Ce este COD? De ce este COD un indicator important în tratarea apelor uzate?

În producția industrială și tratarea apelor uzate municipale,COD (cererea chimică de oxigen)este unul dintre indicatorii importanți de calitate a apei utilizați pentru a evalua gradul de poluare organică dintr-un corp de apă.

Denumirea engleză pentru COD este Chemical Oxygen Demand. Mai simplu spus, COD este folosit pentru a reprezenta cantitatea de oxidant consumată atunci când substanțele reducătoare dintr-o probă de apă sunt oxidate de un oxidant puternic în anumite condiții.

Substanțele reducătoare din apă nu se limitează la materia organică; pot include, de asemenea, nitriți, sulfuri, săruri feroase și altele. Cu toate acestea, în majoritatea apelor uzate industriale, conținutul de materie organică este de obicei semnificativ mai mare decât cel al altor substanțe reducătoare. Prin urmare, COD poate fi utilizat în general ca un indicator de referință important pentru determinarea încărcăturii de poluare organică a apelor uzate.

Din perspectiva ingineriei de tratare a apelor uzate, COD nu este doar un număr de testare de laborator; este, de asemenea, strâns legat de biodegradabilitatea apelor uzate, de selecția proceselor de tratare, de cerințele de aerare, de dozarea chimică și de dacă evacuarea finală îndeplinește standardele de reglementare.

Prin urmare, înainte de a efectua tratarea apelor uzate industriale sau de a construi un sistem de tratare a apelor uzate, înțelegerea exactă a concentrației de COD influent este o bază importantă pentru determinarea planului de epurare.

Ce înseamnă o valoare COD ridicată?

În general, cu cât concentrația de COD este mai mare, cu atât mai multe substanțe reducătoare din apă care trebuie oxidate.

Când o cantitate mare de materie organică intră într-un corp de apă, microorganismele consumă o cantitate mare de oxigen dizolvat în procesul de descompunere a acestei materii organice. Dacă încărcătura de poluare continuă să crească, aceasta poate duce la hipoxie în corpul de apă, afectând astfel ecosistemul acvatic.

Prin urmare, controlul COD în tratarea apelor uzate are în general o importanță semnificativă în următoarele aspecte:

Evaluarea încărcăturii de poluare organică

COD ajută personalul de inginerie să evalueze rapid încărcătura totală de poluanți organici din apele uzate, oferind o referință pentru proiectarea ulterioară a procesului.

Evaluarea presiunii de tratament biochimic

Pentru sistemele care utilizează procese precum procesul cu nămol activat, procesul cu biofilm sau tratarea anaerobă, COD influențează direct sarcina de tratare a microorganismelor.

Asistență în determinarea proceselor de tratament

COD din diferite surse are compoziții diferite.

De exemplu, COD din apele uzate alimentare poate proveni în principal din grăsimi, amidon, zaharuri și proteine; COD din apele uzate de fabricare a hârtiei poate fi legat de substanțe precum celuloza, lignina și rășinile.

Prin urmare, procesul de tratare nu poate fi selectat doar pe baza valorii numerice COD; trebuie analizat cuprinzător în combinație cu DBO, solide în suspensie (SS), pH, croma, TDS și compoziții specifice de poluanți.

Cum se determină COD?

Testarea COD este una dintre sarcinile fundamentale în operarea și gestionarea epurării apelor uzate.

După cum este introdus în materialele atașate, metodele comune de determinare a COD includ în prezent:

Metoda de oxidare cu permanganat de potasiu acid

Metoda de oxidare a dicromatului de potasiu

Principiul de bază al ambelor metode este utilizarea unui oxidant pentru a oxida substanțele reducătoare din proba de apă și apoi calcularea COD pe baza cantității de oxidant consumată.

1. Metoda de oxidare cu permanganat de potasiu acid

Soluția de permanganat de potasiu se adaugă în proba de apă în condiții acide, se încălzește până la fierbere și se menține o anumită perioadă, urmată de titrare cu soluție de sulfit de sodiu pentru a obține valoarea COD prin calcule relevante.

Această metodă este mai potrivită pentru apa naturală sau apele uzate generale care conțin materie organică ușor oxidabilă.

2. Metoda de oxidare a dicromatului de potasiu

Metoda bicromatului de potasiu implică adăugarea de dicromat de potasiu și acid sulfuric concentrat la proba de apă. După încălzire pentru reacție, pentru titrare se folosește o soluție de sulfat feros de amoniu, iar COD este calculat pe baza consumului de dicromat de potasiu.

