Què és el COD? Per què el COD és un indicador important en el tractament d'aigües residuals?
En producció industrial i tractament d'aigües residuals municipals,COD (Demanda química d'oxigen)és un dels indicadors de qualitat de l'aigua importants utilitzats per avaluar el grau de contaminació orgànica en una massa d'aigua.
El nom anglès de COD és Demanda química d'oxigen. En poques paraules, el DQO s'utilitza per representar la quantitat d'oxidant consumida quan les substàncies reductores d'una mostra d'aigua són oxidades per un oxidant fort en determinades condicions.
Les substàncies reductores de l'aigua no es limiten a la matèria orgànica; també poden incloure nitrits, sulfurs, sals fèrriques i altres. No obstant això, a la majoria de les aigües residuals industrials, el contingut de matèria orgànica sol ser significativament superior al d'altres substàncies reductores. Per tant, el DQO generalment es pot utilitzar com a indicador de referència important per determinar la càrrega de contaminació orgànica de les aigües residuals.
Des de la perspectiva de l'enginyeria de tractament d'aigües residuals, el COD no és només un número de proves de laboratori; també està estretament relacionat amb la biodegradabilitat de les aigües residuals, la selecció dels processos de tractament, els requisits d'aireació, la dosificació química i si l'abocament final compleix les normes reguladores.
Per tant, abans de realitzar un tractament d'aigües residuals industrials o construir un sistema de tractament d'aigües residuals, entendre amb precisió la concentració de DQO influent és una base important per determinar el pla de tractament.
Què significa un valor de COD alt?
En termes generals, com més gran sigui la concentració de DQO, més substàncies reductores a l'aigua s'han d'oxidar.
Quan una gran quantitat de matèria orgànica entra en una massa d'aigua, els microorganismes consumeixen una gran quantitat d'oxigen dissolt en el procés de descomposició d'aquesta matèria orgànica. Si la càrrega de contaminació continua augmentant, pot provocar hipòxia a la massa d'aigua, afectant així l'ecosistema aquàtic.
Per tant, el control del DQO en el tractament d'aigües residuals té, en general, una importància significativa en els aspectes següents:
Avaluació de la càrrega de contaminació orgànica
COD ajuda al personal d'enginyeria a avaluar ràpidament la càrrega global de contaminants orgànics a les aigües residuals, proporcionant una referència per al disseny del procés posterior.
Avaluació de la pressió del tractament bioquímic
Per als sistemes que utilitzen processos com ara el procés de fangs activats, el procés de biofilm o el tractament anaeròbic, el DQO influït afecta directament la càrrega de tractament dels microorganismes.
Ajuda en la determinació dels processos de tractament
El COD de diferents fonts té diferents composicions.
Per exemple, el DQO a les aigües residuals dels aliments pot provenir principalment de greixos, midó, sucres i proteïnes; El DQO a les aigües residuals de la fabricació de paper pot estar relacionat amb substàncies com la cel·lulosa, la lignina i les resines.
Per tant, el procés de tractament no es pot seleccionar en funció únicament del valor numèric de COD; s'ha d'analitzar exhaustivament en combinació amb DBO, sòlids en suspensió (SS), pH, croma, TDS i composicions contaminants específiques.
Com es determina el COD?
Les proves de COD són una de les tasques fonamentals en l'operació i gestió del tractament d'aigües residuals.
Tal com s'introdueix als materials adjunts, els mètodes habituals de determinació de DQO inclouen actualment:
Mètode d'oxidació de permanganat de potassi àcid
Mètode d'oxidació del dicromat de potassi
El principi bàsic d'ambdós mètodes és utilitzar un oxidant per oxidar les substàncies reductores de la mostra d'aigua i, a continuació, calcular el DQO en funció de la quantitat d'oxidant consumida.
1. Mètode d'oxidació del permanganat de potassi àcid
La solució de permanganat de potassi s'afegeix a la mostra d'aigua en condicions àcides, s'escalfa fins a ebullició i es manté durant un període determinat, seguit de la valoració amb solució de sulfit de sodi per obtenir el valor de DQO mitjançant càlculs rellevants.
