Mi az a COD? Miért fontos mutató a KOI a szennyvízkezelésben?
Az ipari termelésben és a települési szennyvíztisztításbanKOI (kémiai oxigénigény)az egyik fontos vízminőségi mutató, amellyel a víztestek szerves szennyezettségének mértékét értékelik.
A COD angol neve Chemical Oxygen Demand. Egyszerűen fogalmazva, a KOI az elfogyasztott oxidálószer mennyiségét jelenti, amikor a vízmintában lévő redukáló anyagokat erős oxidálószer oxidálja bizonyos körülmények között.
A vízben lévő redukáló anyagok nem korlátozódnak a szerves anyagokra; magukban foglalhatnak nitriteket, szulfidokat, vassókat és másokat is. A legtöbb ipari szennyvízben azonban a szervesanyag-tartalom általában lényegesen magasabb, mint más redukáló anyagoké. Ezért a KOI általában fontos referenciamutatóként használható a szennyvíz szerves szennyezettségének meghatározásához.
A szennyvíztisztítási mérnökök szempontjából a KOI nem pusztán egy laboratóriumi vizsgálati szám; szorosan összefügg a szennyvíz biológiai lebonthatóságával, a tisztítási folyamatok megválasztásával, a levegőztetési követelményekkel, a vegyszeradagolással, valamint azzal, hogy a végső kibocsátás megfelel-e a hatósági előírásoknak.
Ezért az ipari szennyvíztisztítás vagy szennyvíztisztító rendszer kiépítése előtt a befolyó KOI-koncentráció pontos megértése fontos alapja a tisztítási terv meghatározásának.
Mit jelent a magas KOI-érték?
Általánosságban elmondható, hogy minél magasabb a KOI-koncentráció, annál több redukálóanyag van a vízben, amelyet oxidálni kell.
Amikor nagy mennyiségű szerves anyag kerül egy víztestbe, a mikroorganizmusok nagy mennyiségű oldott oxigént fogyasztanak el ennek a szerves anyagnak a lebontása során. Ha a szennyezettségi terhelés tovább növekszik, az hipoxiához vezethet a víztestben, ami hatással lehet a vízi ökoszisztémára.
Ezért a szennyvíztisztítás során a KOI szabályozása általában jelentős jelentőséggel bír a következő szempontok szerint:
Szerves szennyezés terhelés felmérése
A KOI segít a mérnököknek gyorsan felmérni a szennyvíz teljes szerves szennyezőanyag-terhelését, referenciaként szolgálva a későbbi folyamattervezéshez.
A biokémiai kezelési nyomás felmérése
Az olyan folyamatokat alkalmazó rendszerek esetében, mint az eleveniszapos eljárás, a biofilmes eljárás vagy az anaerob kezelés, a befolyó KOI közvetlenül befolyásolja a mikroorganizmusok kezelési terhelését.
Segítségnyújtás a kezelési folyamatok meghatározásában
A különböző forrásokból származó KOI eltérő összetételű.
Például az élelmiszer-szennyvízben lévő KOI főként zsírból, keményítőből, cukrokból és fehérjékből származhat; A papírgyártási szennyvízben előforduló KOI olyan anyagokkal hozható összefüggésbe, mint a cellulóz, lignin és gyanták.
Ezért a kezelési folyamat nem választható ki pusztán a KOI számértéke alapján; átfogóan elemezni kell a BOD-val, a lebegő szilárd anyagokkal (SS), a pH-val, a színnel, a TDS-sel és a specifikus szennyezőanyag-összetételekkel kombinálva.
Hogyan határozható meg a COD?
A KOI vizsgálat a szennyvíztisztítás működtetésének és kezelésének egyik alapvető feladata.
Amint azt a mellékelt anyagok bemutatják, a jelenleg elterjedt KOI-meghatározási módszerek a következők:
Savas kálium-permanganát oxidációs módszer
Kálium-dikromát oxidációs módszer
Mindkét módszer alapelve, hogy egy oxidálószert használnak fel a vízmintában lévő redukáló anyagok oxidálására, majd az elfogyasztott oxidálószer mennyisége alapján számítják ki a KOI-t.
