Kaj je COD? Zakaj je KPK pomemben kazalnik pri čiščenju odpadne vode?

V industrijski proizvodnji in čiščenju komunalne odpadne vode,KPK (kemična potreba po kisiku)je eden od pomembnih kazalcev kakovosti vode, s katerim ocenjujemo stopnjo organske onesnaženosti vodnega telesa.

Angleško ime za COD je Chemical Oxygen Demand. Preprosto povedano, COD se uporablja za predstavitev količine oksidanta, ki se porabi, ko redukcijske snovi v vzorcu vode pod določenimi pogoji oksidira močan oksidant.

Redukcijske snovi v vodi niso omejene na organske snovi; lahko vključujejo tudi nitrite, sulfide, železove soli in druge. Vendar pa je v večini industrijskih odpadnih voda vsebnost organskih snovi običajno bistveno višja od vsebnosti drugih reduktivnih snovi. Zato se KPK na splošno lahko uporablja kot pomemben referenčni kazalec za določanje obremenitve odpadne vode z organskim onesnaževanjem.

Z vidika tehnike čiščenja odpadne vode COD ni le številka laboratorijskega testiranja; prav tako je tesno povezan z biološko razgradljivostjo odpadne vode, izbiro postopkov čiščenja, zahtevami po prezračevanju, odmerjanjem kemikalij in ali končni izpust izpolnjuje regulativne standarde.

Zato je pred izvedbo čiščenja industrijske odpadne vode ali izgradnjo sistema za čiščenje odpadne vode natančno razumevanje vplivne koncentracije KPK pomemben temelj za določitev načrta čiščenja.

Kaj pomeni visoka vrednost COD?

Na splošno velja, da višja kot je koncentracija KPK, več je redukcijskih snovi v vodi, ki jih je treba oksidirati.

Ko v vodno telo pride velika količina organske snovi, mikroorganizmi v procesu razgradnje te organske snovi porabijo veliko količino raztopljenega kisika. Če se obremenitev onesnaženosti še naprej povečuje, lahko pride do hipoksije v vodnem telesu in s tem vpliva na vodni ekosistem.

Zato ima nadzor KPK pri čiščenju odpadne vode na splošno velik pomen v naslednjih vidikih:

Ocenjevanje obremenitve organskega onesnaženja

COD pomaga inženirskemu osebju hitro oceniti celotno obremenitev organskih onesnaževal v odpadni vodi, kar zagotavlja referenco za kasnejše načrtovanje postopka.

Ocenjevanje tlaka biokemične obdelave

Pri sistemih, ki uporabljajo postopke, kot je postopek z aktivnim blatom, postopek z biofilmom ali anaerobno čiščenje, vplivna KPK neposredno vpliva na obremenitev mikroorganizmov pri obdelavi.

Pomoč pri določanju postopkov zdravljenja

COD iz različnih virov ima različne sestave.

Na primer, KPK v živilski odpadni vodi lahko izvira predvsem iz maščob, škroba, sladkorjev in beljakovin; KPK v odpadni vodi iz proizvodnje papirja je lahko povezana s snovmi, kot so celuloza, lignin in smole.

Zato postopka obdelave ni mogoče izbrati samo na podlagi numerične vrednosti COD; treba ga je celovito analizirati v kombinaciji z BPK, suspendiranimi trdnimi snovmi (SS), pH, kromo, TDS in specifičnimi sestavami onesnaževal.

Kako se določi COD?

Preizkušanje KPK je ena temeljnih nalog pri delovanju in vodenju čiščenja odpadnih voda.

Kot je predstavljeno v priloženem gradivu, običajne metode določanja KPK trenutno vključujejo:

Metoda oksidacije s kislim kalijevim permanganatom

Metoda oksidacije kalijevega dikromata

Osnovno načelo obeh metod je uporaba oksidanta za oksidacijo reducirajočih snovi v vzorcu vode in nato izračun COD na podlagi količine porabljenega oksidanta.

