7. تقاضای اکسیژن کل چیست؟
تقاضای اکسیژن کل (TOD) به میزان اکسیژن مورد نیاز هنگام کاهش مواد (عمدتا ماده آلی) در آب در دمای بالا سوخته می شود تا اکسیدهای پایدار شوند و نتیجه آن در میلی گرم در لیتر اندازه گیری می شود. مقدار TOD می تواند میزان اکسیژن مورد نیاز را نشان دهد که تقریباً تمام مواد آلی موجود در آب (از جمله کربن C ، هیدروژن H ، اکسیژن O ، نیتروژن N ، فسفر P ، گوگرد S و سایر اجزای) سوزانده می شوند تا CO2 ، H2O ، NOX ، SO2 و سایر اجزای آن شوند. مشاهده می شود که مقدار TOD به طور کلی بیشتر از مقدار CODCR است. در حال حاضر ، کشور من شامل TOD در استانداردهای کیفیت آب نیست ، بلکه فقط آن را در تحقیقات نظری در مورد تصفیه فاضلاب اعمال می کند. اصل تعیین TOD ، تزریق مقدار مشخصی از نمونه آب به یک جریان اکسیژن با میزان اکسیژن شناخته شده و ارسال آن به یک لوله احتراق کوارتز با فولاد پلاتین به عنوان یک کاتالیزور است. فوراً در دمای بالای 900 درجه سانتیگراد می سوزد و ماده آلی موجود در نمونه آب اکسیده می شود و اکسیژن را در جریان اکسیژن مصرف می کند. مقدار اصلی اکسیژن در جریان اکسیژن منهای اکسیژن باقیمانده ، کل تقاضای اکسیژن است. مقدار اکسیژن موجود در جریان اکسیژن را می توان با استفاده از الکترودها اندازه گیری کرد ، بنابراین اندازه گیری TOD فقط چند دقیقه طول می کشد.
8. تقاضای اکسیژن بیوشیمیایی چیست؟
نام کامل تقاضای اکسیژن بیوشیمیایی تقاضای اکسیژن بیوشیمیایی است که به عنوان BOD به اختصار است. این میزان میزان اکسیژن محلول مصرف شده در فرآیند اکسیداسیون بیوشیمیایی میکروارگانیسم های هوازی را تجزیه می کند که مواد آلی موجود در آب را در دمای 20 درجه سانتیگراد و شرایط هوازی تجزیه می کنند ، یعنی میزان اکسیژن مورد نیاز برای تثبیت مواد ارگانیک قابل تجزیه در آب ، در MG/L. BOD نه تنها میزان اکسیژن مصرف شده توسط رشد و تولید مثل یا تنفس میکروارگانیسم های هوازی در آب ، بلکه میزان اکسیژن مصرف شده با کاهش مواد معدنی مانند سولفید و آهن آهن را نیز شامل می شود ، بلکه نسبت این قسمت معمولاً بسیار اندک است. بنابراین ، هرچه مقدار BOD بزرگتر باشد ، ماده ارگانیک بیشتری در آب وجود دارد.
در شرایط هوازی ، تجزیه ماده آلی توسط میکروارگانیسم ها به دو فرآیند تقسیم می شود: مرحله اکسیداسیون ماده آلی حاوی کربن و مرحله نیتریفیکاسیون ماده آلی حاوی نیتروژن. در شرایط طبیعی در 20 درجه سانتیگراد ، بیش از 100 روز طول می کشد تا مواد آلی به مرحله نیتریفیکاسیون اکسید شوند ، یعنی دستیابی به تجزیه و تثبیت کامل. با این حال ، در حقیقت ، تقاضای اکسیژن بیوشیمیایی BOD20 20 روز در 20 درجه سانتیگراد اغلب برای نشان دادن تقاضای کامل اکسیژن بیوشیمیایی استفاده می شود. در کاربردهای تولید ، 20 روز هنوز خیلی طولانی است و تقاضای اکسیژن بیوشیمیایی BOD5 5 روز در 20 درجه سانتیگراد به طور کلی به عنوان شاخص برای اندازه گیری میزان ماده آلی در فاضلاب استفاده می شود. تجربه نشان می دهد که BOD5 فاضلاب خانگی و فاضلاب های مختلف صنعتی حدود 80 ~ 80 ٪ از اکسیژن بیوشیمیایی کامل BOD20 است.
