Vandens valymo pramonėje COD yra pagrindinis rodiklis, kurio negalima ignoruoti. Nesvarbu, ar tai buitinės nuotekos, ar pramoninės nuotekos, beveik visi išleidimo standartai apima ChDS ribas. Taigi, ką tiksliai reiškia COD? Iš kur atsiranda ChDS nuotekose? O kokių gydymo žingsnių reikia, kad jis atitiktų standartą? Šis straipsnis iš karto paaiškina šiuos klausimus.
Kas yra COD?
COD yra cheminio deguonies poreikio santrumpa. Paprasčiau tariant, jis matuoja bendrą deguonies kiekį, kurį suvartoja visos vandenyje esančios medžiagos, kurias gali oksiduoti cheminiai oksidantai (daugiausia organinės medžiagos, bet taip pat apima ir nedidelį kiekį redukuojančių neorganinių medžiagų).
Kitaip tariant, kuo didesnė ChDS reikšmė, tuo daugiau „nešvarių dalykų“ gali oksiduotis vandenyje ir tuo labiau užterštas vanduo. Kuo mažesnis COD, tuo švaresnė vandens kokybė.
Faktiniuose išmetimo standartuose COD ribos skiriasi priklausomai nuo išmetimo vietos ir vietinių reikalavimų. Pavyzdžiui, pagal bendruosius buitinių nuotekų valymo įrenginių nuotekų standartus reikalaujama, kad COD būtų mažesnis arba lygus 50 mg/L arba mažesnis arba lygus 100 mg/l. Pramoninės nuotekos, išleidžiamos į komunalinių vamzdžių tinklus ar natūralius vandens telkinius, taip pat turi aiškiai apibrėžtas ChDS ribas.
Iš kur atsiranda COD?
Bet kuri vandenyje esanti organinė arba redukuojanti medžiaga, kurią galima oksiduoti, sudarys ChDS. Yra trys pagrindiniai šaltiniai:
Buitiniai: Maisto likučiai, aliejaus dėmės, išmatos, plovikliai, maudynių nuotekos.
Pramonė: krakmolas ir cukrus iš maisto gamyklų, kraujas iš skerdyklų, dažai spausdinant ir dažant, cheminiai tirpikliai, medienos plaušiena iš popieriaus gamybos, gyvulių mėšlas.
Kita: augalų lapų kraikas, mikrobų liekanos, sulfidai, nitritai.
Tiesiog atminkite: viskas, kas gali būti „oksiduota ir sudeginta“, laikoma COD.
Kaip COD gali atitikti išleidimo standartus?
ChDS mažinimas nuotekų valymo įrenginiuose paprastai nėra vieno{0}}veiksmo procesas, o laipsniškas mažinimas kelių{1}}pakopų procesais. Toliau aprašomas standartinis gydymo procesas penkiais etapais.
1 veiksmas: išankstinis apdorojimas – didelių dalelių ir kai kurių suspenduotų organinių medžiagų pašalinimas
Pirminio apdorojimo bloką daugiausia sudaro: tinklelis, smėlio kamera, riebalų gaudyklė ir išlyginimo bakas.
Ekranas sulaiko dideles šiukšles, tokias kaip medžių šakos, plastikiniai maišeliai ir skudurai.
Smėlio kamera leidžia nusėsti smėliui ir smulkiems akmenims.
Riebalų gaudyklė pašalina plūduriuojančią alyvą ir riebalus.
Išlyginimo bakas subalansuoja vandens kokybę ir kiekį, kad būtų išvengta poveikio tolesniems procesams.
Šiuo žingsniu pašalinama dalis suspenduotų ir plūduriuojančių organinių medžiagų, todėl preliminariai sumažėja ChDS, tačiau sumažėjimas yra ribotas.
2 veiksmas: fizikinė ir cheminė koaguliacija ir sedimentacija – suspenduoto ir koloidinio COD pašalinimas
Po pirminio apdorojimo vandenyje vis dar lieka daug smulkių suspenduotų dalelių ir koloidinių organinių medžiagų. Jie negali greitai nusėsti dėl gravitacijos ir reikalauja pridėti cheminių medžiagų krešėjimui ir sedimentacijai.
Dažniausiai naudojamos priemonės: polialiuminio chloridas (PAC) ir poliakrilamidas (PAM).
Veikimo principas: Reagentas destabilizuoja mažas daleles ir koloidus, todėl jie kaupiasi į didesnius flokulius, kurie vėliau atskiriami sedimentacijos rezervuare. Šis žingsnis žymiai pašalina suspenduotą ir koloidinį COD, todėl vanduo tampa daug skaidresnis.
