V industriji čiščenja vode je KPK ključni kazalnik, ki ga ni mogoče prezreti. Ne glede na to, ali gre za gospodinjske odplake ali industrijske odpadne vode, skoraj vsi standardi izpustov vključujejo omejitve COD. Torej, kaj točno predstavlja COD? Od kod KPK v odpadni vodi? In kateri koraki zdravljenja so potrebni, da bi dosegli standard? Ta članek razjasni ta vprašanja naenkrat.
Kaj je COD?
COD je okrajšava za Chemical Oxygen Demand. Preprosto povedano, meri skupno količino kisika, ki ga porabijo vse snovi v vodi, ki jih lahko oksidirajo kemični oksidanti (večinoma organske snovi, vendar vključuje tudi majhno količino reducirajočih anorganskih snovi).
Z drugimi besedami, višja ko je vrednost COD, več "umazanih stvari" lahko oksidira v vodi in bolj je voda onesnažena. Nižja kot je COD, čistejša je kakovost vode.
V dejanskih standardih praznjenja se omejitve KPK razlikujejo glede na destinacijo praznjenja in lokalne zahteve. Na primer, skupni standardi za odpadne vode za gospodinjske čistilne naprave zahtevajo KPK manj kot ali enako 50 mg/L ali manj kot ali enako 100 mg/L. Tudi industrijska odpadna voda, izpuščena v komunalna cevna omrežja ali naravna vodna telesa, ima jasno opredeljene mejne vrednosti KPK.
Od kod prihaja COD?
Vsaka organska snov ali redukcijska snov v vodi, ki se lahko oksidira, bo tvorila KPK. Obstajajo trije glavni viri:
Domače: ostanki hrane, oljni madeži, iztrebki, detergenti, kopalne odpadne vode.
Industrija: škrob in sladkorji iz živilskih tovarn, kri iz klavnic, barve iz tiska in barvanja, kemična topila, lesna masa iz izdelave papirja, živinski gnoj.
Drugo: rastlinski ostanki, mikrobni ostanki, sulfidi, nitriti.
Preprosto zapomnite si: vse, kar je mogoče "oksidirati in zažgati", šteje kot COD.
Kako lahko COD izpolni standarde odvajanja?
Zmanjšanje KPK v čistilnih napravah običajno ni-enostopenjski proces, temveč postopno zmanjševanje z več-stopenjskimi postopki. V nadaljevanju je opisan standardni postopek zdravljenja v petih stopnjah.
1. korak: Predobdelava – odstranitev velikih delcev in nekaj suspendiranih organskih snovi
Enota za predobdelavo vključuje predvsem: sito, komoro za pesek, lovilec maščobe in izravnalni rezervoar.
Zaslon prestreže velike odpadke, kot so veje dreves, plastične vrečke in krpe.
Komora za pesek omogoča usedanje peska in majhnih kamenčkov.
Maščobni lovilec odstrani plavajoče olje in maščobo.
Izenačevalni rezervoar uravnava kakovost in količino vode, da prepreči vpliv na nadaljnje procese.
Ta korak odstrani nekaj suspendiranih in lebdečih organskih snovi, kar povzroči predhodno zmanjšanje KPK, vendar je zmanjšanje omejeno.
2. korak: fizikalno-kemijska koagulacija in sedimentacija – odstranitev suspendirane in koloidne KPK
Po predobdelavi ostane v vodi še vedno veliko število finih suspendiranih delcev in koloidnih organskih snovi. Te se zaradi gravitacije ne morejo hitro usedati in zahtevajo dodajanje kemičnih sredstev za koagulacijo in sedimentacijo.
Pogosto uporabljena sredstva: polialuminijev klorid (PAC) in poliakrilamid (PAM).
Princip delovanja: Reagent destabilizira drobne delce in koloide, zaradi česar se združijo v večje kosmiče, ki se nato ločijo v usedalniku. Ta korak bistveno odstrani suspendirano in koloidno KPK, zaradi česar je voda veliko čistejša.
