Măsurarea cererii chimice de oxigen (COD)

Cererea chimică de oxigen (prescurtată COD) este un parametru important al epurării apelor uzate, fie că este vorba de ape uzate industriale sau menajere.

Evaluarea eficienței epurării apelor uzate începe cu implementarea corectă a măsurării COD. Poate fi folosit pentru a descoperi probleme în timpul tratamentului. Articolul nostru explică care este cererea chimică de oxigen (COD), cum poate fi măsurată și ce instrumente sunt necesare pentru măsurare.

1. Ce este un KOI?

Cererea chimică de oxigen (COD) este o metodă directă de măsurare a conținutului de materie organică a unei probe. Practic poate fi măsurat orice material organic care poate fi digerat cu reactivul adecvat.

Spre deosebire de COD, DBO (adică, cererea biologică de oxigen) se bazează pe defalcarea microorganismelor în funcție de timpul de absorbție (de obicei, cinci zile). Aproape întotdeauna există o corelație între DBO și DCO, indiferent de tipul probei, dar DMO este întotdeauna mai mică decât DCO, deoarece biodegradarea materiei organice nu este de obicei un proces la fel de aprofundat ca metoda chimică.

2. Importanța cererii chimice de oxigen

DBO și DCO sunt parametri importanți legați de conținutul de materie organică din apele uzate. Apele uzate cu un conținut ridicat de materie organică necesită o tratare adecvată, altfel nu ar trebui evacuate în râu. Dacă conținutul de materie organică nu este redus într-o stație de tratare a apelor uzate, microbii din apa naturală (unde se duc apele uzate) vor digera materia organică.

Cu toate acestea, oxigenul este necesar pentru a descompune materia organică, astfel încât apa naturală rămâne fără oxigen împreună cu materia organică. Un mediu sărac în oxigen, dar bogat în nutrienți organici, se numește eutrofizare și, în cazuri extreme, poate provoca distrugerea vieții acvatice.

COD și DBO pot fi reduse într-un mediu controlat la stațiile de epurare a apelor uzate utilizând aceiași microbi. În astfel de instalații, descompunerea materiei organice are loc în așa fel încât procesul să nu intre în contact cu apele naturale în niciun fel. Eficacitatea tratamentului poate fi estimată din scăderea valorii DBO.

Deoarece durata totală a studiului BOD este de cinci zile, dezvoltarea COD poate fi utilizată pentru a monitoriza dezvoltarea procesului zi de zi. COD poate fi măsurat în câteva ore. Dacă se efectuează doar un test DBO într-o unitate, orice problemă poate fi identificată numai după cinci zile. Și reținerea sau, eventual, tratarea apelor uzate este o pierdere de timp și bani.

3. Cum se măsoară COD?

După cum sa menționat deja, COD măsoară cantitatea de materie organică folosind un oxidant chimic. Este important să utilizați un oxidant suficient de puternic pentru a reacționa la materia organică din probă. Permanganatul de potasiu a fost folosit anterior în acest scop, dar nu a fost potrivit pentru a oxida toată materia organică într-o gamă largă de probe diferite de apă uzată.

În prezent, Măsurătorile COD Cel mai frecvent oxidant utilizat în proces este dicromatul de potasiu, care este un agent oxidant extrem de puternic. Cu ajutorul dicromatului, 95-100% din materia organică poate fi oxidată.

Proba este digerată cu o cantitate dată de oxidant, acid sulfuric și încălzire (150 ° C). Se pot utiliza și săruri metalice, rolul lor este de a reduce posibilele interferențe și de a cataliza explorarea. Explorarea în sine este de obicei o operație de două ore.

Este important să aveți la dispoziție o cantitate abundentă de oxidant pentru a asigura oxidarea completă a probei. Cu toate acestea, cantitatea de oxidant trebuie cunoscută întotdeauna. Acest lucru este cel mai adesea determinat de titrare sau analiză colorimetrică.

Măsurarea COD prin titrimetrie

THE titrare dicromatul rămas reacționează cu un agent reducător (de exemplu, sulfat feric de amoniu). Odată ce toți dicromatele au reacționat, procesul atinge punctul de echivalență. Acest punct reprezintă cantitatea de sulfat feric de amoniu egală cu cantitatea de dicromat rămasă. Punctul final poate fi detectat și cu indicatori de culoare, dar testul este de obicei automatizat cu un indicator potențiometric (în esență un electrod). Din cantitatea de dicromat adăugată inițial și rămasă, se poate calcula cât de mult dicromat a fost necesar pentru oxidarea materiei organice.

