אינדיקטורים בשפכים תעשייתיים

אינדיקטורים בשפכים תעשייתיים

There are two kinds of comprehensive indicators indicating the content of organic matter in water. One is the indicator expressed by the oxygen demand (O2) equivalent to the amount of organic matter in water, such as biochemical oxygen demand BOD, chemical oxygen demand COD and total oxygen demand TOD; The other is the indicator expressed by carbon (c), such as total organic carbon (TOC). For the same kind of sewage, the values of these indicators are generally different, and the order of values is TOD>COD>BOD5>TOC.

1. סך הכלOחמצןDלדרוש TOD

דרישת חמצן כוללת (TOD) מתייחסת לכמות החמצן הדרושה להפחתת חומרים במים כדי להפוך לתחמוצות יציבות לאחר בעירה בטמפרטורה גבוהה, והתוצאה מחושבת במ"ג/ליטר. ערך TOD יכול לשקף את כמות החמצן הנצרכת כאשר כמעט כל החומרים האורגניים במים (כולל פחמן C, מימן H, חמצן O, חנקן N, זרחן P, גופרית S ורכיבים אחרים) מומרים ל-CO2, H2O, NOx, SO2, וכו' לאחר בעירה.

2. TאוטלOרגניCארבון TOC

סך הפחמן האורגני (TOC) הוא אינדיקטור מקיף המייצג בעקיפין את תכולת החומר האורגני במים. הנתונים המוצגים הם סך תכולת הפחמן של החומר האורגני בשפכים, מבוטא במ"ג/ליטר פחמן (ג). ה-TOC של ביוב עירוני כללי יכול להגיע ל-200 מ"ג/ליטר, ה-TOC של ביוב תעשייתי יכול להגיע לעשרות אלפי מ"ג/ליטר, וה-TOC של שפכים לאחר טיפול ביולוגי משני הוא בדרך כלל<50mg/L.

3. ביוכימיOחמצןDלדרוש BOD

דרישת חמצן ביוכימית נקראת דרישת חמצן ביוכימית, ובקיצור BOD. הוא מייצג את החמצן המומס הנצרך בתהליך החמצון הביוכימי של מיקרואורגניזמים אירוביים המפרקים חומרים אורגניים במים ב-20 מעלות ובתנאים אירוביים, כלומר החמצן הנדרש לייצוב של חומרים אורגניים מתכלים במים, במ"ג/ליטר. BOD כולל לא רק את כמות החמצן הנצרכת על ידי גדילה ורבייה או נשימה של מיקרואורגניזמים אירוביים במים, אלא גם את כמות החמצן הנצרכת על ידי גופרית, ברזל וחומרים אי-אורגניים מפחיתים אחרים, אך חלקו של חלק זה הוא בדרך כלל קטן מאוד.

בתנאים טבעיים של 20 מעלות, הזמן הנדרש לחמצון החומר האורגני לשלב הניטריפיקציה, כלומר להשגת פירוק ויציבות מוחלטים, הוא יותר מ-100 ימים, אך למעשה, הדרישה הביוכימית לחמצן (BOD20) של 20 ימים ב-20 מעלות משמשים בדרך כלל כדי להעריך את דרישת החמצן הביוכימית המלאה. בייצור וביישום, זה עדיין ארוך מדי עבור 20 יום. בדרך כלל, BOD5, דרישת חמצן ביוכימית של 5 ימים ב-20 מעלות, משמש כאינדיקטור למדידת תכולת החומר האורגני בביוב.