1. Savas kálium-permanganát oxidációs módszer
A vízmintához savas körülmények között kálium-permanganát oldatot adunk, forrásig melegítjük, és egy bizonyos ideig fenntartjuk, majd nátrium-szulfit oldattal titráljuk, hogy megfelelő számításokkal megkapjuk a KOI-értéket.
Ez a módszer inkább természetes vízhez vagy könnyen oxidálható szerves anyagot tartalmazó általános szennyvízhez alkalmas.
2. Kálium-dikromát oxidációs módszer
A kálium-dikromát módszer abból áll, hogy a vízmintához kálium-dikromátot és tömény kénsavat adnak. A reakcióhoz való melegítés után ammónium-vas-szulfát-oldatot használnak a titráláshoz, és a KOI-t a kálium-dikromát felhasználása alapján számítják ki.
A savas kálium-permanganátos oxidációs módszerhez képest a kálium-dikromát módszerrel a szerves anyagok szélesebb köre oxidálható, így erősebben alkalmazható összetettebb összetételű ipari szennyvizek KOI vizsgálatára.
A tényleges tervezés során a megfelelő vizsgálati módszert a vízminta típusának, a vizsgálati módszereknek és az alkalmazandó szabványoknak megfelelően kell kiválasztani.
KOI szabványok és ellenőrzési követelmények különböző szennyvizekre
A KOI-kibocsátási követelmények a víztest típusától, az iparágtól és a konkrét kibocsátási szabványoktól függően változnak.
A csatolt anyagokban közölt referenciaadatok a következők:
Felszíni víz KOI-igénye: 15-40 mg/L
Szennyvíz KOI követelmény: 50-500 mg/L
Papíripari KOI-kibocsátási szabvány: 200 mg/L
Élelmiszeripari KOI-kibocsátási szabvány: 300 mg/L
Vegyipari KOI-kibocsátási szabvány: 400 mg/L
Külön meg kell jegyezni, hogy a tényleges mérnöki projektek pusztán egy általános KOI számérték alapján nem tudják eldönteni, hogy a kibocsátás megengedett-e; a megerősítést a jelenlegi nemzeti szabványoknak, helyi szabványoknak, ipari szabványoknak és a projekt helyszínének környezeti hatásvizsgálati (KHV) követelményeinek megfelelően kell elvégezni.
A vállalkozások számára a túlzott KOI kezelésének kulcsa nem egyszerűen egy bizonyos vegyszer hozzáadása, hanem először a KOI forrásának, a szennyezőanyag-összetételnek és a célkibocsátási követelményeknek a tisztázása, majd a megfelelő kombinált eljárás meghatározása.
Milyen hatásokkal jár a túlzott KOI?
Ha a szennyvíz KOI hosszú ideig magas szinten marad, az többszörös hatással lesz a vízkörnyezetre és a szennyvíztisztító rendszerre.
1. Az oldott oxigén kiürítése a víztestekben
A víztestbe kerülő nagy mennyiségű szerves anyagot a mikroorganizmusok lebontják. Ez a folyamat nagy mennyiségű oldott oxigén fogyasztását igényli.
Ha a szerves szennyezés túl magas, az hipoxiát okozhat a víztestben, ami befolyásolja a halak és más vízi élőlények normális túlélését.
2. A víztestek érzékszervi minőségének befolyásolása
A nagyobb szerves szennyezési terhelés olyan problémákkal járhat együtt, mint a szín, zavarosság és szag, ami csökkenti a víztest átlátszóságát és befolyásolja a vízi környezet általános minőségét.
3. Szennyvíztisztító rendszerek üzemi nyomásának növelése
Az ipari szennyvíztisztító telepek esetében a nagyobb befolyó KOI nagyobb szerves terhelést jelent.
