Čo je COD? Prečo je CHSK dôležitým ukazovateľom pri čistení odpadových vôd?
V priemyselnej výrobe a čistení komunálnych odpadových vôd,CHSK (chemická spotreba kyslíka)je jedným z dôležitých ukazovateľov kvality vody, ktorý sa používa na hodnotenie miery organického znečistenia vo vodnom útvare.
Anglický názov CHSK je Chemical Oxygen Demand. Jednoducho povedané, CHSK sa používa na vyjadrenie množstva spotrebovaného oxidantu, keď sú redukujúce látky vo vzorke vody za určitých podmienok oxidované silným oxidantom.
Redukujúce látky vo vode nie sú obmedzené na organické látky; môžu tiež zahŕňať dusitany, sulfidy, železnaté soli a iné. Vo väčšine priemyselných odpadových vôd je však obsah organických látok zvyčajne výrazne vyšší ako u iných redukujúcich látok. Preto možno CHSK vo všeobecnosti použiť ako dôležitý referenčný ukazovateľ na určenie zaťaženia odpadových vôd organickým znečistením.
Z hľadiska inžinierstva čistenia odpadových vôd nie je CHSK iba číslom laboratórneho testovania; úzko súvisí aj s biologickou odbúrateľnosťou odpadových vôd, výberom procesov čistenia, požiadavkami na prevzdušňovanie, dávkovaním chemikálií a či konečné vypúšťanie spĺňa regulačné normy.
Preto pred vykonaním priemyselného čistenia odpadových vôd alebo výstavbou systému čistenia odpadových vôd je presné pochopenie koncentrácie COD pritekajúcej sa dôležitým základom pre stanovenie plánu čistenia.
Čo znamená vysoká hodnota CHSK?
Vo všeobecnosti platí, že čím vyššia je koncentrácia CHSK, tým viac redukujúcich látok vo vode je potrebné oxidovať.
Keď sa do vodného útvaru dostane veľké množstvo organickej hmoty, mikroorganizmy spotrebúvajú veľké množstvo rozpusteného kyslíka v procese rozkladu tejto organickej hmoty. Ak sa znečistenie naďalej zvyšuje, môže to viesť k hypoxii vo vodnom útvare, čím sa ovplyvní vodný ekosystém.
Preto má kontrola CHSK pri čistení odpadových vôd vo všeobecnosti veľký význam v nasledujúcich aspektoch:
Hodnotenie zaťaženia organickým znečistením
CHSK pomáha technickému personálu rýchlo posúdiť celkovú záťaž organických znečisťujúcich látok v odpadových vodách, čím poskytuje referenciu pre následný návrh procesu.
Hodnotenie tlaku biochemickej úpravy
Pre systémy využívajúce procesy, ako je proces s aktivovaným kalom, proces s biofilmom alebo anaeróbne čistenie, prítoková CHSK priamo ovplyvňuje zaťaženie mikroorganizmov úpravou.
Pomoc pri určovaní liečebných procesov
CHSK z rôznych zdrojov má rôzne zloženie.
Napríklad CHSK v potravinovej odpadovej vode môže pochádzať hlavne z tuku, škrobu, cukrov a bielkovín; CHSK v odpadovej vode z výroby papiera môže súvisieť s látkami, ako je celulóza, lignín a živice.
Preto nie je možné zvoliť proces úpravy len na základe číselnej hodnoty CHSK; musí sa komplexne analyzovať v kombinácii s BSK, suspendovanými pevnými látkami (SS), pH, sýtosť, TDS a špecifickým zložením znečisťujúcich látok.
Ako sa určuje CHSK?
Testovanie CHSK je jednou zo základných úloh pri prevádzke a riadení čistenia odpadových vôd.
Ako je uvedené v priložených materiáloch, bežné metódy určovania CHSK v súčasnosti zahŕňajú:
Metóda kyslej oxidácie manganistanu draselného
Metóda oxidácie dvojchrómanu draselného
Základným princípom oboch metód je využiť oxidant na oxidáciu redukčných látok vo vzorke vody a potom vypočítať CHSK na základe množstva spotrebovaného oxidantu.