1. Metoda oksidacije s kislim kalijevim permanganatom

Raztopino kalijevega permanganata dodamo vzorcu vode v kislih pogojih, segrejemo do vrenja in vzdržujemo določen čas, čemur sledi titracija z raztopino natrijevega sulfita, da se z ustreznimi izračuni pridobi vrednost COD.

Ta metoda je bolj primerna za naravno vodo ali splošno odpadno vodo, ki vsebuje lahko oksidirajoče organske snovi.

2. Metoda oksidacije s kalijevim dikromatom

Metoda s kalijevim dikromatom vključuje dodajanje kalijevega dikromata in koncentrirane žveplove kisline vzorcu vode. Po segrevanju za reakcijo se za titracijo uporabi raztopina amonijevega železovega sulfata, COD pa se izračuna na podlagi porabe kalijevega dikromata.

V primerjavi z oksidacijsko metodo s kislim kalijevim permanganatom lahko metoda s kalijevim dikromatom oksidira več različnih organskih snovi in ​​je zato bolj uporabna za testiranje KPK industrijskih odpadnih voda s kompleksnejšo sestavo.

Pri dejanskem inženiringu je treba ustrezno metodo testiranja izbrati glede na vrsto vzorca vode, metode testiranja in veljavne standarde.

COD standardi in nadzorne zahteve za različne odpadne vode

Zahteve glede izpustov COD se razlikujejo glede na vrsto vodnega telesa, industrijo in posebne standarde izpustov.

Referenčni podatki v priloženih materialih vključujejo:

Zahteva za KPK v površinski vodi: 15–40 mg/L

Zahteva KPK v odpadni vodi: 50–500 mg/L

Standard izpusta KPK v papirni industriji: 200 mg/L

Standard izpusta KPK v prehrambeni industriji: 300 mg/L

Standard izpusta KPK v kemični industriji: 400 mg/L

Posebej je treba opozoriti, da dejanski inženirski projekti ne morejo določiti, ali je izpust dovoljen zgolj na podlagi splošne številčne vrednosti KPK; potrditev mora biti izvedena v skladu z veljavnimi nacionalnimi standardi, lokalnimi standardi, industrijskimi standardi in posebnimi zahtevami presoje vplivov na okolje (EIA) lokacije projekta.

Za podjetja ključ do obravnave prekomerne KPK ni preprosto dodajanje določene kemikalije, ampak najprej razjasnitev vira KPK, sestave onesnaževal in zahtev glede ciljnih izpustov, nato pa določitev primernega kombiniranega postopka.

Kakšne posledice prinaša čezmerna COD?

Če KPK v odpadni vodi ostane na visoki ravni dlje časa, bo to povzročilo več vplivov na vodno okolje in sistem čiščenja odpadne vode.

1. Zmanjšanje raztopljenega kisika v vodnih telesih

Veliko količino organske snovi, ki vstopi v vodno telo, bodo razgradili mikroorganizmi. Ta proces zahteva porabo velike količine raztopljenega kisika.

Če je obremenitev z organskim onesnaženjem previsoka, lahko povzroči hipoksijo v vodnem telesu, kar vpliva na normalno preživetje rib in drugih vodnih organizmov.

2. Vpliv na senzorično kakovost vodnih teles

Večjo obremenitev organskega onesnaženja lahko spremljajo težave, kot so obarvanost, motnost in vonj, kar zmanjša preglednost vodnega telesa in vpliva na splošno kakovost vodnega okolja.

3. Povečanje obratovalnega tlaka sistemov za čiščenje odpadne vode

Pri industrijskih čistilnih napravah večja dotočna KPK pomeni večjo organsko obremenitev.