Ha a biokémiai rendszer tervezési kapacitása nem elegendő, a következő problémák léphetnek fel:
Túl nagy terhelés a biokémiai tartályban
Megnövekedett oldott oxigén igény
Rendellenes iszapviszonyok
Instabil szennyvíz KOI
Fokozott nyomás a későbbi fejlett kezelésre
Ezért a KOI-szabályozásnak a szennyvíztisztító rendszer több szakaszán kell keresztülmennie, beleértve az előkezelést, a biokémiai kezelést és a fejlett kezelést.
Hogyan csökkenthető a COD? Három fő kezelési módszer
A KOI csökkentésének alapkoncepciója a vízben lévő szerves szennyező anyagok elválasztása, oxidálása, átalakítása vagy biológiai lebontása fizikai, kémiai és biológiai eszközökkel.
A tényleges mérnöki gyakorlatban ritkán létezik egyetlen eljárás, amely minden típusú magas{0}}KOI szennyvízre alkalmazható. Ezért a kombinált tervezést a szennyvíz jellemzőinek megfelelően kell végrehajtani.
1. Fizikai módszer: először szétválasztás, majd a későbbi kezelési terhelés csökkentése
A fizikai kezelés főként olyan módszereket alkalmaz, mint az ülepítés, szűrés, adszorpció és elpárologtatás, hogy a szennyező anyagokat a víztől elkülönítsék.
A gyakori fizikai előkezelő berendezések a következők:
Bár képernyők
Ülepítő tartályok
Szűrő berendezés
Olaj-vízleválasztók
Kiegyenlítő tartályok
Levegős flotációs berendezések
A fizikai kezelés előnye, hogy az eljárás viszonylag egyszerű, és gyorsan eltávolítható néhány lebegő szilárd anyag, lebegő olaj, üledék és egyéb szennyező anyagok.
A vízben valóban oldott szerves szennyező anyagok esetében azonban pusztán fizikai módszerekre hagyatkozva általában nehéz az alapos eltávolítást elérni; ezért ezeket gyakran biokémiai kezeléssel vagy fejlett kezelési eljárásokkal kell kombinálni.
2. Kémiai módszer: Tűzálló szennyező anyagok gyors kezelése
A kémiai kezelés főként olyan reakciókat alkalmaz, mint az oxidáció, redukció, klórozás és flokkuláció a szennyező anyagok átalakítására vagy könnyen elkülöníthető anyagok képzésére.
Például bizonyos magas -KOI értékű ipari szennyvizekben, ha nagy mennyiségű tűzálló biológiailag lebontható szerves anyag van, megfontolható a szennyező anyagok kezelhetőségének javítása fejlett oxidációval és egyéb eszközökkel.
A vegyszeres kezelés általában gyors reakciósebességgel és nagy kezelési hatékonysággal rendelkezik, de a vegyszerfelhasználásnak, a működési költségeknek és a melléktermék-szabályozásnak is kulcsfontosságú szempontnak kell lennie a műszaki tervezésben.
A nagy mennyiségű lebegőanyagot és kolloid szennyezőanyagot tartalmazó szennyvíz esetében a koaguláció és a pelyhesedés is fontos láncszemként szolgálhat az előkezelésben vagy az előrehaladott kezelésben.
3. Biológiai módszer: Mikroorganizmusok felhasználása a szerves anyagok lebontására
A biológiai tisztítás az egyik fontos módszer a KOI eltávolítására az ipari szennyvízből.
Alapelve, hogy a mikroorganizmusok metabolikus hatását felhasználva a biológiailag lebomló szerves anyagokat szén-dioxiddá, vízzé és egyéb szervetlen anyagokká alakítja.
Az általános biológiai kezelési módszerek a következők:
Aerob eleveniszapos eljárás
Anaerob emésztés
Biofilm eljárás
Egyéb biokémiai kezelési eljárások
A jó biológiai lebonthatóságú szennyvizek esetében a biológiai tisztítás általában azzal az előnnyel jár, hogy viszonylag alacsonyabb az üzemeltetési költség.