1. Metóda kyslej oxidácie manganistanu draselného
Roztok manganistanu draselného sa pridá k vzorke vody za kyslých podmienok, zahreje sa do varu a udržiava sa po určitú dobu, po čom nasleduje titrácia roztokom siričitanu sodného, aby sa pomocou príslušných výpočtov získala hodnota CHSK.
Táto metóda je vhodnejšia pre prírodné vody alebo bežné odpadové vody obsahujúce ľahko oxidovateľné organické látky.
2. Metóda oxidácie dvojchrómanu draselného
Metóda dvojchrómanu draselného zahŕňa pridanie dvojchrómanu draselného a koncentrovanej kyseliny sírovej do vzorky vody. Po zahriatí na reakciu sa na titráciu použije roztok síranu amónneho a CHSK sa vypočíta na základe spotreby dvojchrómanu draselného.
V porovnaní s kyslou metódou oxidácie manganistanu draselného môže metóda dvojchrómanu draselného oxidovať širšiu škálu organických látok, a preto má väčšiu použiteľnosť na testovanie COD priemyselných odpadových vôd so zložitejším zložením.
V skutočnom inžinierstve by sa mala vybrať vhodná testovacia metóda podľa typu vzorky vody, testovacích metód a platných noriem.
Normy CHSK a požiadavky na kontrolu pre rôzne odpadové vody
Požiadavky na vypúšťanie CHSK sa líšia v závislosti od typu vodného útvaru, odvetvia a špecifických noriem vypúšťania.
Referenčné údaje uvedené v priložených materiáloch zahŕňajú:
Potreba CHSK povrchovej vody: 15–40 mg/l
Potreba CHSK odpadovej vody: 50–500 mg/l
Štandard vypúšťania CHSK v papierenskom priemysle: 200 mg/l
Potravinársky priemysel norma vypúšťania CHSK: 300 mg/l
Chemický priemysel norma vypúšťania CHSK: 400 mg/l
Je potrebné osobitne poznamenať, že skutočné inžinierske projekty nemôžu určiť, či je vypúšťanie prípustné, len na základe všeobecnej číselnej hodnoty CHSK; potvrdenie musí byť vykonané v súlade s aktuálnymi národnými normami, miestnymi normami, priemyselnými normami a špecifickými požiadavkami na posudzovanie vplyvov na životné prostredie (EIA) v mieste projektu.
Pre podniky nie je kľúčom k liečbe nadmernej CHSK jednoduché pridanie určitej chemikálie, ale najprv objasnenie zdroja CHSK, zloženia znečisťujúcich látok a cieľových požiadaviek na vypúšťanie a potom určenie vhodného kombinovaného procesu.
Aké dôsledky má nadmerné COD?
Keď CHSK odpadových vôd zostane na vysokej úrovni po dlhú dobu, bude to mať viacero vplyvov na vodné prostredie a systém čistenia odpadových vôd.
1. Vyčerpanie rozpusteného kyslíka vo vodných útvaroch
Veľké množstvo organickej hmoty vstupujúcej do vodného útvaru bude rozložené mikroorganizmami. Tento proces vyžaduje spotrebu veľkého množstva rozpusteného kyslíka.
Ak je zaťaženie organickým znečistením príliš vysoké, môže to spôsobiť hypoxiu vo vodnom útvare, a tým ovplyvniť normálne prežitie rýb a iných vodných organizmov.
2. Ovplyvňovanie senzorickej kvality vodných útvarov
Vyššie zaťaženie organickým znečistením môže byť sprevádzané problémami ako farebnosť, zákal a zápach, ktoré znižujú priehľadnosť vodného útvaru a ovplyvňujú celkovú kvalitu vodného prostredia.
3. Zvýšenie prevádzkového tlaku systémov čistenia odpadových vôd
Pre priemyselné čistiarne odpadových vôd znamená vyšší prítok CHSK vyššiu organickú záťaž.
