Inledning: Det finns två huvudkarakteriseringsindikatorer för organiska föroreningar i avloppsvatten: COD och BOD. Andra indikatorer, som TOC (Total Organic Carbon), förekommer mer sällan. Kort sagt, COD karakteriserar effektivt innehållet av organiska föroreningar i avloppsvatten och har en kort upptäcktstid, så det används vanligtvis för teknisk design. BOD, å andra sidan, representerar det lätt biologiskt nedbrytbara organiska materialet i avloppsvatten, men inte nödvändigtvis den icke-biologiskt nedbrytbara delen. BOD/COD-förhållandet används för att indikera avloppsvattnets biologiska nedbrytbarhet; ett förhållande > 0,3 indikerar god biologisk nedbrytbarhet.
Anledningen är att BOD inte kan karakterisera innehållet av alla föroreningar i avloppsvattnet, särskilt för motstridigt avloppsvatten, där BOD-avläsningarna är minimala. Detta betyder dock inte att avloppsvattnet inte kan behandlas biologiskt; snarare kräver det metoder som anaerob hydrolys eller avancerad oxidation för att förbättra dess biologiska nedbrytbarhet. Det mesta av organiskt material är biologiskt nedbrytbart.
Definition och analysmetoder för COD
1. COD (kemiskt syrebehov)
Kemiskt syrebehov avser mängden syre som förbrukas av organiskt material och oorganiska reducerande ämnen i vatten som kan oxideras av starka oxidanter (som kaliumdikromat eller kaliumpermanganat). Enheten är mg/L.
2. Egenskaper
Det återspeglar den totala mängden av alla kemiskt oxiderbara föroreningar i vatten, inklusive motsträviga organiskt material.
3. Rollen för COD
Den utvärderar snabbt graden av vattenförorening och vägleder justeringar av industriella processer för avloppsvattenrening; den upptäcker motsträviga organiskt material (som bekämpningsmedel och polycykliska aromatiska kolväten), övervakar huruvida industriella utsläpp uppfyller standarderna.
4. Övriga anmärkningar
COD uttrycks på två sätt: CODcr och CODmn (även känt som permanganatindex), som representerar förbrukningen av två olika oxidanter.
Naturligtvis är det uppmätta COD-värdet inte nödvändigtvis allt organiskt material. Varje reducerande ämne kan oxideras av permanganat och dikromat, såsom natriumsulfid och järnsulfat i avloppsvatten. För ämnen med tydligt definierade reducerande egenskaper bör interferens elimineras. Målet för COD-mätning är naturligtvis organiskt material.
5. Analytiska metoder
Kaliumdikromatmetod (standardmetoden):
1. Återflödeskoka vattenprovet med ett starkt oxidationsmedel (kaliumdikromat) och koncentrerad svavelsyra vid hög temperatur;
2. Bestäm mängden oreducerad oxidant genom titrering eller spektrofotometri och beräkna syreförbrukningen.
Kaliumpermanganatmetod (snabbmetod):
Samma process, men oxidationsmedlet ersätts med kaliumpermanganat.
Obs: Mängden oxidant som förbrukas måste omvandlas till mängden syre. Detta beräknas av elektronöverföringens likhet. Till exempel, förbrukar en enhet kaliumdikromat överförs 2 elektroner, medan konsumtion av en enhet syre överför 4 elektroner.
Definition och analysmetoder för BOD
1. BOD (Biochemical Oxygen Demand)
Biokemiskt syrebehov avser mängden löst syre som förbrukas av mikroorganismer vid nedbrytning av organiskt material i vatten vid en specifik temperatur (vanligtvis 20 grader) och tid (vanligtvis 5 dagar), mätt i mg/L.
Förklaring: Nedbrytningsprocessen av organiska föroreningar av aeroba mikroorganismer kan delas in i två steg. I det första steget omvandlas organiskt material till koldioxid, vatten och ammoniak; i det andra steget omvandlas ammoniakkväve till nitratkväve. Det första steget tar vanligtvis 20 dagar att slutföra, vilket resulterar i ett BOD20-värde. Denna tidsram är dock för lång (att vänta på data är ofta för sent), så BOD5-resultatet mätt över fem dagar används vanligtvis som biokemiskt syrebehov (BOD). BOD5 står i allmänhet för cirka 70 % av BOD i det första steget.
2. Egenskaper
Det återspeglar bara graden av förorening från lättnedbrytbart organiskt material.
3. BIR:s roll
Den bedömer vattenförekomsternas självreningskapacitet- och reningseffektiviteten hos avloppsreningsverk. det återspeglar den potentiella påverkan av biologiskt nedbrytbart organiskt material på ekosystemet (t.ex. orsakar syrebrist hos fiskar).
4. Analytiska metoder
Spädningsympningsmetod (BOD₅)
1. Efter utspädning av vattenprovet, tillsätt näringsämnen och mikrobiellt inokulum och förslut i en BOD-flaska.
2. Inkubera vid 20 grader i mörker i 5 dagar, och mät skillnaden i löst syre före och efter ympning.
3. pH och temperatur måste kontrolleras för att undvika hämmande av mikrobiell aktivitet.
Instrumentell metod
Realtidsövervakning med hjälp av en BODMn-sensor används, men den traditionella utspädningsmetoden är fortfarande den vanliga metoden.
Viktiga skillnader
Oxidationsgrad: COD oxiderar nästan allt organiskt material (som lignin och färgämnen), medan BOD endast riktar sig mot den del som är tillgänglig för mikroorganismer.
Interferensfaktorer: COD kan påverkas av Cl⁻ (maskeringsmedel krävs), medan BOD påverkas av mikrobiell aktivitet (toxicitet och näringsförhållanden måste kontrolleras).
Praktiska tillämpningar: COD används för snabb screening av föroreningskällor, medan BOD används för att bedöma effektiviteten av biologisk behandling och miljörisker.