BOD5 یک پارامتر مهم برای تعیین بار تصفیه خانه های فاضلاب است. از مقدار BOD5 می توان برای محاسبه میزان اکسیژن مورد نیاز برای اکسیداسیون مواد آلی در فاضلاب استفاده کرد. مقدار اکسیژن مورد نیاز برای تثبیت ماده آلی حاوی کربن را می توان کربن BOD5 نامید. در صورت اکسیداسیون بیشتر ، واکنش نیتریفیکاسیون می تواند رخ دهد ، و میزان اکسیژن مورد نیاز برای باکتری های نیتریک کننده برای تبدیل نیتروژن آمونیاک به نیتروژن نیتروژن و نیتروژن نیترات را می توان نیتریفیکاسیون BOD5 نامید. گیاهان تصفیه فاضلاب ثانویه عمومی فقط می توانند BOD5 کربن را از بین ببرند ، اما نه نیتریفیکاسیون BOD5. از آنجا که واکنش نیتریفیکاسیون در فرآیند درمان بیولوژیکی از بین بردن BOD5 کربن اجتناب ناپذیر است ، مقدار اندازه گیری شده BOD5 بالاتر از مصرف اکسیژن واقعی ماده آلی است.
اندازه گیری BOD مدت زمان طولانی طول می کشد ، و اندازه گیری BOD5 معمولاً 5 روز طول می کشد ، بنابراین به طور کلی می توان از آن برای ارزیابی اثر فرآیند و تنظیم فرآیند طولانی مدت استفاده کرد. برای یک کارخانه تصفیه فاضلاب خاص ، می توان همبستگی بین BOD5 و CODCR برقرار کرد و مقدار BOD5 را می توان تقریباً توسط CODCR برای هدایت تنظیم فرآیند درمان تخمین زد.
9. تقاضای اکسیژن شیمیایی چیست؟
تقاضای اکسیژن شیمیایی تقاضای اکسیژن شیمیایی به زبان انگلیسی است. این ماده به میزان اکسیژن تبدیل شده از اکسیدان مصرف شده توسط واکنش ماده آلی در آب با اکسیدان های قوی (مانند دی کرومات پتاسیم ، پرمنگنات پتاسیم و غیره) تحت شرایط خاص ، در Mg/L اکسیژن اندازه گیری می شود.
هنگامی که از دیکرومات پتاسیم به عنوان یک اکسیدان استفاده می شود ، تقریباً همه (95 ٪ 90 ~ 90)) ماده آلی در آب می توانند اکسیده شوند. میزان اکسیژن تبدیل شده از اکسیدان مصرفی همان چیزی است که معمولاً تقاضای اکسیژن شیمیایی نامیده می شود ، که اغلب به عنوان CODCR به اختصار می رسد (برای روش های تجزیه و تحلیل خاص به GB 11914-89 مراجعه کنید). مقدار CODCR فاضلاب نه تنها شامل مصرف اکسیژن برای اکسیداسیون تقریباً تمام مواد آلی موجود در آب است ، بلکه شامل مصرف اکسیژن برای اکسیداسیون کاهش مواد معدنی مانند نیتریت ، نمک آهن و سولفید موجود در آب است.
10. شاخص پرمنگنات پتاسیم (مصرف اکسیژن) چیست؟
تقاضای اکسیژن شیمیایی با استفاده از پرمنگنات پتاسیم به عنوان اکسیدان اندازه گیری می شود ، شاخص پرمنگنات پتاسیم (برای روشهای تجزیه و تحلیل خاص GB 11892-به GB 11892-مراجعه کنید) یا مصرف اکسیژن ، به طور خلاصه به عنوان CODMN یا OC به زبان انگلیسی و واحد MG/L است.