Če načrtovana zmogljivost biokemičnega sistema ni zadostna, se lahko pojavijo naslednje težave:

Prekomerna obremenitev biokemičnega rezervoarja

Povečana potreba po raztopljenem kisiku

Nenormalni pogoji blata

Nestabilen efluent COD

Povečan pritisk na kasnejše napredno zdravljenje

Zato mora nadzor KPK potekati skozi več stopenj sistema za čiščenje odpadne vode, vključno s predhodno obdelavo, biokemičnim čiščenjem in naprednim čiščenjem.

Kako zmanjšati COD? Tri glavne metode zdravljenja

Osrednji koncept zmanjševanja KPK je ločiti, oksidirati, preoblikovati ali biološko razgraditi organska onesnaževala v vodi s fizikalnimi, kemičnimi in biološkimi sredstvi.

V dejanskem inženiringu redko obstaja en sam postopek, ki bi bil uporaben za vse vrste odpadne vode z visoko-KPK. Zato je treba kombinirano načrtovanje izvesti glede na značilnosti odpadne vode.

1. Fizikalna metoda: najprej ločitev, nato zmanjšanje obremenitve pri nadaljnjem zdravljenju

Fizikalna obdelava v glavnem uporablja metode, kot so sedimentacija, filtracija, adsorpcija in izhlapevanje za ločevanje onesnaževal iz vode.

Običajna oprema za fizično predobdelavo vključuje:

Palični zasloni

Sedimentacijski rezervoarji

Oprema za filtriranje

Separatorji olja-vode

Izenačevalni rezervoarji

Oprema za zračno flotacijo

Prednost fizikalne obdelave je, da je postopek razmeroma preprost in lahko hitro odstrani nekaj suspendiranih trdnih snovi, plavajočih olj, usedlin in drugih onesnaževal.

Vendar pa je za organska onesnaževala, ki so resnično raztopljena v vodi, običajno težko doseči temeljito odstranitev le s fizikalnimi metodami; zato jih je pogosto treba kombinirati z biokemičnim zdravljenjem ali naprednimi postopki zdravljenja.

2. Kemijska metoda: Hitra obdelava ognjevzdržnih onesnaževal

Kemična obdelava v glavnem uporablja reakcije, kot so oksidacija, redukcija, kloriranje in flokulacija, da pretvorijo onesnaževala ali tvorijo snovi, ki jih je enostavno ločiti.

Če je na primer v določenih industrijskih odpadnih vodah z visokim -KPK, če je prisotna velika količina ognjevzdržne biorazgradljive organske snovi, je mogoče razmisliti o izboljšanju čiščenja onesnaževal z napredno oksidacijo in drugimi sredstvi.

Kemično obdelavo na splošno odlikujeta hitra reakcijska hitrost in visoka učinkovitost obdelave, vendar je treba pri inženirskem načrtovanju upoštevati tudi porabo kemikalij, obratovalne stroške in nadzor stranskih produktov.

Za odpadno vodo, ki vsebuje veliko količino suspendiranih trdnih snovi in ​​koloidnih onesnaževal, lahko koagulacija in flokulacija služita tudi kot pomemben člen v predobdelavi ali napredni obdelavi.

3. Biološka metoda: uporaba mikroorganizmov za razgradnjo organske snovi

Biološko čiščenje je ena izmed pomembnih metod za odstranjevanje KPK iz industrijskih odpadnih voda.

Njegovo osnovno načelo je izkoriščanje presnovnega delovanja mikroorganizmov za pretvorbo biorazgradljive organske snovi v ogljikov dioksid, vodo in druge anorganske snovi.

Običajne metode biološkega zdravljenja vključujejo:

Aerobni proces z aktivnim blatom

Anaerobna presnova

Postopek biofilma

Drugi postopki biokemične obdelave

Pri odpadnih vodah z dobro biorazgradljivostjo ima biološko čiščenje običajno prednost relativno nižjih obratovalnih stroškov.

