COD در فاضلاب چیست؟ از کجا می آید؟ چگونه می توان برای رعایت استانداردها رفتار کرد؟

در صنعت تصفیه آب، COD یک شاخص اصلی است که نمی توان آن را نادیده گرفت. خواه فاضلاب خانگی باشد یا فاضلاب صنعتی، تقریباً تمام استانداردهای تخلیه شامل محدودیت COD هستند. بنابراین، COD دقیقاً چه چیزی را نشان می دهد؟ COD در فاضلاب از کجا می آید؟ و چه مراحل درمانی برای رساندن آن به استاندارد لازم است؟ این مقاله به یکباره این سوالات را روشن می کند.

COD مخفف عبارت Chemical Oxygen Demand است. به عبارت ساده، مقدار کل اکسیژن مصرف شده توسط همه مواد موجود در آب را که می توانند توسط اکسیدان های شیمیایی (عمدتا مواد آلی، اما همچنین شامل مقدار کمی از مواد معدنی احیاکننده) اکسید شوند، اندازه گیری می کند.

به عبارت دیگر، هرچه مقدار COD بالاتر باشد، "چیزهای کثیف" بیشتری در آب اکسید می شوند و آب آلوده تر می شود. هرچه COD کمتر باشد، کیفیت آب تمیزتر است.

در استانداردهای تخلیه واقعی، محدودیت COD بسته به مقصد تخلیه و نیازهای محلی متفاوت است. به عنوان مثال، استانداردهای رایج پساب برای تصفیه خانه های فاضلاب خانگی نیاز به COD کمتر یا مساوی 50 میلی گرم در لیتر یا کمتر یا مساوی 100 میلی گرم در لیتر دارند. فاضلاب صنعتی تخلیه شده به شبکه های لوله شهری یا بدنه های آب طبیعی نیز دارای محدودیت COD به وضوح تعریف شده است.

هر ماده آلی یا ماده احیا کننده در آب که قابل اکسید شدن باشد COD را تشکیل می دهد. سه منبع اصلی وجود دارد:

داخلی: مواد غذایی باقیمانده، لکه های روغن، مدفوع، مواد شوینده، فاضلاب حمام.

صنعتی: نشاسته و قندهای کارخانه‌های مواد غذایی، خون از کشتارگاه‌ها، رنگ‌های حاصل از چاپ و رنگرزی، حلال‌های شیمیایی، خمیر چوب از کاغذسازی، کود دامی.

سایر موارد: بستر برگ گیاه، بقایای میکروبی، سولفیدها، نیتریت ها.

به سادگی به یاد داشته باشید: هر چیزی که می تواند "اکسید و سوزانده شود" به عنوان COD محسوب می شود.

کاهش COD در تصفیه خانه‌های فاضلاب معمولاً یک فرآیند یک-مرحله‌ای نیست، بلکه یک کاهش تدریجی از طریق فرآیندهای چند مرحله‌ای است. در ادامه روند درمان استاندارد در پنج مرحله شرح داده شده است.

مرحله 1: پیش تصفیه - حذف ذرات بزرگ و برخی از مواد آلی معلق

واحد پیش تصفیه عمدتاً شامل: صفحه نمایش، محفظه سنگ ریزه، تله چربی و مخزن یکسان سازی است.

صفحه نمایش زباله های بزرگی مانند شاخه های درخت، کیسه های پلاستیکی و پارچه های پارچه ای را رهگیری می کند.

محفظه شن اجازه می دهد تا ماسه و سنگ های کوچک ته نشین شوند.

چربی گیر روغن و گریس شناور را از بین می برد.

مخزن یکسان سازی کیفیت و کمیت آب را متعادل می کند تا از تأثیر بر فرآیندهای بعدی جلوگیری کند.

این مرحله مقداری از مواد آلی معلق و شناور را حذف می کند که منجر به کاهش اولیه COD می شود، اما کاهش محدود است.

مرحله 2: انعقاد فیزیکوشیمیایی و رسوب - حذف COD معلق و کلوئیدی
پس از پیش تصفیه، تعداد زیادی ذرات ریز معلق و مواد آلی کلوئیدی هنوز در آب باقی می مانند. اینها نمی توانند به سرعت توسط گرانش ته نشین شوند و نیاز به افزودن عوامل شیمیایی برای انعقاد و رسوب دارند.

عوامل رایج: پلی آلومینیوم کلرید (PAC) و پلی آکریل آمید (PAM).

اصل کار: معرف ذرات ریز و کلوئیدها را بی ثبات می کند و باعث می شود آنها به لخته های بزرگتر تبدیل شوند که سپس در یک مخزن ته نشینی جدا می شوند. این مرحله به طور قابل توجهی COD معلق و کلوئیدی را حذف می کند و آب را بسیار شفاف تر می کند.