În comparație cu metoda de oxidare cu permanganat de potasiu acid, metoda dicromatului de potasiu poate oxida o varietate mai mare de materie organică și, astfel, are o aplicabilitate mai puternică pentru testarea COD a apelor uzate industriale cu compoziții mai complexe.

În inginerie efectivă, metoda de testare adecvată trebuie selectată în funcție de tipul de eșantion de apă, metodele de testare și standardele aplicabile.

Standarde COD și cerințe de control pentru diferite ape uzate

Cerințele de descărcare COD variază în funcție de tipul de corp de apă, industrie și standardele specifice de descărcare.

Datele de referință furnizate în materialele atașate includ:

Cerință de COD pentru apă de suprafață: 15–40 mg/L

Cerință de COD pentru apă uzată: 50–500 mg/L

Standard de descărcare COD în industria hârtiei: 200 mg/L

Standard de descărcare COD din industria alimentară: 300 mg/L

Standard de descărcare COD pentru industria chimică: 400 mg/L

Trebuie remarcat în special că proiectele de inginerie efective nu pot determina dacă descărcarea este permisă numai pe baza unei valori numerice generale a COD; confirmarea trebuie făcută în conformitate cu standardele naționale actuale, standardele locale, standardele industriale și cerințele specifice de evaluare a impactului asupra mediului (EIA) ale locației proiectului.

Pentru întreprinderi, cheia pentru tratarea COD excesivă nu este pur și simplu adăugarea unei anumite substanțe chimice, ci mai întâi clarificarea sursei COD, compoziția poluanților și cerințele de descărcare țintă și apoi determinarea unui proces combinat adecvat.

Ce impact are COD excesiv?

Atunci când COD al apelor uzate rămâne la un nivel ridicat pentru o perioadă lungă de timp, va produce impacturi multiple asupra mediului apei și asupra sistemului de tratare a apelor uzate.

1. Epuizarea oxigenului dizolvat în corpurile de apă

O cantitate mare de materie organică care intră într-un corp de apă va fi descompusă de microorganisme. Acest proces necesită consumul unei cantități mari de oxigen dizolvat.

Dacă încărcătura de poluare organică este prea mare, poate provoca hipoxie în corpul de apă, afectând astfel supraviețuirea normală a peștilor și a altor organisme acvatice.

2. Afectarea calității senzoriale a corpurilor de apă

O încărcătură mai mare de poluare organică poate fi însoțită de probleme precum croma, turbiditatea și mirosul, reducând transparența corpului de apă și afectând calitatea generală a mediului apei.

3. Creșterea presiunii de funcționare a sistemelor de epurare a apelor uzate

Pentru stațiile de tratare a apelor uzate industriale, un COD cu influență mai mare înseamnă o încărcătură organică mai mare.

Dacă capacitatea de proiectare a sistemului biochimic este insuficientă, pot apărea următoarele probleme:

Sarcină excesiv de mare în rezervorul biochimic

Creșterea cererii de oxigen dizolvat

Condiții anormale de nămol

Efluent instabil COD

Creșterea presiunii asupra tratamentului avansat ulterior

Prin urmare, controlul COD ar trebui să treacă prin mai multe etape ale sistemului de tratare a apelor uzate, inclusiv pretratare, tratare biochimică și tratare avansată.

Cum se reduce COD? Trei metode principale de tratament

Conceptul de bază al reducerii COD este separarea, oxidarea, transformarea sau biodegradarea poluanților organici din apă prin mijloace fizice, chimice și biologice.

În inginerie efectivă, rareori există un singur proces aplicabil tuturor tipurilor de ape uzate cu COD înalt-. Prin urmare, proiectarea combinată trebuie efectuată în funcție de caracteristicile apei uzate.

1. Metoda fizică: mai întâi separarea, apoi reducerea sarcinii ulterioare de tratament

Tratamentul fizic utilizează în principal metode precum sedimentarea, filtrarea, adsorbția și evaporarea pentru a separa poluanții din apă.

Echipamentele obișnuite de pretratare fizică includ:

Ecrane de bar

Bazine de sedimentare

Echipamente de filtrare

Separatoare de ulei-apă

Rezervoare de egalizare

Echipament de plutire cu aer

Avantajul tratamentului fizic este că procesul este relativ simplu și poate îndepărta rapid unele solide în suspensie, uleiuri plutitoare, sedimente și alți poluanți.