از آنجا که پرمنگنات پتاسیم توانایی اکسیداسیون ضعیف تری نسبت به دیکرومات پتاسیم دارد ، مقدار خاص شاخص پرمنگنات پتاسیم CODMN از همان نمونه آب به طور کلی پایین تر از مقدار CODCR آن است ، یعنی CODMN فقط می تواند محتوای مواد ارگانیک یا معدنی را نشان دهد که به راحتی در آب اکسیده می شوند. بنابراین ، کشور من و بسیاری از کشورها مانند اروپا و ایالات متحده از CODCR به عنوان یک شاخص جامع برای کنترل آلودگی ارگانیک استفاده می کنند و فقط از شاخص پرمنگنات پرمنگنات پتاسیم CODMN به عنوان شاخصی برای ارزیابی و نظارت بر محتوای آلی بدن های سطحی مانند آب دریا ، رودخانه ها ، دریاچه ها یا آب آشامیدنی استفاده می کنند.
از آنجا که پرمنگنات پتاسیم تقریباً هیچ تأثیر اکسید کننده ای بر روی مواد آلی مانند بنزن ، سلولز ، اسیدهای آلی و اسیدهای آمینه ندارد و دیچرومات پتاسیم می تواند تقریباً همه این مواد آلی را اکسیده شود ، استفاده از CODCR به عنوان یک پارامتر مناسب تر است تا نشان دهنده میزان آلودگی ضایعات و کنترل فرایند تصفیه فاضلاب باشد. با این حال ، از آنجا که CODMN شاخص پرمنگنات پتاسیم ساده و سریع است ، CODMN هنوز برای نشان دادن میزان آلودگی ، یعنی میزان ماده آلی موجود در آن ، هنگام ارزیابی کیفیت آب آب سطح نسبتاً تمیز استفاده می شود.
11. چگونه می توان تجزیه پذیری فاضلاب را با تجزیه و تحلیل BOD5 و CODCR آن تعیین کرد؟
هنگامی که آب حاوی ماده آلی سمی است ، مقدار BOD5 در فاضلاب را نمی توان به طور دقیق مشخص کرد. مقدار CODCR می تواند با دقت بیشتری محتوای ماده آلی موجود در آب را تعیین کند ، اما مقدار CODCR نمی تواند بین مواد زیست تخریب پذیر و غیر تخریب پذیر تمایز قائل شود. مردم عادت دارند از BOD5/CODCR فاضلاب برای تعیین تجزیه پذیری آن استفاده کنند. به طور کلی اعتقاد بر این است که اگر BOD5/CODCR فاضلاب بیشتر از 0.3 باشد ، می توان آن را با تجزیه تجزیه. اگر BOD5/CODCR فاضلاب پایین تر از 0.2 باشد ، فقط روش های دیگر را می توان برای درمان در نظر گرفت.
12. رابطه BOD5 و CODCR چیست؟
تقاضای اکسیژن بیوشیمیایی BOD5 میزان اکسیژن مورد نیاز برای تجزیه بیوشیمیایی آلاینده های آلی در فاضلاب را نشان می دهد ، که می تواند مستقیماً مشکل را به معنای بیوشیمیایی توضیح دهد. بنابراین ، BOD5 نه تنها یک شاخص مهم کیفیت آب ، بلکه یک پارامتر کنترل بسیار مهم در تصفیه بیولوژیکی فاضلاب است. با این حال ، BOD5 همچنین در استفاده از آن محدودیت های خاصی دارد. اول ، زمان اندازه گیری نسبتاً طولانی است (5 روز) ، که نمی تواند عملکرد تجهیزات تصفیه فاضلاب را به موقع منعکس و راهنمایی کند. دوم ، از آنجا که برخی از فاضلاب های صنعتی شرایطی را برای رشد و تولید مثل میکروبی (مانند وجود ماده آلی سمی) ندارند ، نمی توان ارزش BOD5 آن را اندازه گیری کرد.