Vendar pa so biološki sistemi precej občutljivi na temperaturo, pH, raztopljeni kisik, razmerja hranil in spremembe v vplivni obremenitvi. Zato je za odstranitev KPK iz industrijske odpadne vode potrebno načrtovanje postopka v kombinaciji z dejansko kakovostjo vode, namesto da preprosto kopirate standardne postopke.

Zakaj odpadne vode z visoko-KPK zahtevajo kombinirane postopke?

V dejanskem inženirstvu so viri COD pogosto razmeroma zapleteni.

Na primer, industrijska odpadna voda lahko istočasno vsebuje suspendirane trdne snovi, koloide, organske snovi, maščobo, kromo in ognjevzdržna onesnaževala. Če je sprejeta samo ena metoda čiščenja, je težko prilagoditi različna onesnaževala.

Zato je popoln naboroprema za čiščenje odpadne vodena splošno se lahko nastavi glede na značilnosti onesnaževal:

Predobdelava-Biokemična obdelava-Napredna obdelava -Obdelava blata

Takšna kombinirana metoda lahko najprej zmanjša obremenitev onesnaženja, nato z biokemičnimi procesi odstrani biološko razgradljivo organsko snov in na koncu z napredno obdelavo dodatno izboljša kakovost odpadne vode.

To je tudi razlog, zakaj projekti čiščenja odpadne vode ne morejo gledati samo na to, "kaj je COD", ampak morajo razumeti tudi:

BOD

COD

SS

pH

TDS

Chroma

Mast

Temperatura vode

Vir odpadne vode

Zahteve za izpust ali ponovno uporabo

Šele s pridobitvijo razmeroma popolnih podatkov o kakovosti vode je mogoče bolj smiselno izbrati postopek odstranjevanja KPK.

Študija primera čiščenja odpadne vode COD v proizvodnji papirja

V priloženem primeru odpadna voda iz papirnice v glavnem izvira iz proizvodnih procesov, kot so papirni stroji, drobilnice in belilni stroji.

Odpadna voda vsebuje veliko količino organskih snovi, kot so celuloza, lignin, smole in maščobe, dotočna KPK pa doseže:

1000 mg/L

Nacionalna standardna referenčna vrednost, sprejeta v priloženem primeru, je:

200 mg/l

Zato te odpadne vode ni mogoče neposredno odvajati in zahteva sistematično čiščenje.

Načrt zdravljenja

Za to odpadno vodo iz proizvodnje papirja je projekt sprejel:

Sistem za predhodno obdelavo + sistem za biokemično obdelavo + napredni sistem za obdelavo + sistem za obdelavo blata

V fazi predhodne obdelave so bile za odstranitev suspendiranih trdnih snovi, usedlin in plavajočega olja uporabljene fizikalne metode, kot so paličaste rešetke, usedanje in filtracija, kar je zmanjšalo KPK za približno:

30%

Kasneje je vstopil v fazo biokemične obdelave, kjer so bili uporabljeni aerobni procesi z aktivnim blatom za razgradnjo organskih onesnaževal preko mikroorganizmov, kar je dodatno zmanjšalo KPK za približno:

70%

Kasneje je bila oksidacija ozona sprejeta kot napredno sredstvo obdelave za nadaljnjo oksidacijo ognjevzdržnih organskih snovi in ​​kromatskih snovi, kar je zmanjšalo COD za približno:

10%

Blato je bilo odvodnjeno skozi filtrirno stiskalnico, da se zmanjšata prostornina in teža blata, kar olajša kasnejši transport in odlaganje.

Končni učinek zdravljenja

Po čiščenju s celotnim kompletom opreme za čiščenje odpadne vode:

KPK se je zmanjšal s 1000 mg/L na 150 mg/L.

V priloženem primeru je končna KPK ustrezala zahtevam, bistveno pa so bili izboljšani tudi indikatorji, kot so barvnost, motnost in vonj.

Ta primer ponazarja, da lahko racionalna konfiguracija predobdelave, biokemične obdelave in napredne obdelave za visoko-KPK odpadno vodo iz proizvodnje papirja tvori več-stopenjsko pot odstranjevanja KPK.