Cu toate acestea, pentru poluanții organici dizolvați cu adevărat în apă, bazarea exclusiv pe metode fizice este de obicei dificil de realizat o îndepărtare completă; prin urmare, acestea trebuie adesea combinate cu tratament biochimic sau procese avansate de tratare.

2. Metodă chimică: Tratarea rapidă a poluanților refractari

Tratamentul chimic utilizează în principal reacții precum oxidarea, reducerea, clorurarea și flocularea pentru a transforma poluanții sau a forma substanțe care sunt ușor de separat.

De exemplu, în anumite ape uzate industriale cu-COD ridicat, dacă există o cantitate mare de materie organică biodegradabilă refractară, se poate lua în considerare îmbunătățirea tratabilității poluanților prin oxidare avansată și alte mijloace.

Tratamentul chimic are în general o viteză de reacție rapidă și o eficiență ridicată a tratamentului, dar consumul de substanțe chimice, costurile de operare și controlul produselor secundare trebuie să fie, de asemenea, considerații cheie în proiectarea inginerească.

Pentru apele uzate care conțin o cantitate mare de solide în suspensie și poluanți coloidali, coagularea și flocularea pot servi, de asemenea, ca o legătură importantă în pretratare sau tratare avansată.

3. Metoda biologică: Utilizarea microorganismelor pentru a degrada materia organică

Tratarea biologică este una dintre metodele importante pentru îndepărtarea COD din apele uzate industriale.

Principiul său de bază este de a utiliza acțiunea metabolică a microorganismelor pentru a transforma materia organică biodegradabilă în dioxid de carbon, apă și alte substanțe anorganice.

Metodele comune de tratament biologic includ:

Proces aerob cu nămol activ

Digestia anaerobă

Procesul de biofilm

Alte procese de tratament biochimic

Pentru apele uzate cu o bună biodegradabilitate, tratarea biologică are de obicei avantajul unor costuri de operare relativ mai mici.

Cu toate acestea, sistemele biologice sunt destul de sensibile la temperatură, pH, oxigen dizolvat, raporturi de nutrienți și modificări ale încărcăturii de influență. Prin urmare, eliminarea COD din apele uzate industriale necesită proiectarea procesului combinată cu calitatea reală a apei, mai degrabă decât simpla copiere a procedurilor standard.

De ce apele uzate cu-COD ridicate necesită procese combinate?

În inginerie reală, sursele COD sunt adesea relativ complexe.

De exemplu, o apă uzată industrială poate conține simultan solide în suspensie, coloizi, materie organică, grăsimi, croma și poluanți refractari. Dacă se adoptă o singură metodă de tratare, este dificil să se găsească diferiți poluanți.

Prin urmare, un set complet deechipamente de tratare a apelor uzatepoate fi configurat în general în funcție de caracteristicile poluanților:

Pretratare-Tratament biochimic-Tratament avansat -Tratare nămol

O astfel de metodă combinată poate reduce mai întâi încărcătura de poluare, apoi poate elimina materia organică biodegradabilă prin procese biochimice și, în cele din urmă, poate folosi un tratament avansat pentru a îmbunătăți și mai mult calitatea apei efluente.

Acesta este, de asemenea, motivul pentru care proiectele de tratare a apelor uzate nu se uită doar la „ce este COD”, ci trebuie să înțeleagă și:

BOD

COD

SS

pH

TDS

Chroma

Unsoare

Temperatura apei

Sursă de apă uzată

Cerințe de descărcare sau reutilizare

Doar obținând date relativ complete despre calitatea apei, procesul de îndepărtare a COD poate fi selectat mai rezonabil.

Studiu de caz pentru tratarea apelor uzate COD pentru fabricarea hârtiei

În cazul atașat, apele uzate de la o fabrică de hârtie provin în principal din procese de producție, cum ar fi mașinile de hârtie, mașinile de prelucrare a hârtiei și mașinile de albire.

Apa uzată conține o cantitate mare de materie organică, cum ar fi celuloză, lignină, rășini și grăsimi, iar COD-ul influent ajunge la:

1000 mg/L

Valoarea standard națională de referință adoptată în cazul anexat este:

200 mg/L

Prin urmare, această apă uzată nu poate fi evacuată direct și necesită o tratare sistematică.