A biológiai rendszerek azonban meglehetősen érzékenyek a hőmérsékletre, a pH-ra, az oldott oxigénre, a tápanyagarányokra és a befolyó terhelés változásaira. Ezért az ipari szennyvízből történő KOI eltávolítása folyamattervezést és tényleges vízminőséget igényel, nem pedig egyszerűen szabványos eljárások másolását.
Miért szükségesek a magas{0}}KOI-tartalmú szennyvizek kombinált eljárások?
A tényleges tervezésben a KOI források gyakran viszonylag összetettek.
Például egy ipari szennyvíz egyidejűleg tartalmazhat lebegő szilárd anyagokat, kolloidokat, szerves anyagokat, zsírokat, krómokat és tűzálló szennyező anyagokat. Ha csak egyetlen kezelési módszert alkalmaznak, nehéz a különböző szennyező anyagok befogadása.
Ezért egy teljes készletszennyvíztisztító berendezésekáltalában a szennyezőanyag jellemzői szerint beállíthatók:
Előkezelés-Biokémiai kezelés-Speciális kezelés -Iszapkezelés
Egy ilyen kombinációs módszerrel először a szennyezés terhelése csökkenthető, majd biokémiai folyamatokkal eltávolítható a biológiailag lebomló szerves anyag, végül pedig fejlett kezeléssel tovább javítható a kifolyó víz minősége.
Ez az oka annak is, hogy a szennyvízkezelési projektek nem csak azt nézhetik, "mi a KOI", hanem meg kell érteniük:
BOD
TŐKEHAL
SS
pH
TDS
Chroma
Zsír
Víz hőmérséklete
Szennyvízforrás
Kisütési vagy újrafelhasználási követelmények
Csak viszonylag teljes vízminőségi adatok megszerzésével lehet ésszerűbben kiválasztani a KOI-eltávolítási folyamatot.
Papírgyártási szennyvíz KOI kezelési esettanulmány
A mellékelt esetben a papírgyártó üzemből származó szennyvíz főként olyan gyártási folyamatokból származik, mint például a papírgépek, a cellulózkészítők és a fehérítőgépek.
A szennyvíz nagy mennyiségű szerves anyagot tartalmaz, például cellulózt, lignint, gyantát és zsírt, és a befolyó KOI eléri:
1000 mg/l
A mellékelt esetben elfogadott nemzeti szabvány referenciaérték:
200 mg/l
Ezért ezt a szennyvizet nem lehet közvetlenül elvezetni, és szisztematikus kezelést igényel.
Kezelési terv
A papírgyártási szennyvíz esetében a projekt elfogadta:
Előkezelő rendszer + biokémiai kezelő rendszer + fejlett kezelő rendszer + iszapkezelő rendszer
Az előkezelési szakaszban fizikai módszerekkel, például rúdszitákkal, ülepítéssel és szűréssel távolították el a lebegő szilárd anyagokat, az üledékeket és a lebegő olajat, így a KOI-t megközelítőleg csökkentették:
30%
Ezt követően a biokémiai kezelési szakaszba lépett, ahol aerob eleveniszapos eljárásokat alkalmaztak a szerves szennyező anyagok mikroorganizmusokon keresztül történő lebontására, tovább csökkentve a KOI-t kb.
70%
Ezt követően az ózonoxidációt alkalmazták fejlett kezelési eszközként a tűzálló szerves anyagok és a kromaanyagok további oxidálására, a KOI körülbelüli csökkentésével:
10%
Az iszapot szűrőprésen keresztül víztelenítették, hogy csökkentsék az iszap térfogatát és súlyát, megkönnyítve a későbbi szállítást és ártalmatlanítást.
Végső kezelési hatás
A szennyvíztisztító berendezés teljes készletével végzett kezelés után:
A KOI 1000 mg/l-ről 150 mg/l-re csökkent.
A mellékelt esetben a végső KOI megfelelt a követelményeknek, miközben az olyan mutatók is jelentősen javultak, mint a szín, a zavarosság és a szag.
Ez az eset azt szemlélteti, hogy a nagy-KOI-tartalmú papírgyártási szennyvíz esetében az előkezelés, a biokémiai kezelés és a fejlett kezelés racionális konfigurációja több-lépcsős KOI-eltávolítási utat képezhet.