CODCR تقاضای اکسیژن شیمیایی نشان دهنده محتوای تقریباً همه مواد آلی و کاهش مواد معدنی در فاضلاب است ، اما نمی تواند به طور مستقیم مشکل را به معنای بیوشیمیایی مانند تقاضای اکسیژن بیوشیمیایی BOD5 توضیح دهد. به عبارت دیگر ، مقدار CODCR فاضلاب می تواند محتوای ماده آلی موجود در آب را به طور دقیق تعیین کند ، اما مقدار CODCR نمی تواند بین ماده آلی تخریب پذیر و ماده آلی غیر تخریب پذیر تمایز قائل شود.
مقدار CODCR تقاضای اکسیژن شیمیایی به طور کلی بالاتر از مقدار BOD5 تقاضای اکسیژن بیوشیمیایی است و تفاوت بین آنها تقریباً می تواند محتوای ماده آلی در فاضلاب را منعکس کند که توسط میکروارگانیسم ها قابل تخریب نیست. برای فاضلاب با اجزای آلاینده نسبتاً ثابت ، به طور کلی بین CODCR و BOD5 رابطه متناسب خاصی وجود دارد و می توان آنها را از یکدیگر محاسبه کرد. علاوه بر این ، تعیین CODCR زمان کمتری می برد. با توجه به روش استاندارد ملی ریفلاکس به مدت 2 ساعت ، فقط 3 ~ 4 ساعت از نمونه برداری به نتایج نیاز دارد ، در حالی که برای تعیین مقدار BOD5 5 روز طول می کشد. بنابراین ، CODCR اغلب به عنوان یک شاخص کنترل در مدیریت واقعی عملیات تصفیه فاضلاب استفاده می شود.
به منظور هدایت عملکرد تولید در اسرع وقت ، برخی از تصفیه خانه فاضلاب نیز استانداردهای سازمانی را برای تعیین CODCR توسط ریفلاکس به مدت 5 دقیقه تدوین کرده اند. اگرچه نتایج اندازه گیری شده دارای خطاهای خاصی با روش استاندارد ملی است ، از آنجا که خطا یک خطای منظم است ، نتایج نظارت مداوم می تواند به درستی روند واقعی تغییرات کیفیت آب را منعکس کند ، و زمان تعیین می تواند به کمتر از 1 ساعت کاهش یابد ، که یک ضمانت زمانی برای تنظیم به موقع پارامترهای عملیات فاضلاب و پیشگیری از تغییرات ناگهانی از آب باعث می شود که باعث ایجاد عوارض در سیستم های تصفیه فاضلاب شود. دستگاه ها
13. اقدامات احتیاطی برای تعیین CODCR چیست؟
تعیین CODCR از دیکرومات پتاسیم به عنوان یک اکسیدان ، سولفات نقره به عنوان کاتالیزور در شرایط اسیدی ، جوش و ریفلاکس به مدت 2 ساعت استفاده می کند و مصرف دیکرومات پتاسیم را تعیین می کند ، که سپس به مصرف اکسیژن تبدیل می شود (GB11914--89). دیکرومات پتاسیم ، سولفات جیوه و اسید سولفوریک غلیظ در تعیین CODCR استفاده می شود. آنها بسیار سمی یا خورنده هستند و نیاز به گرم شدن و رفلکس دارند. بنابراین ، این عمل باید در یک هود دود انجام شود و باید بسیار مراقب باشد. مایع زباله باید به طور جداگانه بازیابی و درمان شود.