3 veiksmas: biologinis apdorojimas – pagrindinis žingsnis pašalinant ištirpusią COD
Biologinis valymas yra svarbiausias ir ekonomiškiausias žingsnis daugelyje nuotekų valymo įrenginių, siekiant sumažinti ChDS. Jis panaudoja mikroorganizmų metabolinį aktyvumą, kad suskaidytų vandenyje ištirpusias organines medžiagas į anglies dioksidą ir vandenį.
Įprasti procesai: A/O procesas, A²/O procesas, oksidacijos griovys, SBR (Sequencing Batch Reactor), MBR (membraninis bioreaktorius) ir kt.
Paprastai jis yra padalintas į dvi aplinkas:
Anaerobinis etapas: be deguonies{0}}sąlygomis anaerobinės bakterijos skaido dideles organines molekules į mažesnes organines rūgštis ir metaną, taip pagerindamos vėlesnio aerobinio apdorojimo efektyvumą. Tinka didelės-koncentracijos organinėms nuotekoms.
Aerobinis etapas: Aeracija aprūpina deguonimi, leidžiant aerobiniams mikroorganizmams greitai daugintis ir greitai sunaudoti vandenyje esančias organines medžiagas, visiškai jas oksiduojant ir skaidant.
Šiame etape galima pašalinti 70–90 % ar daugiau COD, o tai labai svarbu norint pasiekti tinkamą gydymą.
4 veiksmas: pažangus gydymas – likutinio COD sumažinimas po biologinio apdorojimo
Po biologinio apdorojimo lengviausia skaidoma organinė medžiaga buvo pašalinta, tačiau vandenyje vis tiek gali likti nedidelis nepalankios organinės medžiagos kiekis arba ChDS gali neatitikti išleidimo standartų. Tada reikalingas išplėstinis gydymas.
Įprasti metodai apima:
Antrinis nusodinimo rezervuaras: Atskiria aktyvųjį dumblą nuo vandens biologinio valymo sistemoje, skaidrindamas nuotekas. Tai yra įprastinio proceso dalis, tačiau vien jo naudojimas negali dar labiau sumažinti ištirpusio COD.
Fentono oksidacija: Pridedant vandenilio peroksido ir geležies druskų susidaro stipriai oksiduojantys hidroksilo radikalai, kurie gali sunaikinti nepalankias organines medžiagas su stabiliomis molekulinėmis struktūromis. Ypač tinka pramoninėms nuotekoms iš chemijos ir farmacijos pramonės.
Aktyvintos anglies adsorbcija: Naudoja porėtą aktyvintos anglies struktūrą, kad sugertų likusias organines medžiagas ir spalvą, dar labiau sumažindamas COD.
MBR membraninis filtravimas: membraninis modulis tiesiogiai sulaiko koloidus ir mikroorganizmus, todėl nuotekose yra itin mažai suspenduotų kietųjų dalelių ir COD.
Šio žingsnio tikslas – dar labiau sumažinti ChDS, kurio biologinis valymas negali susidoroti, užtikrinant, kad galutinės nuotekos atitiktų standartus.
5 veiksmas: dezinfekavimas ir iškrovimas
Galiausiai, nuotekos yra dezinfekuojamos (pvz., ultravioletiniais spinduliais, natrio hipochloritu arba ozonu), kad būtų sunaikinti patogeniniai mikroorganizmai. Tuo pačiu metu tokie rodikliai kaip ChDS, amoniakinis azotas ir bendras fosforas atitinka išmetimo standartus, leidžiančius jį išleisti į natūralius vandens telkinius arba pakartotinai panaudoti (pvz., kraštovaizdžio formavimui, skalavimui ir pan.).
Skirtingos kokybės vanduo turi skirtingą ChDS koncentraciją ir apdorojimo reikalavimus, todėl reikia sukurti konkrečius procesų derinius, atsižvelgiant į faktines sąlygas. Tačiau šio pagrindinio kelio supratimas aiškiai parodo, kad ChDS nuotekose neišnyksta iš oro, o palaipsniui mažėja per fizinį perėmimą, cheminį nusodinimą, mikrobų skaidymą, pažangią oksidaciją ir adsorbcinį filtravimą.
Jei jūsų įmonė ar projektas susiduria su COD viršijančiu standartus, patikrinus, ar nėra trūkumų, palyginti su aukščiau pateiktais veiksmais, dažnai bus nurodyta, kaip išspręsti problemą.