якості каталізатора. Це вимірювання ближче до теоретичного попиту на кисень, ніж ХПК.

Інструментальне вимірювання TOD займає лише близько 3 хвилин, щоб отримати результати. Тому вона привернула значну увагу завдяки своїм перевагам швидкого аналізу, простоти, мінімальних перешкод та високої точності. Якщо коефіцієнт кореляції може бути визначений між TOD та BOD5, використання TOD як виробничого індикатора матиме більшу практичну цінність.

TOC - це всебічний показник, який опосередковано вказує на вміст органічної речовини у воді. Він відображає загальний вміст вуглецю в органічних речовинах у стічних водах, виражених у мг/л вуглецю (C). Рівень ТОС у типових муніципальних стічних водах може досягти 200 мг/л, тоді як у промисловому діапазоні стічних вод широко, досягаючи високих десятків тисяч мг/л. Рівні ТОС після вторинного біологічного лікування, як правило, є<50 mg/L.

Вимірювання загального органічного вуглецю (ТОС) аналогічне вимірювання загальної органічної речовини (TOD). Він передбачає окислення та спалювання зразка води при 900 градусах, використовуючи платину як каталізатор. Збільшення СО2 в газі вимірюється для визначення загального вмісту вуглецю у зразку води, забезпечуючи всебічний показник загальної кількості органічної речовини у зразку води.

Оскільки вимірювання TOC використовує високотемпературне горіння, воно повністю окислює органічну речовину. Він забезпечує більш прямий показник загальної кількості органічних речовин, ніж БПК або СК. Тому його часто використовують для оцінки ступеня органічного забруднення у водоймах.

ХПК відноситься до кількості кисню, перетвореного з окислюваного, споживаного органічною речовиною у воді, коли він реагує з сильним окислювачем (наприклад, дихромат калію або перманганат калію) в певних умовах. Він вимірюється в мг/л кисню. Коли дихромат калію використовується як окислювач, майже всі (90%-95%) органічної речовини у воді окислюються. Кількість кисню, що перетворюється з окислюваного в цей час, зазвичай відома як хімічний попит на кисень (CODCR), часто скорочується як CODCR.

Значення CODCR стічних вод не тільки включає попит на кисень, необхідний для окислення майже всіх органічних речовин у воді, але й включає попит на кисень, необхідний для окислення зменшення неорганічних сполук, таких як нітрити, чорні солі та сульфіди. Попит на хімічний кисень, виміряний за допомогою перманганату калію як окислюванню, називається індексом перманганату калію або попитом на кисень, скороченим як CODMN або OC, і експресується в мг/л.

Оскільки перманганат калію має слабку окислювальну здатність, ніж дихромат калію, значення CODMN для одного і того ж зразка води, як правило, нижче, ніж його значення CODCR. Це означає, що CODMN вказує лише на вміст легко окислюваної органічної або неорганічної речовини у воді.

Тому моя країна та багато інших країн, у тому числі в Європі та США, використовують CODCR як комплексний показник для контролю органічного забруднення, використовуючи при цьому індекс CODMN як єдиний показник для оцінки та моніторингу вмісту органічних водойм, таких як морська вода, річки та озера, або питна вода.

Попит на біохімічний кисень (БПК) означає біохімічний попит на кисень, скорочений як БПК. Він являє собою кількість розчиненого кисню, споживаного аеробними мікроорганізмами під час біохімічного окислення органічної речовини у воді при 20 градусах у присутності кисню. Це стосується кількості кисню, необхідного для стабілізації біологічно розкладаються органічної речовини у воді. Він виражається в мг/л.

BOD включає не тільки кисень, споживаний ростом, розмноженням або диханням аеробних мікроорганізмів у воді, але і кисню, споживаним за рахунок зменшення неорганічних речовин, таких як сульфід та залізо заліза. Однак ця частина кисню, як правило, є невеликим відсотком.

У природних умовах при 20 градусах час, необхідний для органічної речовини, окислюючись на стадію нітрифікації, тобто повне розкладання та стабілізацію, становить понад 100 днів. Однак на практиці BOD20 на 20 градусів (20 днів) часто використовується для наближення повного БПК. Однак у виробничих програмах 20-денний період все ще вважається занадто довгим, а BOD5 на 20 градусів (5 днів) зазвичай використовується як показник вмісту органічної речовини в стічних водах.

BOD5 - це не лише важливий показник якості води, але й вирішальний контрольний параметр у біологічній обробці стічних вод. Однак через тривалий час вимірювання (5 днів) він не може своєчасно відображати та керувати роботою обладнання для очищення стічних вод. Він може бути використаний лише для оцінки продуктивності процесу та проведення довгострокового контролю процесу. Для конкретних споруд для очищення стічних вод може бути встановлена кореляція між BOD5 та COD, використовуючи ХПК, щоб приблизно оцінити значення BOD5 для керівництва коригуванням процесу лікування. Іноді, оскільки деякі промислові стічні води не мають умов для зростання та відтворення мікробів (наприклад, наявність токсичної органічної речовини), неможливо точно виміряти його значення BOD5.

Випробування хімічного попиту на кисень (ХПК) стічних вод може точно визначити вміст органічної речовини у воді, але ХПК не може розрізняти біологічно розкладається та не біорозкладається органічну речовину. Люди традиційно використовують співвідношення BOD5/COD для визначення біодеградації стічних вод. Зазвичай вважається, що якщо коефіцієнт BOD5/COD перевищує 0,3, стічні води можуть бути оброблені методами біодеградації. Якщо співвідношення BOD5/COD менше 0,2, слід враховувати інші методи лікування.

Хімічний попит на кисень (ХПК), як правило, вищий, ніж біохімічний попит на кисень (BOD5). Різниця між двома значеннями приблизно відображає кількість органічних речовин у стічних водах, які не можуть бути деградовані мікроорганізмами. Для стічних вод із відносно фіксованим складом забруднюючих речовин, COD і BOD5, як правило, мають певну пропорційну взаємозв'язок і можуть бути використані для висновку один одного.