به منظور ترویج اکسیداسیون کامل مواد کاهش دهنده آب ، سولفات نقره ای باید به عنوان یک کاتالیزور اضافه شود. به منظور توزیع سولفات نقره ای به طور مساوی ، سولفات نقره ای باید در اسید سولفوریک غلیظ حل شود. پس از آنکه کاملاً حل شد (حدود 2 روز) ، آن را به همراه اسید سولفوریک اسیدی به فلاسک مخروطی اضافه می شود. روش تست استاندارد ملی تصریح می کند که 0.4GAG2SO4/30MLH2SO4 باید برای هر تعیین CODCR (نمونه آب 20 میلی لیتر) اضافه شود ، اما داده های مربوطه نشان می دهد که برای نمونه های آب عمومی ، اضافه کردن 0.3GAG2SO4/30MLH2SO4 کاملاً کافی است و نیازی به استفاده بیشتر از سولفات نقره ای نیست. برای نمونه های فاضلاب که اغلب اندازه گیری می شوند ، اگر مقایسه داده های کافی وجود داشته باشد ، می توان مقدار سولفات نقره را به طور مناسب کاهش داد.
CODCR نشانگر محتوای ماده آلی در فاضلاب است ، بنابراین مصرف اکسیژن یونهای کلرید و مواد کاهش دهنده معدنی باید در طول اندازه گیری برداشته شود. برای تداخل مواد کاهش دهنده معدنی مانند Fe2+} و S2- ، مقدار CODCR اندازه گیری شده را می توان با تقاضای اکسیژن نظری با توجه به غلظت اندازه گیری اصلاح کرد. تداخل یونهای کلرید CL-1 به طور کلی توسط سولفات جیوه برداشته می شود. هنگامی که مقدار اضافی 0.4GHGSO4 در هر نمونه آب 20 میلی لیتر باشد ، تداخل یونهای کلرید 2000mg/لیتر را می توان حذف کرد. برای نمونه های فاضلاب با مؤلفه های نسبتاً ثابت که اغلب اندازه گیری می شوند ، اگر مقدار یون کلرید کم باشد یا از نمونه آب با ضریب رقیق کننده بالاتر برای اندازه گیری استفاده شود ، می توان مقدار سولفات جیوه را به طور مناسب کاهش داد.
14. مکانیسم کاتالیزوری سولفات نقره چیست؟
مکانیسم کاتالیزوری سولفات نقره ای این است که ترکیبات هیدروکسیل در ماده آلی ابتدا توسط دیکرومات پتاسیم در یک محیط اسیدی قوی به اسیدهای کربوکسیلیک اکسیده می شوند و اسیدهای چرب تولید شده توسط ماده آلی هیدروکسیل با سولفات نقره ای واکنش نشان می دهند تا نقره ای اسید چرب را تولید کنند. با توجه به عملکرد اتم های نقره ای ، گروه کربوکسیل به راحتی دی اکسید کربن و آب تولید می کند و در عین حال نقره جدید اسید چرب تولید می کند ، اما اتم کربن آن یکی کمتر از سابق است. این چرخه تکرار و به تدریج تمام مواد آلی را در دی اکسید کربن و آب اکسیده می کند.
15. اقدامات احتیاطی برای تعیین BOD5 چیست؟
تعیین BOD5 معمولاً روش رقت و تلقیح استاندارد را اتخاذ می کند (GB 7488--87). این عمل برای قرار دادن نمونه آب پس از خنثی سازی و حذف مواد سمی و رقیق شدن (مقدار مناسب محلول تلقیح حاوی میکروارگانیسم های هوازی در صورت لزوم) را در یک بطری کشت قرار داده و آن را در تاریکی در 20 درجه سانتیگراد به مدت 5 روز کشت می کند. با اندازه گیری میزان اکسیژن محلول در نمونه آب قبل و بعد از کشت ، مصرف اکسیژن طی 5 روز محاسبه می شود و سپس BOD5 با توجه به رقت چندگانه بدست می آید.
تعیین BOD5 نتیجه واکنشهای بیولوژیکی و شیمیایی است. این باید مطابق با مشخصات عملیاتی انجام شود. تغییر هر شرط بر صحت و مقایسه نتایج تعیین کننده تأثیر می گذارد. شرایطی که بر تعیین BOD5 تأثیر می گذارد شامل مقدار pH ، دما ، گونه های میکروبی و کمیت ، میزان نمک معدنی ، اکسیژن محلول و چند برابر رقیق سازی است.