Élelmiszer-feldolgozási szennyvíz KOI kezelési esettanulmány
Egy másik eset az élelmiszer-feldolgozó iparból származik.
Ebből az élelmiszerüzemből származó szennyvíz főként élelmiszer-feldolgozás, tisztítás és fertőtlenítés során keletkezik, és szerves anyagokat, például zsírt, keményítőt, cukrokat és fehérjéket tartalmaz.
A befolyó COD az ügyben elérte:
800 mg/l
Az élelmiszeripari KOI szabvány referenciaérték a mellékletben:
300 mg/l
Ezért ezt a szennyvizet további kezelésnek kell alávetni, hogy megfeleljen a kibocsátási követelményeknek.
Kezelési terv
Ezt a projektet fogadták el:
Előkezelő rendszer + biokémiai kezelő rendszer + fejlett kezelő rendszer + iszapkezelő rendszer
Először is olyan berendezéseket használtak, mint az olaj{0}}vízleválasztók, kiegyenlítő tartályok és levegős flotációs gépek a zsírok, lebegő szilárd anyagok és söpredék kezelésére, amivel megközelítőleg csökkentették a KOI-t:
40%
Ezt követően anaerob lebontási eljárást alkalmaztak, hogy bizonyos szerves szennyezőket biogázzá és szervetlen sókká alakítsanak át anaerob mikroorganizmusok hatására, így a KOI megközelítőleg:
50%
Az előrehaladott kezelési szakaszban biofilmes eljárást alkalmaztak a maradék szerves anyagok további eltávolítására, így a KOI megközelítőleg:
10%
Végül az iszapot víztelenítő géppel kezelték, hogy csökkentsék az iszap térfogatát és tömegét.
Végső kezelési hatás
A teljes kezelési rendszerrel végzett kezelés után:
A KOI 800 mg/l-ről 200 mg/l-re csökkent.
A mellékelt eset szerint ez a kezelési eredmény megfelelt az ügy által elfogadott szabványos követelményeknek, miközben az olyan mutatók is javultak, mint a szín, a zavarosság és a szag.
Hogyan válasszunk megfelelő COD kezelési tervet?
A különböző iparágak által termelt szennyvizek KOI-összetétele jelentősen eltér.
Ezért a KOI szennyvízkezelési terv kiválasztásakor nem lehet kizárólag a magas vagy alacsony KOI-koncentráció alapján dönteni.
Például:
Élelmiszer szennyvíz:Általában a szerves szennyező anyagokra, például zsírokra, fehérjékre, cukrokra és keményítőre kell összpontosítani; megfontolandó az előkezelés kombinálása anaerob és aerob biokémiai folyamatokkal.
Papírgyártási szennyvíz:Figyelmet igényel az olyan szennyező anyagokra, mint a cellulóz, lignin, gyanták és kroma; általában előkezelést, biokémiai kezelést és fejlett kezelést igényel.
Vegyi szennyvíz:A szennyezőanyag-összetétel bonyolultabb lehet; a tűzálló szerves anyagok, a mérgező anyagok, a sótartalom és egyéb jellemző szennyező anyagok további elemzése szükséges a megfelelő kezelési technológiák meghatározása előtt.
Ezért valóban professzionális ipari szennyvízkezelési terveket kell készíteni a vízminőség-elemzés és -kezelési célok alapján.
Hogyan biztosít szennyvízkezelési megoldásokat az ECOLINK TECHNOLOGY?
Az ECOLINK TECHNOLOGY vízkezelő vegyszerek szállítására specializálódott.PAM & PAC) ésvízkezelő berendezések, amely az ipari ügyfelek számára termékillesztést, műszaki támogatást és egyablakos vízkezelési szolgáltatásokat nyújt.
Különböző típusú ipari szennyvizek esetén az ügyfelek által megadott vízminőségi adatok, tisztítási mennyiség, valamint a végső kibocsátási vagy újrahasználati követelmények alapján tudunk segíteni a megfelelő tisztítási irányok elemzésében.