Plan de tratament

Pentru această apă uzată de fabricare a hârtiei, proiectul a adoptat:

Sistem de pretratare + Sistem de tratare biochimică + Sistem avansat de tratare + Sistem de tratare a nămolului

În etapa de pretratare, au fost utilizate metode fizice, cum ar fi sităle cu bare, sedimentarea și filtrarea, pentru a îndepărta solidele în suspensie, sedimentele și uleiul plutitor, reducând COD cu aproximativ:

30%

Ulterior, a intrat în etapa de tratare biochimică, în care procesele aerobe cu nămol activ au fost utilizate pentru a degrada poluanții organici prin intermediul microorganismelor, reducând în continuare COD cu aproximativ:

70%

Ulterior, oxidarea ozonului a fost adoptată ca mijloc de tratament avansat pentru a oxida în continuare materia organică refractară și substanțele cromatice, reducând COD cu aproximativ:

10%

Nămolul a fost deshidratat printr-un filtru presă pentru a reduce volumul și greutatea nămolului, facilitând transportul și eliminarea ulterioară.

Efectul final al tratamentului

După tratarea cu setul complet de echipamente de tratare a apelor uzate:

COD a fost redusă de la 1000 mg/L la 150 mg/L.

În cazul atașat, COD final a îndeplinit cerințele, în timp ce indicatorii precum croma, turbiditatea și mirosul au fost, de asemenea, îmbunătățiți semnificativ.

Acest caz ilustrează faptul că, pentru apele reziduale de producție a hârtiei cu-COD ridicate, configurația rațională a pretratării, a tratamentului biochimic și a tratamentului avansat poate forma o cale de îndepărtare a COD în mai multe-etape.

Studiu de caz pentru tratarea apelor uzate de prelucrare a alimentelor COD

Un alt caz vine din industria alimentară.

Apele uzate de la această fabrică alimentară sunt generate în principal din procese precum procesarea alimentelor, curățarea și dezinfecția, care conțin materie organică precum grăsimi, amidon, zaharuri și proteine.

COD influent în caz a ajuns la:

800 mg/L

Valoarea de referință standard COD din industria alimentară din atașament este:

300 mg/L

Prin urmare, aceste ape uzate trebuie să fie supuse unui tratament suplimentar pentru a îndeplini cerințele de evacuare.

Plan de tratament

Acest proiect a adoptat:

Sistem de pretratare + Sistem de tratare biochimică + Sistem avansat de tratare + Sistem de tratare a nămolului

În primul rând, au fost folosite echipamente precum separatoare de ulei-apă, rezervoare de egalizare și mașini de flotație cu aer pentru a trata grăsimile, solidele în suspensie și gunoiul, reducând COD cu aproximativ:

40%

Ulterior, a fost adoptat un proces de digestie anaerobă pentru a converti unii poluanți organici în biogaz și săruri anorganice prin acțiunea microorganismelor anaerobe, reducând COD cu aproximativ:

50%

În etapa avansată de tratament, a fost utilizat un proces de biofilm pentru a îndepărta în continuare materia organică rămasă, reducând COD cu aproximativ:

10%

În cele din urmă, nămolul a fost tratat printr-o mașină de deshidratare pentru a reduce volumul și greutatea nămolului.

Efectul final al tratamentului

După tratamentul cu sistemul complet de tratament:

COD a fost redusă de la 800 mg/L la 200 mg/L.

Conform carcasei atașate, acest rezultat de tratament a îndeplinit cerințele standard adoptate de caz, în timp ce indicatorii precum croma, turbiditatea și mirosul au fost de asemenea îmbunătățiți.

Cum să alegi un plan de tratament potrivit pentru COD?

Compoziția COD a apelor uzate produse de diferite industrii variază semnificativ.

Prin urmare, atunci când se selectează un plan de tratare a apelor uzate cu COD, judecățile nu pot fi făcute numai pe baza concentrației de COD ridicate sau scăzute.

De exemplu:

Ape uzate alimentare:În general, necesită un accent pe poluanții organici, cum ar fi grăsimile, proteinele, zaharurile și amidonul; se poate lua în considerare combinarea pretratării cu procese biochimice anaerobe și aerobe.

Ape uzate de fabricare a hârtiei:Necesită atenție la poluanți precum celuloza, lignina, rășinile și croma; de obicei necesită o combinație de pretratament, tratament biochimic și tratament avansat.

Ape uzate chimice:Compoziția poluanților poate fi mai complexă; este necesar să se analizeze în continuare materia organică refractară, substanțele toxice, salinitatea și alți poluanți caracteristici înainte de a determina tehnologiile de tratare adecvate.