3. korak: Biološka obdelava – Osnovni korak pri odstranjevanju raztopljene KPK
Biološko čiščenje je najpomembnejši in najbolj ekonomičen korak v večini čistilnih naprav za zmanjšanje KPK. Izkorišča presnovno aktivnost mikroorganizmov za razgradnjo raztopljenih organskih snovi v vodi v ogljikov dioksid in vodo.
Pogosti postopki vključujejo: A/O proces, A²/O proces, oksidacijski jarek, SBR (sequencing batch reactor), MBR (membranski bioreaktor) itd.
Na splošno je razdeljen na dve okolji:
Anaerobna stopnja: V pogojih brez-kisika anaerobne bakterije razgradijo velike organske molekule v manjše organske kisline in metan, s čimer izboljšajo učinkovitost nadaljnje aerobne obdelave. Primerno za visoko{2}}koncentrirano organsko odpadno vodo.
Aerobna stopnja: prezračevanje zagotavlja kisik, kar omogoča aerobnim mikroorganizmom, da se hitro razmnožujejo in hitro zaužijejo organsko snov v vodi ter jo popolnoma oksidirajo in razgradijo.
Ta stopnja lahko odstrani 70 % do 90 % ali več COD, kar je ključnega pomena za doseganje skladnega zdravljenja.
4. korak: Napredno zdravljenje – zmanjšanje preostale KPK po biološki obdelavi
Po biološkem čiščenju je bila najlažje razgradljiva organska snov odstranjena, vendar lahko majhna količina nepopustljive organske snovi še vedno ostane v vodi ali pa KPK še vedno ne ustreza standardom izpusta. Nato je potrebno napredno zdravljenje.
Pogosti načini vključujejo:
Sekundarni usedalnik: ločuje aktivno blato od vode v sistemu biološkega čiščenja in čisti odplake. To je del običajnega postopka, vendar samo njegova uporaba ne more dodatno zmanjšati raztopljene KPK.
Fentonova oksidacija: Dodajanje vodikovega peroksida in železovih soli ustvarja visoko oksidativne hidroksilne radikale, ki lahko uničijo neposlušne organske snovi s stabilnimi molekularnimi strukturami. Posebej primeren za industrijsko odpadno vodo iz kemične in farmacevtske industrije.
Adsorpcija z aktivnim ogljem: izkorišča porozno strukturo aktivnega oglja za adsorpcijo ostankov organskih snovi in barve v sledovih, kar dodatno zmanjša KPK.
Membranska filtracija MBR: membranski modul neposredno ujame koloide in mikroorganizme, kar ima za posledico izjemno nizko količino suspendiranih trdnih snovi in KPK v iztoku.
Namen tega koraka je dodatno zmanjšati COD, ki ga biološko čiščenje ne more obvladati, in zagotoviti, da končna odplaka ustreza standardom.
5. korak: Dezinfekcija in praznjenje
Na koncu se odpadna voda razkuži (npr. z ultravijolično svetlobo, natrijevim hipokloritom ali ozonom), da se uničijo patogeni mikroorganizmi. Hkrati indikatorji, kot so KPK, amonijakov dušik in skupni fosfor, izpolnjujejo standarde izpustov, kar omogoča izpust v naravna vodna telesa ali ponovno uporabo (npr. za urejanje krajine, splakovanje itd.).
Različne kakovosti vode imajo različne koncentracije KPK in zahteve glede čiščenja, zato je treba posebne kombinacije postopkov oblikovati na podlagi dejanskih pogojev. Vendar pa razumevanje te osnovne poti jasno kaže, da KPK v odpadni vodi ne izgine kar iz nič, ampak se postopoma zmanjšuje s fizičnim prestrezanjem, kemičnim obarjanjem, mikrobno razgradnjo, napredno oksidacijo in adsorpcijsko filtracijo.
Če se vaše podjetje ali projekt sooča s COD, ki presega standarde, bo preverjanje pomanjkljivosti v primerjavi z zgornjimi koraki pogosto zagotovilo usmeritev za rešitev težave.