A szolgáltatás tartalma a következőkre terjedhet ki:
Szennyvíztisztító berendezések
Ipari szennyvíztisztító rendszerek
Vízkezelő vegyszerek
Koagulációs és flokkulációs kezelés
Biokémiai kezelési rendszerek
Fejlett kezelési rendszerek
Iszapkezelés
RO/UF/EDI és egyéb vízkezelő berendezések
Projekt termékillesztés
Műszaki adatok támogatása
Mintavizsgálat és termékértékelés
Azon ipari ügyfelek számára, akiknek csökkenteni kell a KOI-t, javasolt a lehető legteljesebb vízminőségi adatok megadása a projekt korai szakaszában, beleértve a befolyó KOI, BOI, SS, pH, TDS, chroma, kezelési mennyiség és a cél szennyvíz indikátorokat.
Az ECOLINK TECHNOLOGY ezen alapvető információs pontok alapján segíthet annak eldöntésében, hogy a fizikai, kémiai vagy biológiai kezelés, vagy több folyamat kombinációja alkalmasabb-e.
A KOI csökkentése nem egyszerűen „vegyi anyagok hozzáadása”
Ha túlzott KOI-val találkozik, sok vállalkozás első reakciója a vegyszeradagolás mennyiségének növelése lehet.
Mérnöki szempontból azonban a túlzott KOI okának elemzése gyakran sokkal fontosabb, mint a vegyszerek egyszerű hozzáadása.
Ha a KOI főként biológiailag lebontható szerves anyagokból származik, akkor a biokémiai rendszer optimalizálása gazdaságosabb lehet, mint az egyszerű kémiai oxidáció.
Ha a KOI főként lebegő szilárd anyagokból és kolloidokból származik, akkor a koagulációs, ülepedési vagy levegős flotációs kapcsolatok optimalizálása hatékonyabb lehet.
Ha a KOI főként tűzálló szerves anyagokból származik, akkor figyelembe kell venni az ózonoxidációt, a fejlett oxidációt, a bio-augmentációt vagy más fejlett kezelési módszereket.
Ezért a valóban hatékony KOI-szabályozásnak a következőket kell követnie:
Vízminőség-elemzés -Szennyezőanyag azonosítása- Folyamat kiválasztása-Paraméter-optimalizálás -Folyamatos működésfigyelés
Ahelyett, hogy egyszerűen egyetlen kezelési módszert alkalmaznánk.
Következtetés: A KOI adatoktól a teljes szennyvízkezelési tervekig
A KOI nagyon fontos vízminőségi paraméter a szennyvíztisztításban, de egyetlen KOI szám nem képes teljes mértékben leírni egy szennyvízáramot.
A stabil KOI-eltávolítás eléréséhez tovább kell ismerni a szennyvíz szerves összetételét, biológiai lebonthatóságát, lebegő szilárd anyagokat, zsírt, sótartalmat és egyéb szennyező anyagokat, és ésszerű kezelési áramlást kell tervezni a végső kibocsátási vagy újrafelhasználási követelményeknek megfelelően.
Az előkezeléstől a biokémiai kezelésig, majd a fejlett kezelésig és az iszapártalmatlanításig minden kapcsolat befolyásolhatja a végső KOI eredményt.
A mellékletben található papírgyártási szennyvízház azt mutatja, hogy a KOI 1000 mg/L-ről 150 mg/L-re csökkenthető; az élelmiszer-szennyvíz eset 800 mg/l-ről 200 mg/l-re csökkentette. Ezek az esetek a kombinált kezelési eljárások alkalmazási értékét testesítik meg a magas -KOI-tartalmú ipari szennyvízben.
Az ECOLINK TECHNOLOGY az ipari szennyvíz KOI-kezelési terveket, KOI-eltávolítási folyamatokat, szennyvíztisztító berendezéseket vagy vízkezelő vegyszereket kereső vállalkozások számára támogatást tud nyújtani a termékillesztés és az átfogó megoldások szempontjából.