Ak je projektovaná kapacita biochemického systému nedostatočná, môžu sa vyskytnúť nasledujúce problémy:
Príliš vysoká záťaž v biochemickej nádrži
Zvýšená spotreba rozpusteného kyslíka
Abnormálne podmienky kalu
Nestabilná odpadová CHSK
Zvýšený tlak na následnú pokročilú liečbu
Preto by kontrola CHSK mala prebiehať vo viacerých fázach systému čistenia odpadových vôd, vrátane predúpravy, biochemickej úpravy a pokročilého čistenia.
Ako znížiť CHSK? Tri hlavné liečebné metódy
Základnou koncepciou znižovania CHSK je separácia, oxidácia, transformácia alebo biodegradácia organických znečisťujúcich látok vo vode fyzikálnymi, chemickými a biologickými prostriedkami.
V skutočnom inžinierstve len zriedkavo existuje jediný proces použiteľný pre všetky typy odpadových vôd s vysokým-CHSK. Preto sa kombinovaný dizajn musí vykonávať podľa charakteristík odpadových vôd.
1. Fyzikálna metóda: Najprv separácia, potom zníženie následného zaťaženia
Fyzikálne čistenie využíva hlavne metódy, ako je sedimentácia, filtrácia, adsorpcia a odparovanie na oddelenie znečisťujúcich látok z vody.
Bežné zariadenia na fyzickú predúpravu zahŕňajú:
Barové obrazovky
Sedimentačné nádrže
Filtračné zariadenie
Odlučovače oleja-vody
Vyrovnávacie nádrže
Vzduchové flotačné zariadenia
Výhodou fyzikálnej úpravy je, že proces je relatívne jednoduchý a dokáže rýchlo odstrániť niektoré nerozpustné látky, plávajúce oleje, usadeniny a iné znečisťujúce látky.
Avšak v prípade organických znečisťujúcich látok skutočne rozpustených vo vode je zvyčajne ťažké dosiahnuť dôkladné odstránenie spoliehaním sa výlučne na fyzikálne metódy; preto je často potrebné ich kombinovať s biochemickou liečbou alebo pokročilými liečebnými procesmi.
2. Chemická metóda: Rýchla úprava žiaruvzdorných znečisťujúcich látok
Chemická úprava využíva hlavne reakcie, ako je oxidácia, redukcia, chlorácia a flokulácia na transformáciu znečisťujúcich látok alebo tvorbu látok, ktoré sa dajú ľahko oddeliť.
Ak napríklad v niektorých priemyselných odpadových vodách s vysokým-COD existuje veľké množstvo žiaruvzdorných biologicky odbúrateľných organických látok, možno zvážiť zlepšenie spracovateľnosti znečisťujúcich látok prostredníctvom pokročilej oxidácie a iných prostriedkov.
Chemická úprava sa vo všeobecnosti vyznačuje vysokou rýchlosťou reakcie a vysokou účinnosťou úpravy, ale kľúčovými faktormi pri navrhovaní inžinierstva musia byť aj spotreba chemikálií, prevádzkové náklady a kontrola vedľajších produktov.
Pre odpadové vody obsahujúce veľké množstvo nerozpustených látok a koloidných znečisťujúcich látok môže koagulácia a flokulácia slúžiť aj ako dôležitý článok pri predúprave alebo pokročilom čistení.
3. Biologická metóda: Využitie mikroorganizmov na degradáciu organickej hmoty
Biologické čistenie je jednou z dôležitých metód odstraňovania CHSK z priemyselných odpadových vôd.
Jeho základným princípom je využitie metabolického pôsobenia mikroorganizmov na premenu biodegradovateľnej organickej hmoty na oxid uhličitý, vodu a iné anorganické látky.
Bežné metódy biologickej liečby zahŕňajú:
Aeróbny proces aktivovaného kalu
Anaeróbne trávenie
Biofilmový proces
Iné procesy biochemickej úpravy
Pre odpadové vody s dobrou biologickou odbúrateľnosťou má biologické čistenie zvyčajne výhodu relatívne nižších prevádzkových nákladov.
