У промисловості очищення води ГПК є основним показником, який не можна ігнорувати. Незалежно від того, чи йдеться про побутові стічні води чи промислові стічні води, майже всі стандарти скиду включають обмеження COD. Отже, що саме означає COD? Звідки береться ГПК у стічних водах? І які етапи лікування необхідні, щоб привести його до стандарту? Ця стаття відразу роз’яснює ці питання.
Що таке COD?
COD - це абревіатура від Chemical Oxygen Demand. Простіше кажучи, він вимірює загальну кількість кисню, що споживається всіма речовинами у воді, які можуть окислюватися хімічними окислювачами (головним чином органічними речовинами, але також включає невелику кількість відновлювальних неорганічних речовин).
Іншими словами, чим вище значення COD, тим більше «брудних речей» може окислюватися у воді, і тим більше забруднена вода. Чим нижчий COD, тим чистіша вода.
У фактичних стандартах вивантаження ліміти COD змінюються залежно від місця призначення та місцевих вимог. Наприклад, загальні стандарти стоків для очисних споруд побутових стічних вод вимагають ХПК менше або дорівнює 50 мг/л або менше або дорівнює 100 мг/л. Промислові стічні води, які скидаються в муніципальні мережі трубопроводів або природні водойми, також мають чітко визначені межі ГПК.
Звідки береться COD?
Будь-яка органічна речовина або відновна речовина у воді, яка може бути окислена, утворює ГПК. Існує три основних джерела:
Вдома: залишки їжі, масляні плями, фекалії, миючі засоби, стічні води від купання.
Промислові: крохмаль і цукор з харчових фабрик, кров із боєнь, барвники з друку та фарбування, хімічні розчинники, деревна маса з виготовлення паперу, гній худоби.
Інше: рослинний опад, мікробні залишки, сульфіди, нітрити.
Просто запам’ятайте: все, що можна «окислити та спалити», вважається COD.
Як COD може відповідати стандартам виписки?
Зменшення ХПК на очисних спорудах зазвичай не є одноетапним-процесом, а скоріше поступовим шляхом багато-етапних процесів. Нижче описано стандартний процес лікування в п’ять етапів.
Крок 1: Попередня обробка – видалення великих часток і деяких зважених органічних речовин
Блок попередньої обробки в основному включає: сито, піскокамеру, жироуловлювач і вирівнювальний бак.
Екран затримує велике сміття, наприклад гілки дерев, пластикові пакети та ганчір’я.
Піскокамера дозволяє осідати піску та дрібному камінню.
Жироуловлювач видаляє плаваюче масло та жир.
Вирівнювальний бак балансує якість і кількість води, щоб запобігти впливу на наступні процеси.
Цей крок видаляє частину зважених і плаваючих органічних речовин, що призводить до попереднього зниження ХПК, але зменшення обмежене.
Етап 2: Фізико-хімічна коагуляція та седиментація – Видалення зваженої та колоїдної ГПК
Після попередньої обробки у воді залишається велика кількість дрібних зважених часток і колоїдної органіки. Вони не можуть швидко осідати під дією сили тяжіння і вимагають додавання хімічних агентів для коагуляції та седиментації.
Зазвичай використовувані агенти: поліалюмінію хлорид (PAC) і поліакриламід (PAM).
Принцип роботи: реагент дестабілізує дрібні частинки та колоїди, змушуючи їх агрегувати у більші пластівці, які потім відокремлюються у відстійнику. Цей крок значно видаляє зважений і колоїдний ГПК, роблячи воду набагато прозорішою.
Крок 3: Біологічне очищення – основний крок у видаленні розчиненої ГПК
Біологічне очищення є найважливішим і економічним кроком на більшості очисних споруд для зниження ГПК. Він використовує метаболічну активність мікроорганізмів для розкладання розчинених у воді органічних речовин на вуглекислий газ і воду.
Загальні процеси включають: процес A/O, процес A²/O, окислювальну канаву, SBR (секвенуючий реактор періодичної дії), MBR (мембранний біореактор) тощо.
Загалом його поділяють на два середовища:
Анаеробна стадія: у безкисневих -умовах анаеробні бактерії розкладають великі органічні молекули на менші органічні кислоти та метан, підвищуючи ефективність наступної аеробної обробки. Підходить для стічних вод з високою-концентрацією органічних речовин.
Аеробна стадія: аерація забезпечує надходження кисню, що дозволяє аеробним мікроорганізмам швидко розмножуватися та швидко споживати органічну речовину у воді, повністю окислюючи та розкладаючи її.
Цей етап може усунути від 70% до 90% або більше ГПК, що є вирішальним для досягнення відповідного лікування.
Крок 4: Розширене лікування – Зменшення залишкового ХПК після біологічного очищення
Після біологічного очищення більшість органічних речовин, що легко розкладаються, було видалено, але невелика кількість стійкої органіки все ще може залишатися у воді, або ГПК все ще може не відповідати стандартам скидання. Потім потрібне розширене лікування.
Загальні методи включають:
Вторинний відстійник: відокремлює активний мул від води в системі біологічної очистки, очищаючи стічні води. Це частина традиційного процесу, але лише його використання не може ще більше зменшити ХПК у розчині.
Окислення Фентона: додавання перекису водню та солей двовалентного заліза генерує гідроксильні радикали з високим ступенем окислення, які можуть руйнувати непокірну органічну речовину зі стабільною молекулярною структурою. Особливо підходить для промислових стічних вод хімічної та фармацевтичної промисловості.
Адсорбція активованим вугіллям: використовує пористу структуру активованого вугілля для адсорбції залишків органічних речовин і кольору, що ще більше знижує ГПК.
Мембранна фільтрація MBR: мембранний модуль безпосередньо вловлює колоїди та мікроорганізми, що призводить до надзвичайно низького вмісту зважених твердих речовин і ХПК у стічних водах.
Метою цього кроку є подальше зниження ХПК, з яким не може впоратися біологічна очистка, гарантуючи, що кінцеві стоки відповідають стандартам.
Крок 5: Дезінфекція та виписка
Нарешті, стічні води піддаються дезінфекції (наприклад, ультрафіолетом, гіпохлоритом натрію або озоном) для знищення патогенних мікроорганізмів. Одночасно такі показники, як ГПК, аміачний азот і загальний фосфор, відповідають стандартам скидів, що дозволяє скидати їх у природні водойми або використовувати повторно (наприклад, для озеленення, промивання тощо).
Вода різної якості має різні концентрації ГПК та вимоги до очищення, тому конкретні комбінації процесів необхідно розробляти на основі фактичних умов. Однак розуміння цього основного шляху чітко показує, що ГПК у стічних водах не зникає з повітря, а поступово зменшується шляхом фізичного перехоплення, хімічного осадження, мікробної деградації, розширеного окислення та адсорбційної фільтрації.
Якщо ваша компанія чи проект стикається з перевищенням стандартів COD, перевірка недоліків у відповідності до вищезазначених кроків часто дасть напрямок для вирішення проблеми.