4. כימיקלOחמצןDלדרוש בַּקָלָה

צריכת חמצן כימית (COD) מתייחסת לכמות החמצון הנצרכת על ידי פעולת החומר האורגני וחומצן חזק במים המומרים לחמצן בתנאים מסוימים, מחושבת במ"ג/ליטר. כאשר אשלגן דיכרומט משמש כמחמצן, ניתן לחמצן כמעט את כל (90 אחוז - 95 אחוז) מהחומר האורגני במים. בשלב זה, כמות החמצון הנצרכת המומרת לחמצן היא הדרישה הכימית של החמצן הכימית הידועה, לעתים קרובות מקוצרת כ-CODcr. ערך CODcr של שפכים כולל לא רק את צריכת החמצן של כמעט כל החומרים האורגניים במים שיש לחמצן, אלא גם את צריכת החמצן של ניטריט, מלח ברזל, גופרית וחומרים אנאורגניים מפחיתים אחרים במים שיש לחמצן.

5. הקשר בין BOD5 ל-COD

BOD5 הוא לא רק מדד איכות מים חשוב, אלא גם פרמטר בקרה חשוב ביותר בתהליך הטיפול הביולוגי בשפכים. עם זאת, בשל זמן המדידה הארוך (5d), זה לא יכול לשקף בזמן ולהנחות את פעולתו של מתקן טיהור שפכים, והוא יכול לשמש רק להערכת השפעת התהליך ולוויסות טכניקה ארוכת טווח. עבור מתקן טיהור שפכים ספציפי, ניתן לקבוע את המתאם בין BOD5 ל-COD, ולהעריך באופן גס את ערך BOD5 על-ידי COD כדי להנחות את התאמת תהליך הטיפול. לפעמים, מכיוון שבביוב מסויים ייצור אין את התנאים לגידול ורבייה של חיידקים (כגון נוכחות של חומרים אורגניים רעילים), אי אפשר לקבוע במדויק את ערכו BOD5.

ערך ה-COD של דרישת החמצן הכימית של הביוב הנבדק יכול לקבוע במדויק את תכולת החומר האורגני במים, אך ערך ה-COD של דרישת החמצן הכימית אינו יכול להבחין בין החומר האורגני המתכלה לבין החומר האורגני שאינו מתכלה. משתמשים באנשים כדי לקבוע את הפירוק הביולוגי של שפכים על ידי מדידת BOD5/COD שלו. מקובל להאמין שניתן לטפל בשפכים עם BOD5/COD גדול מ-0.3 על ידי פירוק ביולוגי. אם BOD5/COD של שפכים נמוך מ-0.2, ניתן לשקול שיטות אחרות לטיפול בלבד.

ערך COD של דרישת חמצן כימית גבוה בדרך כלל מערך BOD5 של דרישת חמצן ביוכימית, וההבדל ביניהם יכול לשקף באופן גס את התוכן של חומרים אורגניים בביוב שאינם ניתנים לפירוק על ידי מיקרואורגניזמים. עבור שפכים בעלי הרכב מזהמים קבוע יחסית, ל-COD ול-BOD5 יש בדרך כלל קשר פרופורציונלי מסוים, שניתן לחשב זה מזה. בנוסף, קביעת COD לוקחת פחות זמן. לפי השיטה הסטנדרטית הלאומית של ריפלוקס למשך שעתיים, זה לוקח רק 3 עד 4 שעות כדי לקבל את התוצאות מהדגימה, אבל זה לוקח 5 ימים כדי לקבוע את ערך BOD5. לכן, COD משמש לעתים קרובות כמדד הבקרה בניהול פעולת טיפול בשפכים בפועל.

על מנת להנחות את הייצור והתפעול בהקדם האפשרי, חלק ממכוני טיהור שפכים גיבשו גם את התקן הארגוני למדידת COD על ידי ריפלוקס למשך 5 דקות. למרות שבתוצאות הנמדדות יש טעויות מסוימות בשיטת התקן הלאומי, השגיאות הן שגיאות שיטתיות ותוצאות הניטור הרציף יכולות לשקף נכונה את איכות המים. עם זאת, ניתן לצמצם את זמן המדידה לפחות משעה, מה שמספק הבטחת זמן להתאמה בזמן של פרמטרי הפעולה של טיפול בשפכים ומניעת השפעה של מוטציות באיכות המים על מערכת הטיפול בשפכים.