Študija primera čiščenja odpadne vode COD predelave hrane

Drug primer prihaja iz živilsko predelovalne industrije.

Odpadna voda iz tega živilskega obrata v glavnem nastane pri procesih, kot so predelava hrane, čiščenje in razkuževanje, vsebuje pa organske snovi, kot so maščobe, škrob, sladkorji in beljakovine.

Vplivna COD v primeru je dosegla:

800 mg/L

Standardna referenčna vrednost KPK živilske industrije v priponki je:

300 mg/L

Zato je treba to odpadno vodo dodatno očistiti, da izpolni zahteve za izpust.

Načrt zdravljenja

Ta projekt je sprejel:

Sistem za predhodno obdelavo + sistem za biokemično obdelavo + napredni sistem za obdelavo + sistem za obdelavo blata

Prvič, oprema, kot so separatorji olja-vode, izravnalne posode in stroji za flotacijo zraka, je bila uporabljena za obdelavo maščob, suspendiranih trdnih delcev in pene, kar je zmanjšalo KPK za približno:

40%

Nato je bil sprejet postopek anaerobne presnove za pretvorbo nekaterih organskih onesnaževal v bioplin in anorganske soli z delovanjem anaerobnih mikroorganizmov, kar je zmanjšalo KPK za približno:

50%

V napredni fazi obdelave je bil uporabljen postopek biofilma za nadaljnjo odstranitev preostale organske snovi, kar je zmanjšalo KPK za približno:

10%

Na koncu je bilo blato obdelano s strojem za odvodnjavanje, da se zmanjšata volumen in teža blata.

Končni učinek zdravljenja

Po zdravljenju s celotnim sistemom zdravljenja:

KPK se je zmanjšal z 800 mg/L na 200 mg/L.

V skladu s priloženim primerom je ta rezultat zdravljenja izpolnjeval standardne zahteve, ki jih je sprejel primer, izboljšani pa so bili tudi indikatorji, kot so barvnost, motnost in vonj.

Kako izbrati ustrezen načrt zdravljenja KPK?

Sestava KPK odpadne vode, ki jo proizvajajo različne industrije, se zelo razlikuje.

Zato pri izbiri načrta čiščenja odpadne vode KPK ni mogoče soditi samo na podlagi visoke ali nizke koncentracije KPK.

Na primer:

Živilska odpadna voda:Na splošno zahteva osredotočenost na organska onesnaževala, kot so maščobe, beljakovine, sladkorji in škrob; razmisliti je mogoče o kombinaciji predobdelave z anaerobnimi in aerobnimi biokemičnimi postopki.

Odpadne vode iz proizvodnje papirja:Zahteva pozornost do onesnaževal, kot so celuloza, lignin, smole in kroma; običajno zahteva kombinacijo predobdelave, biokemičnega zdravljenja in naprednega zdravljenja.

Kemična odpadna voda:Sestava onesnaževal je lahko bolj zapletena; pred določitvijo ustreznih tehnologij čiščenja je treba dodatno analizirati ognjevzdržne organske snovi, strupene snovi, slanost in druga značilna onesnaževala.

Zato je treba vzpostaviti resnično profesionalne načrte za čiščenje industrijske odpadne vode na podlagi analize kakovosti vode in ciljev čiščenja.

Kako ECOLINK TECHNOLOGY zagotavlja rešitve za čiščenje odpadne vode?

ECOLINK TECHNOLOGY je specializirano za dobavo kemikalij za čiščenje vode (PAM & PAC) inoprema za čiščenje vode, ki industrijskim strankam zagotavlja ujemanje izdelkov, tehnično podporo in-storitve čiščenja vode na enem mestu.

