Inom vattenreningsindustrin är COD en kärnindikator som inte kan ignoreras. Oavsett om det är hushållsavlopp eller industriavloppsvatten, innehåller nästan alla utsläppsnormer COD-gränser. Så vad representerar COD exakt? Var kommer COD i avloppsvattnet ifrån? Och vilka behandlingssteg behövs för att få det upp till standard? Den här artikeln klargör dessa frågor på en gång.
Vad är COD?
COD är förkortningen för Chemical Oxygen Demand. Enkelt uttryckt mäter den den totala mängden syre som förbrukas av alla ämnen i vatten som kan oxideras av kemiska oxidanter (främst organiskt material, men även en liten mängd reducerande oorganiskt material).
Med andra ord, ju högre COD-värde, desto mer "smutsiga saker" kan oxideras i vattnet, och desto mer förorenat vattnet. Ju lägre COD, desto renare vattenkvalitet.
I faktiska utsläppsstandarder varierar COD-gränserna beroende på utsläppsdestination och lokala krav. Till exempel kräver vanliga avloppsstandarder för reningsverk för hushållsreningsverk COD Mindre än eller lika med 50 mg/L eller Mindre än eller lika med 100 mg/L. Industriellt avloppsvatten som släpps ut i kommunala ledningsnät eller naturliga vattendrag har också tydligt definierade COD-gränser.
Var kommer COD ifrån?
Any organic matter or reducing substance in water that can be oxidized will form COD. There are three main sources:
Hushållsbruk: Matrester, oljefläckar, avföring, tvättmedel, badavloppsvatten.
Industriellt: Stärkelse och socker från livsmedelsfabriker, blod från slakterier, färgämnen från tryckning och färgning, kemiska lösningsmedel, trämassa från papperstillverkning, boskapsgödsel.
Övrigt: Växtbladströ, mikrobiella rester, sulfider, nitriter.
Kom bara ihåg: Allt som kan "oxideras och brännas" räknas som COD.
Hur kan COD uppfylla utsläppsstandarder?
Att minska COD vid reningsverk är vanligtvis inte en-stegsprocess, utan snarare en gradvis minskning genom fler-processer. Följande beskriver standardbehandlingsprocessen i fem steg.
Steg 1: Förbehandling – Avlägsnande av stora partiklar och en del suspenderat organiskt material
Förbehandlingsenheten innehåller huvudsakligen: sil, gruskammare, fettavskiljare och utjämningstank.
Skärmen fångar upp stora skräp som trädgrenar, plastpåsar och trasor.
Sandkammaren låter sand och små stenar sedimentera.
Fettavskiljaren tar bort flytande olja och fett.
Utjämningstanken balanserar vattenkvalitet och kvantitet för att förhindra påverkan på efterföljande processer.
Detta steg tar bort en del suspenderat och flytande organiskt material, vilket resulterar i en preliminär minskning av COD, men minskningen är begränsad.
Steg 2: Fysikalisk-kemisk koagulering och sedimentering – Avlägsnande av suspenderad och kolloidal COD
Efter förbehandling finns fortfarande ett stort antal fina suspenderade partiklar och kolloidalt organiskt material kvar i vattnet. Dessa kan inte sedimentera snabbt genom gravitationen och kräver tillsats av kemiska medel för koagulering och sedimentering.
Vanligt använda medel: Polyaluminiumklorid (PAC) och polyakrylamid (PAM).
Arbetsprincip: Reagenset destabiliserar små partiklar och kolloider, vilket får dem att aggregera till större flockar, som sedan separeras i en sedimentationstank. Detta steg tar avsevärt bort suspenderad och kolloidal COD, vilket gör vattnet mycket klarare.
Steg 3: Biologisk behandling – Kärnsteget för att ta bort löst COD
Biologisk rening är det mest avgörande och ekonomiska steget i de flesta avloppsreningsverk för att minska COD. Det utnyttjar mikroorganismernas metaboliska aktivitet för att bryta ned löst organiskt material i vattnet till koldioxid och vatten.
Vanliga processer inkluderar: A/O-process, A²/O-process, oxidationsdike, SBR (Sequencing Batch Reactor), MBR (Membrane Bioreactor), etc.
Generellt är det uppdelat i två miljöer:
Anaerobt stadium: Under syrefria-förhållanden bryter anaeroba bakterier ner stora organiska molekyler till mindre organiska syror och metan, vilket förbättrar effektiviteten av efterföljande aerob behandling. Lämplig för hög-koncentration av organiskt avloppsvatten.
Aerobic Stage: Luftning ger syre, vilket gör att aeroba mikroorganismer kan föröka sig snabbt och snabbt konsumera det organiska materialet i vattnet, helt oxiderar och sönderfaller det.
Detta stadium kan ta bort 70 % till 90 % eller mer av COD, vilket är avgörande för att uppnå följsam behandling.
Steg 4: Avancerad behandling – Minska kvarvarande COD efter biologisk behandling
Efter biologisk behandling har det mest lättnedbrytbara organiska materialet avlägsnats, men en liten mängd motstridiga organiskt material kan fortfarande finnas kvar i vattnet, eller så kan COD fortfarande inte uppfylla utsläppsnormerna. Avancerad behandling krävs då.
Vanliga metoder inkluderar:
Sekundär sedimenteringstank: Separerar aktivt slam från vatten i det biologiska reningssystemet, vilket klarar avloppsvattnet. Detta är en del av den konventionella processen, men dess användning ensam kan inte ytterligare minska upplöst COD.
Fentonoxidation: Tillsats av väteperoxid och järnsalter genererar starkt oxiderande hydroxylradikaler, som kan förstöra motsträviga organiskt material med stabila molekylära strukturer. Särskilt lämplig för industriellt avloppsvatten från kemisk och läkemedelsindustri.
Aktivt koladsorption: Använder den porösa strukturen av aktivt kol för att adsorbera resterande spår av organiskt material och färg, vilket ytterligare minskar COD.
MBR-membranfiltrering: Membranmodulen fångar direkt kolloider och mikroorganismer, vilket resulterar i extremt låga suspenderade ämnen och COD i avloppsvattnet.
Syftet med detta steg är att ytterligare minska COD som biologisk rening inte kan hantera, vilket säkerställer att det slutliga avloppet uppfyller standarderna.
Steg 5: Desinfektion och urladdning
Slutligen genomgår avloppsvattnet desinficering (t.ex. ultraviolett ljus, natriumhypoklorit eller ozon) för att döda patogena mikroorganismer. Samtidigt uppfyller indikatorer som COD, ammoniakkväve och totalt fosfor utsläppsstandarder, vilket gör att det kan släppas ut i naturliga vattendrag eller återanvändas (t.ex. för landskapsplanering, spolning, etc.).
Olika vattenkvaliteter har olika COD-koncentrationer och reningskrav och specifika processkombinationer behöver utformas utifrån faktiska förhållanden. Men att förstå denna grundläggande väg visar tydligt att COD i avloppsvatten inte försvinner ur tomma luften, utan minskas steg för steg genom fysisk avlyssning, kemisk utfällning, mikrobiell nedbrytning, avancerad oxidation och adsorptionsfiltrering.
Om ditt företag eller projekt står inför COD som överskrider standarder, kommer kontrollen av brister mot ovanstående steg ofta att ge en riktning för att lösa problemet.