Prin urmare, ar trebui stabilite planuri de tratare a apelor uzate industriale cu adevărat profesionale pe baza analizei calității apei și a obiectivelor de tratare.

Cum oferă TEHNOLOGIA ECOLINK soluții de tratare a apelor uzate?

ECOLINK TECHNOLOGY este specializată în furnizarea de produse chimice pentru tratarea apei (PAM & PAC) șiechipamente de tratare a apei, oferind clienților industriali potrivirea produselor, asistență tehnică și servicii unice-de tratare a apei.

Pentru diferite tipuri de ape uzate industriale, putem asista la analizarea direcțiilor de tratare adecvate pe baza datelor despre calitatea apei, volumul de tratare și cerințele finale de evacuare sau reutilizare furnizate de clienți.

Conținutul serviciului poate acoperi:

Echipamente de tratare a apelor uzate

Sisteme de tratare a apelor uzate industriale

Produse chimice pentru tratarea apei

Tratament de coagulare și floculare

Sisteme de tratare biochimică

Sisteme avansate de tratament

Tratarea namolului

RO/UF/EDI și alte echipamente de tratare a apei

Potrivirea produsului proiect

Suport pentru date tehnice

Testarea probelor și evaluarea produsului

Pentru clienții industriali care au nevoie să reducă COD, se recomandă să furnizeze date cât mai complete posibil despre calitatea apei în faza incipientă a proiectului, inclusiv COD influent, DBO, SS, pH, TDS, croma, volumul de tratare și indicatori de efluent țintă.

TEHNOLOGIA ECOLINK poate ajuta la evaluarea dacă tratamentul fizic, chimic sau biologic sau o combinație de procese multiple este mai potrivită pe baza acestor informații de bază.

Reducerea COD nu este doar „adăugarea de substanțe chimice”

Când întâmpinați COD excesiv, prima reacție a multor întreprinderi poate fi creșterea cantității de dozare chimică.

Cu toate acestea, din punct de vedere ingineresc, analiza cauzei COD excesiv este adesea mult mai importantă decât simpla adăugare de substanțe chimice.

Dacă COD provine în principal din materie organică biodegradabilă, atunci optimizarea sistemului biochimic poate fi mai economică decât simpla oxidare chimică.

Dacă COD provine în principal din solide în suspensie și coloizi, atunci optimizarea legăturilor de coagulare, sedimentare sau flotație a aerului poate fi mai eficientă.

Dacă COD provine în principal din materie organică refractară, atunci este necesar să se ia în considerare oxidarea cu ozon, oxidarea avansată, bio-augmentarea sau alte metode avansate de tratament.

Prin urmare, un control cu ​​adevărat eficient al COD ar trebui să urmeze:

Analiza calității apei -Identificarea poluanților- Selectarea procesului-Optimizarea parametrilor -Monitorizarea continuă a funcționării

Mai degrabă decât adoptarea unei singure metode de tratament.

Concluzie: De la datele COD la planurile complete de tratare a apelor uzate

COD este un parametru foarte important al calității apei în tratarea apei uzate, dar un singur număr COD nu poate descrie complet un flux de apă uzată.

Pentru a obține o eliminare stabilă a COD, este necesar să se înțeleagă în continuare compoziția organică, biodegradabilitatea, solidele în suspensie, grăsimea, salinitatea și alți poluanți din apa uzată și să se proiecteze un flux rezonabil de tratare în conformitate cu cerințele finale de descărcare sau reutilizare.

De la pretratare până la tratarea biochimică și apoi până la tratarea avansată și eliminarea nămolului, fiecare legătură poate afecta rezultatul COD final.

Carcasa apelor uzate din fabricarea hârtiei din atașament arată că COD poate fi redus de la 1000 mg/L la 150 mg/L; cazul apelor uzate alimentare a redus-o de la 800 mg/L la 200 mg/L. Aceste cazuri întruchipează valoarea de aplicare a proceselor de tratare combinată în apele reziduale industriale cu COD înalt-.

Pentru întreprinderile care caută planuri de tratare a COD a apelor uzate industriale, procese de îndepărtare a COD, echipamente de tratare a apelor uzate sau produse chimice pentru tratarea apei, ECOLINK TECHNOLOGY poate oferi suport din perspectiva potrivirii produselor și a soluțiilor generale.