نمونه آب برای آزمایش BOD5 باید در بطری نمونه برداری پر و آب بندی شود و در یخچال در 2-5 درجه سانتیگراد تا زمان تجزیه و تحلیل ذخیره شود. به طور کلی ، آزمایش باید ظرف 6 ساعت پس از نمونه برداری انجام شود. در هر صورت ، زمان ذخیره نمونه آب نمی تواند بیش از 24 ساعت باشد.
هنگام تعیین BOD5 فاضلاب صنعتی ، از آنجا که فاضلاب صنعتی معمولاً دارای میزان اکسیژن محلول کم است و بیشتر اجزای آن ماده آلی تخریب پذیر هستند ، به منظور حفظ حالت هوازی در بطری کشت ، نمونه آب باید رقیق شود (یا تلقیح و رقیق). این عملیات بزرگترین ویژگی روش رقت استاندارد است. برای اطمینان از قابلیت اطمینان نتایج اندازه گیری شده ، مصرف اکسیژن نمونه آب رقیق شده به مدت 5 روز کشت باید بیشتر از 2mg/l باشد و اکسیژن محلول باقیمانده باید بیشتر از 1mg/l باشد.
تلقیح برای اطمینان از اینکه مقدار مشخصی از میکروارگانیسم ها مواد آلی موجود در آب را تخریب می کنند ، اضافه می شود. مقدار تلقیح ترجیحاً به گونه ای است که میزان مصرف اکسیژن در 5 روز کمتر از 0.1 میلی گرم در لیتر است. هنگام استفاده از آب مقطر تهیه شده توسط یک تقطیر کننده فلزی به عنوان آب رقیق کننده ، لازم است محتوای یون فلزی موجود در آن را بررسی کنید تا از مهار تولید مثل و متابولیسم میکروارگانیسم ها جلوگیری شود. برای اطمینان از اینکه اکسیژن محلول در آب رقیق شده نزدیک به اشباع است ، می توان در صورت لزوم هوا خالص یا اکسیژن خالص معرفی کرد و سپس برای یک دوره زمانی خاص در یک دستگاه جوجه کشی 20oc قرار می گیرد تا آن را با فشار جزئی اکسیژن در هوا تعادل برقرار کند.
رقت چندگانه بر اساس این اصل تعیین می شود که میزان مصرف اکسیژن در 5 روز از کشت بیشتر از 2 میلی گرم در لیتر و اکسیژن محلول باقی مانده از 1 میلی گرم در لیتر است. رقت چندگانه یا خیلی کوچک منجر به خرابی تست خواهد شد. علاوه بر این ، به دلیل چرخه تجزیه و تحلیل طولانی BOD5 ، پس از وقوع یک وضعیت مشابه ، آزمایش مجدد نمونه اصلی غیرممکن است. هنگامی که در ابتدا اندازه گیری BOD5 از یک فاضلاب صنعتی خاص ، CODCR آن را می توان ابتدا اندازه گیری کرد ، و سپس داده های نظارتی مربوط به فاضلاب با کیفیت آب مشابه را می توان مشاوره و برای تعیین ارزش BOD5/CODCR نمونه آب مورد آزمایش قرار داد و دامنه تقریبی BOD5 را می توان محاسبه کرد و رقیق سازی چندگانه می تواند به طور همزمان مشخص شود.
برای نمونه های آب حاوی موادی که فعالیت های متابولیک میکروارگانیسم های هوازی را مهار یا از بین می برند ، نتایج اندازه گیری مستقیم BOD5 با استفاده از روشهای معمولی از مقدار واقعی منحرف می شود و قبل از اندازه گیری باید انجام شود. این مواد و عواملی که بر اندازه گیری BOD5 تأثیر می گذارند شامل فلزات سنگین و سایر مواد معدنی یا آلی سمی ، مواد اکسید کننده مانند کلر باقیمانده و مقادیر pH است که خیلی زیاد یا خیلی کم هستند.