Za različne vrste industrijskih odpadnih voda lahko pomagamo pri analizi ustreznih smeri čiščenja na podlagi podatkov o kakovosti vode, količine čiščenja in zahtev glede končnega izpusta ali ponovne uporabe, ki jih zagotovijo stranke.

Vsebina storitve lahko zajema:

Oprema za čiščenje odpadne vode

Sistemi za čiščenje industrijskih odpadnih voda

Kemikalije za čiščenje vode

Zdravljenje s koagulacijo in flokulacijo

Biokemični čistilni sistemi

Napredni sistemi zdravljenja

Obdelava blata

RO/UF/EDI in druga oprema za čiščenje vode

Ujemanje projektnih izdelkov

Tehnična podatkovna podpora

Testiranje vzorcev in ocena izdelkov

Za industrijske odjemalce, ki morajo zmanjšati KPK, je priporočljivo, da zagotovijo čim bolj popolne podatke o kakovosti vode v zgodnji fazi projekta, vključno z vplivno KPK, BPK, SS, pH, TDS, kromo, prostornino obdelave in ciljne indikatorje iztoka.

ECOLINK TECHNOLOGY lahko pomaga pri presoji, ali je fizikalna, kemična ali biološka obdelava ali kombinacija več procesov primernejša na podlagi teh osnovnih informacij.

Zmanjšanje KPK ni preprosto "dodajanje kemikalij"

Ko naletijo na prekomerno KPK, je lahko prva reakcija mnogih podjetij povečanje količine odmerka kemikalije.

Vendar pa je z inženirskega vidika analiza vzroka čezmerne KPK pogosto veliko pomembnejša od preprostega dodajanja kemikalij.

Če COD v glavnem izvira iz biološko razgradljive organske snovi, potem je optimizacija biokemičnega sistema morda bolj ekonomična kot preprosta kemična oksidacija.

Če KPK v glavnem izvira iz suspendiranih trdnih snovi in ​​koloidov, je optimizacija povezav koagulacije, sedimentacije ali zračne flotacije lahko učinkovitejša.

Če COD v glavnem izvira iz ognjevzdržnih organskih snovi, potem je treba razmisliti o oksidaciji ozona, napredni oksidaciji, bio-povečanju ali drugih naprednih metodah obdelave.

Zato mora resnično učinkovit nadzor KPK slediti:

Analiza kakovosti vode -Identifikacija onesnaževal- Izbira procesa-Optimizacija parametrov -Neprekinjeno spremljanje delovanja

Namesto da preprosto sprejmete eno samo metodo zdravljenja.

Zaključek: Od podatkov KPK do popolnih načrtov čiščenja odpadne vode

KPK je zelo pomemben parameter kakovosti vode pri čiščenju odpadne vode, vendar ena sama številka KPK ne more v celoti opisati toka odpadne vode.

Da bi dosegli stabilno odstranitev KPK, je treba nadalje razumeti organsko sestavo, biorazgradljivost, suspendirane trdne snovi, maščobo, slanost in druga onesnaževala v odpadni vodi ter oblikovati razumen tok čiščenja v skladu z zahtevami za končno izpust ali ponovno uporabo.

Od predobdelave do biokemične obdelave in nato do napredne obdelave in odstranjevanja blata lahko vsaka povezava vpliva na končni rezultat COD.

Primer odpadne vode iz proizvodnje papirja v priponki kaže, da je KPK mogoče zmanjšati s 1000 mg/L na 150 mg/L; primer odpadne vode s hrano jo je zmanjšal z 800 mg/L na 200 mg/L. Ti primeri poosebljajo uporabno vrednost kombiniranih postopkov čiščenja industrijske odpadne vode z visoko-KPK.

Za podjetja, ki iščejo načrte za čiščenje industrijske odpadne vode KPK, postopke odstranjevanja KPK, opremo za čiščenje odpadne vode ali kemikalije za čiščenje vode, lahko ECOLINK TECHNOLOGY zagotovi podporo z vidika ujemanja izdelkov in celovitih rešitev.