Biologické systémy sú však dosť citlivé na teplotu, pH, rozpustený kyslík, pomery živín a zmeny v prítoku. Odstránenie CHSK z priemyselných odpadových vôd si preto vyžaduje návrh procesu v kombinácii so skutočnou kvalitou vody, a nie len kopírovanie štandardných postupov.
Prečo si odpadové vody s vysokým-COD vyžadujú kombinované procesy?
V skutočnom inžinierstve sú zdroje CHSK často relatívne zložité.
Napríklad priemyselná odpadová voda môže súčasne obsahovať suspendované pevné látky, koloidy, organické látky, mastnotu, chróm a žiaruvzdorné znečisťujúce látky. Ak sa použije iba jedna metóda úpravy, je ťažké prispôsobiť sa rôznym znečisťujúcim látkam.
Preto kompletná sadazariadenia na čistenie odpadových vôdmožno vo všeobecnosti nastaviť podľa charakteristík znečisťujúcich látok:
Predúprava-Biochemická úprava-Pokročilá úprava -Spracovanie kalu
Takáto kombinovaná metóda môže najprv znížiť znečistenie, potom odstrániť biodegradovateľnú organickú hmotu prostredníctvom biochemických procesov a nakoniec použiť pokročilé čistenie na ďalšie zlepšenie kvality odpadovej vody.
To je tiež dôvod, prečo sa projekty na čistenie odpadových vôd nemôžu pozerať len na to, „čo je CHSK“, ale musia tiež pochopiť:
BOD
COD
SS
pH
TDS
Chroma
Namažte
Teplota vody
Zdroj odpadovej vody
Požiadavky na vybitie alebo opätovné použitie
Len získaním relatívne úplných údajov o kvalite vody je možné zvoliť proces odstraňovania CHSK rozumnejšie.
Prípadová štúdia o spracovaní odpadových vôd pri výrobe papiera
V priloženom prípade odpadová voda z papierne pochádza najmä z výrobných procesov, ako sú papierenské stroje, rozvlákňovače a bieliace stroje.
Odpadová voda obsahuje veľké množstvo organických látok, ako je celulóza, lignín, živice a mastnota, a prítok CHSK dosahuje:
1000 mg/l
Národná štandardná referenčná hodnota prijatá v priloženom prípade je:
200 mg/l
Preto sa tieto odpadové vody nemôžu vypúšťať priamo a vyžadujú si systematické čistenie.
Liečebný plán
Pre túto odpadovú vodu z výroby papiera projekt prijal:
Systém predúpravy + systém biochemickej úpravy + systém pokročilej úpravy + systém úpravy kalu
V štádiu predúpravy sa použili fyzikálne metódy, ako sú barové sitá, sedimentácia a filtrácia na odstránenie suspendovaných pevných látok, sedimentov a plávajúceho oleja, čím sa znížila CHSK približne o:
30%
Následne vstúpil do štádia biochemického čistenia, kde sa použili aeróbne procesy aktivovaného kalu na degradáciu organických znečisťujúcich látok prostredníctvom mikroorganizmov, čím sa ďalej znížila CHSK približne o:
70%
Potom bola oxidácia ozónom prijatá ako pokročilý spôsob úpravy na ďalšiu oxidáciu žiaruvzdorných organických látok a farebných látok, čím sa znižuje CHSK približne o:
10%
Kal sa odvodnil cez kalolis, aby sa znížil objem a hmotnosť kalu, čo uľahčilo následnú prepravu a likvidáciu.
Účinok konečného ošetrenia
Po čistení kompletnou sadou zariadení na čistenie odpadových vôd:
CHSK bola znížená z 1000 mg/l na 150 mg/l.
V priloženom prípade konečná CHSK splnila požiadavky, pričom sa výrazne zlepšili aj ukazovatele ako farebnosť, zákal a zápach.
Tento prípad ilustruje, že v prípade odpadovej vody z výroby papiera s vysokým-CHSK môže racionálna konfigurácia predúpravy, biochemickej úpravy a pokročilého čistenia vytvoriť viacstupňovú cestu odstraňovania CHSK.