مرحله 3: درمان بیولوژیکی - مرحله اصلی در حذف COD محلول
تصفیه بیولوژیکی حیاتی ترین و اقتصادی ترین مرحله در اکثر تصفیه خانه های فاضلاب برای کاهش COD است. از فعالیت متابولیک میکروارگانیسم ها برای تجزیه مواد آلی محلول در آب به دی اکسید کربن و آب استفاده می کند.

فرآیندهای رایج عبارتند از: فرآیند A/O، فرآیند A²/O، خندق اکسیداسیون، SBR (راکتور ناپیوسته توالی)، MBR (بیوراکتور غشایی) و غیره.

به طور کلی به دو محیط تقسیم می شود:

مرحله بی‌هوازی: در شرایط{0}آزاد اکسیژن، باکتری‌های بی‌هوازی مولکول‌های آلی بزرگ را به اسیدهای آلی کوچک‌تر و متان تجزیه می‌کنند و کارایی عملیات هوازی بعدی را بهبود می‌بخشند. مناسب برای فاضلاب آلی{2}}با غلظت بالا.

مرحله هوازی: هوادهی اکسیژن را فراهم می کند و به میکروارگانیسم های هوازی اجازه می دهد تا به سرعت و به سرعت مواد آلی موجود در آب را مصرف کنند و آن را کاملاً اکسید و تجزیه کنند.

این مرحله می تواند 70 تا 90 درصد یا بیشتر COD را حذف کند که برای دستیابی به درمان سازگار بسیار مهم است.

مرحله 4: درمان پیشرفته - کاهش COD باقیمانده پس از درمان بیولوژیکی
پس از تصفیه بیولوژیکی، مواد آلی قابل تجزیه به راحتی حذف شده است، اما مقدار کمی از مواد آلی مقاوم ممکن است همچنان در آب باقی بماند، یا COD ممکن است هنوز استانداردهای تخلیه را برآورده نکند. سپس درمان پیشرفته مورد نیاز است.

روش های رایج عبارتند از:

مخزن ته نشینی ثانویه: لجن فعال را از آب در سیستم تصفیه بیولوژیکی جدا می کند و پساب را شفاف می کند. این بخشی از فرآیند مرسوم است، اما استفاده از آن به تنهایی نمی تواند COD محلول را کاهش دهد.

اکسیداسیون فنتون: افزودن پراکسید هیدروژن و نمک های آهن، رادیکال های هیدروکسیل بسیار اکسید کننده تولید می کند که می تواند مواد آلی مقاوم با ساختارهای مولکولی پایدار را از بین ببرد. به ویژه برای فاضلاب صنعتی صنایع شیمیایی و دارویی مناسب است.

جذب کربن فعال: از ساختار متخلخل کربن فعال برای جذب مواد آلی و رنگ باقیمانده استفاده می کند و COD را کاهش می دهد.

فیلتراسیون غشایی MBR: ماژول غشایی به طور مستقیم کلوئیدها و میکروارگانیسم ها را به دام می اندازد و در نتیجه مواد جامد معلق و COD بسیار کم در پساب تولید می شود.

هدف از این مرحله کاهش بیشتر COD است که تصفیه بیولوژیکی نمی تواند آن را مدیریت کند و اطمینان حاصل شود که پساب نهایی استانداردها را برآورده می کند.

مرحله 5: ضد عفونی و تخلیه

در نهایت، فاضلاب تحت گندزدایی قرار می گیرد (مثلاً اشعه ماوراء بنفش، هیپوکلریت سدیم یا ازن) تا میکروارگانیسم های بیماری زا را از بین ببرد. به طور همزمان، شاخص هایی مانند COD، نیتروژن آمونیاکی، و فسفر کل استانداردهای تخلیه را برآورده می کنند و به آن اجازه می دهند در آب های طبیعی تخلیه شود یا مجددا استفاده شود (مثلاً برای محوطه سازی، شستشو و غیره).

کیفیت‌های مختلف آب دارای غلظت‌های COD و نیازمندی‌های تصفیه متفاوتی هستند و ترکیب‌های فرآیندی خاص باید بر اساس شرایط واقعی طراحی شوند. با این حال، درک این مسیر اساسی به وضوح نشان می دهد که COD در فاضلاب از هوای رقیق ناپدید نمی شود، بلکه گام به گام از طریق رهگیری فیزیکی، بارش شیمیایی، تخریب میکروبی، اکسیداسیون پیشرفته و فیلتراسیون جذب کاهش می یابد.

اگر شرکت یا پروژه شما با COD فراتر از استانداردها مواجه است، بررسی کاستی در مراحل فوق اغلب جهت حل مشکل را ارائه می دهد.