Măsurarea COD prin metoda colorimetrică

Epuizarea dicromatului poate fi, de asemenea, examinată pe baza absorbanței probei. Absorbția are loc la lungimi de undă specifice, în funcție de prezența cromului. Cantitatea de crom trivalent după digestie poate fi măsurată la 600 nm fotometru obsesie spectrofotometru folosind. Cromul hexavalent poate fi măsurat la 420 nm. Măsurarea este simplă, se poate face în câțiva pași.

Examinați probele și proba de reducere la zero. (Apa schimbată de ioni poate fi utilizată ca probă de reducere la zero, deci tot ceea ce se face cu proba trebuie făcut. Eșantionul de reducere la zero poate fi utilizat de mai multe ori până când se epuizează reactivii din aceeași perioadă de producție.)
Lăsați probele expuse și proba de resetare să se răcească.
Efectuați o reducere la zero a instrumentului utilizând modelul de reducere la zero.
Măsurați probele.

Ce metodă trebuie utilizată?

Fiecare metodă are avantajele și dezavantajele sale. Titrarea necesită puține echipamente, doar o buretă, un reactor de încălzire și flacoane. Cu toate acestea, operațiunea în sine necesită foarte multă forță de muncă. Cu toate acestea, acest lucru poate fi redus prin utilizarea unui titrator automat.

Deși un fotometru sau spectrofotometru este necesar pentru măsurarea colorimetrică, testul este mult mai „convenabil” deoarece mulți producători oferă reactivi premixați, astfel încât sarcinile utilizatorului sunt concentrate pe câteva operații simple. Tot ce trebuie să faceți este să explorați eșantionul, restul depinde de instrument. Din acest motiv, cea mai frecvent utilizată metodă de măsurare a COD este analiza colorimetrică.

4. Ce este necesar pentru măsurare?

Deoarece abordarea colorimetrică este cea mai frecvent utilizată metodă de măsurare a COD, ne vom concentra și pe aceasta. Practic, aveți nevoie doar de câteva instrumente:

1. Reactor pentru încălzirea probei

Una dintre condițiile pentru măsurători precise și repetabile este explorarea corectă a probei. Astfel de instrument este recomandabil să alegeți în acest scop, care este capabil să asigure mai multe temperaturi, deci este potrivit și pentru alte teste. O caracteristică importantă este chiar cronometrul, care garantează durata exactă a săpăturii. Capacul de protecție este, de asemenea, un accesoriu important pentru prevenirea accidentelor.

2. Colorimetru sau spectrofotometru

Acestea sunt în esență instrumente de măsurare fotometrice , cu care absorbanta probelor poate fi masurata dupa digestie. Colorimetrii măsoară la o lungime de undă dată, dar spectrofotometre analiza poate fi efectuată pe o gamă de lungimi de undă mult mai largă. Indiferent de dispozitiv, măsurarea COD este una dintre metodele din fabrică pentru majoritatea versiunilor.

3. Reactivi

THE reactivi cele mai importante elemente ale sistemului de măsurare COD. Aceste substanțe chimice sunt responsabile de oxidarea materiei organice. Reactivii pot fi preparați acasă, dar sunt mai simpli și, datorită ingredientelor periculoase, sunt mult mai siguri de a folosi materiale gata preparate.

Reactivi standard EPA: Aceste flacoane îndeplinesc cerințele metodei EPA 410.4 și metodei standard 5220D. Reactivii conțin sulfat de mercur, dicromat de potasiu și acid sulfuric.

Reactivi standard ISO: În ceea ce privește compoziția lor, aceste substanțe chimice respectă cerințele metodei ISO 15705: 2002. Compoziția lor este similară cu materialele standard EPA, deci conțin și mercur.

Reactivi fără mercur: Majoritatea reactivilor folosesc sulfat de mercur pentru a elimina interferențele din clor, ceea ce face ca valorile măsurate să fie mai mari decât sunt de fapt. Există reactivi fără mercur, care pot provoca interferențe, dar sunt mult mai puțin siguri din punct de vedere al mediului și al siguranței. Se recomandă utilizarea acestora dacă proba conține doar concentrații foarte mici de clor.