Prípadová štúdia spracovania odpadových vôd CHSK pri spracovaní potravín
Ďalší prípad pochádza z potravinárskeho priemyslu.
Odpadová voda z tohto potravinárskeho závodu sa vyrába hlavne z procesov, ako je spracovanie potravín, čistenie a dezinfekcia, obsahujúca organické látky, ako je tuk, škrob, cukry a bielkoviny.
Ovplyvnená CHSK v prípade dosiahla:
800 mg/l
Štandardná referenčná hodnota CHSK pre potravinársky priemysel v prílohe je:
300 mg/l
Preto je potrebné, aby táto odpadová voda podstúpila ďalšie čistenie, aby splnila požiadavky na vypúšťanie.
Liečebný plán
Tento projekt prijal:
Systém predúpravy + systém biochemickej úpravy + systém pokročilej úpravy + systém úpravy kalu
Po prvé, zariadenia, ako sú odlučovače oleja-vody, vyrovnávacie nádrže a vzduchové flotačné stroje, sa použili na úpravu mastnoty, nerozpustených látok a kalu, čím sa CHSK znížilo približne o:
40%
Potom bol prijatý proces anaeróbnej digescie na premenu niektorých organických znečisťujúcich látok na bioplyn a anorganické soli pôsobením anaeróbnych mikroorganizmov, čím sa CHSK zníži približne o:
50%
V pokročilom štádiu úpravy sa použil proces biofilmu na ďalšie odstránenie zostávajúcich organických látok, čím sa znížila CHSK približne o:
10%
Nakoniec sa kal spracoval pomocou odvodňovacieho stroja, aby sa znížil objem a hmotnosť kalu.
Účinok konečného ošetrenia
Po ošetrení kompletným liečebným systémom:
CHSK sa znížila z 800 mg/l na 200 mg/l.
Podľa priloženého prípadu tento výsledok úpravy spĺňal štandardné požiadavky prijaté prípadom, pričom sa zlepšili aj ukazovatele ako farebnosť, zákal a zápach.
Ako si vybrať vhodný plán liečby CHSK?
Zloženie CHSK odpadových vôd produkovaných rôznymi priemyselnými odvetviami sa výrazne líši.
Preto pri výbere plánu čistenia odpadových vôd CHSK nemožno posudzovať len na základe vysokej alebo nízkej koncentrácie CHSK.
Napríklad:
Potravinová odpadová voda:Vo všeobecnosti si vyžaduje zameranie sa na organické znečisťujúce látky, ako sú mastnota, bielkoviny, cukry a škrob; možno zvážiť kombináciu predbežnej úpravy s anaeróbnymi a aeróbnymi biochemickými procesmi.
Odpadová voda z výroby papiera:Vyžaduje pozornosť na znečisťujúce látky, ako je celulóza, lignín, živice a chroma; zvyčajne vyžaduje kombináciu predbežnej liečby, biochemickej liečby a pokročilej liečby.
Chemická odpadová voda:Zloženie znečisťujúcich látok môže byť zložitejšie; pred stanovením vhodných technológií úpravy je potrebné ďalej analyzovať žiaruvzdorné organické látky, toxické látky, salinitu a iné charakteristické znečisťujúce látky.
Preto by mali byť vytvorené skutočne profesionálne plány priemyselného čistenia odpadových vôd založené na analýze kvality vody a cieľoch čistenia.
Ako ECOLINK TECHNOLOGY poskytuje riešenia na čistenie odpadových vôd?
ECOLINK TECHNOLOGY sa špecializuje na dodávky chemikálií na úpravu vody (PAM & PAC) azariadenia na úpravu vody, ktorá poskytuje priemyselným klientom párovanie produktov, technickú podporu a{0}}jednorazové služby úpravy vody.
V prípade rôznych typov priemyselných odpadových vôd môžeme pomôcť pri analýze vhodných smerov čistenia na základe údajov o kvalite vody, objemu čistenia a požiadaviek na konečné vypúšťanie alebo opätovné použitie, ktoré poskytli klienti.
Obsah služby môže zahŕňať:
Zariadenia na čistenie odpadových vôd
Systémy na čistenie priemyselných odpadových vôd
Chemikálie na úpravu vody
Koagulačná a flokulačná liečba
Systémy biochemickej úpravy
Pokročilé liečebné systémy
Spracovanie kalu
RO/UF/EDI a ďalšie zariadenia na úpravu vody
Párovanie produktov projektu
Technická podpora údajov
Testovanie vzoriek a hodnotenie produktov
Pre priemyselných klientov, ktorí potrebujú znížiť CHSK, sa odporúča poskytnúť čo najúplnejšie údaje o kvalite vody v počiatočnej fáze projektu, vrátane prítokovej CHSK, BSK, SS, pH, TDS, sýtosti, objemu úpravy a cieľových ukazovateľov odpadových vôd.
ECOLINK TECHNOLOGY môže pomôcť pri posudzovaní, či je na základe týchto základných informačných bodov vhodnejšie fyzikálne, chemické alebo biologické ošetrenie alebo kombinácia viacerých procesov.
Zníženie CHSK nie je len „pridávanie chemikálií“
Pri stretnutí s nadmernou CHSK môže byť prvou reakciou mnohých podnikov zvýšenie dávkovaného množstva chemikálie.
Z technického hľadiska je však analýza príčiny nadmernej CHSK často oveľa dôležitejšia ako jednoduché pridávanie chemikálií.
Ak CHSK pochádza hlavne z biodegradovateľnej organickej hmoty, potom môže byť optimalizácia biochemického systému ekonomickejšia ako jednoduchá chemická oxidácia.
Ak CHSK pochádza hlavne z nerozpustených látok a koloidov, potom môže byť efektívnejšia optimalizácia väzieb koagulácie, sedimentácie alebo vzduchovej flotácie.
Ak CHSK pochádza hlavne zo žiaruvzdorných organických látok, potom je potrebné zvážiť oxidáciu ozónom, pokročilú oxidáciu, bio-augmentáciu alebo iné pokročilé metódy liečby.
Preto by skutočne účinná kontrola CHSK mala nasledovať:
Analýza kvality vody -Identifikácia znečisťujúcich látok- Výber procesu-Optimalizácia parametrov -Nepretržité monitorovanie prevádzky
Namiesto jednoduchého prijatia jedinej liečebnej metódy.
Záver: Od údajov CHSK po kompletné plány čistenia odpadových vôd
CHSK je veľmi dôležitý parameter kvality vody pri čistení odpadových vôd, ale jediné číslo CHSK nemôže úplne opísať prúd odpadovej vody.
Na dosiahnutie stabilného odstránenia CHSK je potrebné ďalej porozumieť organickému zloženiu, biologickej odbúrateľnosti, nerozpusteným látkam, mastnote, slanosti a iným znečisťujúcim látkam v odpadovej vode a navrhnúť primeraný prietok čistenia podľa požiadaviek na konečné vypúšťanie alebo opätovné použitie.
Od predbežnej úpravy po biochemickú úpravu a potom až po pokročilú úpravu a likvidáciu kalu môže každá súvislosť ovplyvniť konečný výsledok CHSK.
Prípad odpadovej vody z výroby papiera v prílohe ukazuje, že CHSK možno znížiť z 1000 mg/l na 150 mg/l; prípad odpadovej vody z potravín ju znížil z 800 mg/l na 200 mg/l. Tieto prípady stelesňujú aplikačnú hodnotu kombinovaných procesov čistenia v priemyselných odpadových vodách s vysokým-CHSK.
Pre podniky, ktoré hľadajú plány na čistenie priemyselných odpadových vôd, procesy odstraňovania CHSK, zariadenia na čistenie odpadových vôd alebo chemikálie na úpravu vody, môže ECOLINK TECHNOLOGY poskytnúť podporu z hľadiska zhody produktov a celkových riešení.