Aquest mètode és més adequat per a aigües naturals o aigües residuals generals que contenen matèria orgànica fàcilment oxidable.
2. Mètode d'oxidació del dicromat de potassi
El mètode del dicromat de potassi consisteix a afegir dicromat de potassi i àcid sulfúric concentrat a la mostra d'aigua. Després de l'escalfament per a la reacció, s'utilitza una solució de sulfat ferrosos d'amoni per a la valoració i el DQO es calcula a partir del consum de dicromat de potassi.
En comparació amb el mètode d'oxidació de permanganat de potassi àcid, el mètode de dicromat de potassi pot oxidar una varietat més àmplia de matèria orgànica i, per tant, té una aplicabilitat més forta per a les proves de COD d'aigües residuals industrials amb composicions més complexes.
En l'enginyeria real, s'ha de seleccionar el mètode de prova adequat segons el tipus de mostra d'aigua, els mètodes de prova i els estàndards aplicables.
Normes de COD i requisits de control per a diferents aigües residuals
Els requisits de descàrrega de COD varien segons el tipus de cos d'aigua, la indústria i els estàndards de descàrrega específics.
Les dades de referència proporcionades als materials adjunts inclouen:
Requisit de DQO d'aigua superficial: 15–40 mg/L
Requisit de DQO d'aigües residuals: 50–500 mg/L
Estàndard de descàrrega de COD de la indústria paperera: 200 mg/L
Estàndard de descàrrega de COD de la indústria alimentària: 300 mg/L
Estàndard de descàrrega de COD de la indústria química: 400 mg/L
Cal tenir en compte especialment que els projectes d'enginyeria reals no poden determinar si l'abocament és permissible basant-se únicament en un valor numèric de COD general; La confirmació s'ha de fer d'acord amb els estàndards nacionals vigents, els estàndards locals, els estàndards de la indústria i els requisits específics d'avaluació d'impacte ambiental (EIA) de la ubicació del projecte.
Per a les empreses, la clau per tractar un DQO excessiu no és simplement afegir una determinada substància química, sinó aclarir primer la font del DQO, la composició dels contaminants i els requisits de descàrrega objectiu, i després determinar un procés combinat adequat.
Quins impactes té un COD excessiu?
Quan el DQO de les aigües residuals es manté a un nivell elevat durant molt de temps, produirà múltiples impactes sobre el medi ambient de l'aigua i el sistema de tractament d'aigües residuals.
1. Esgotament d'oxigen dissolt en cossos d'aigua
Una gran quantitat de matèria orgànica que entra en una massa d'aigua es descompondrà per microorganismes. Aquest procés requereix el consum d'una gran quantitat d'oxigen dissolt.
Si la càrrega de contaminació orgànica és massa alta, pot causar hipòxia a la massa d'aigua, afectant així la supervivència normal dels peixos i altres organismes aquàtics.
2. Afectació a la qualitat sensorial de les masses d'aigua
Una càrrega de contaminació orgànica més elevada pot anar acompanyada de problemes com ara la croma, la terbolesa i l'olor, reduint la transparència de la massa d'aigua i afectant la qualitat general de l'entorn de l'aigua.
3. Augment de la pressió operativa dels sistemes de tractament d'aigües residuals
Per a les plantes de tractament d'aigües residuals industrials, un DQO més influent significa una càrrega orgànica més alta.
Si la capacitat de disseny del sistema bioquímic és insuficient, es poden produir els problemes següents:
Càrrega excessivament alta al dipòsit bioquímic
Augment de la demanda d'oxigen dissolt
Condicions anormals dels fangs
DQO efluent inestable
Augment de la pressió sobre el tractament avançat posterior
Per tant, el control del DQO hauria de passar per diverses etapes del sistema de tractament d'aigües residuals, incloent el pretractament, el tractament bioquímic i el tractament avançat.
Com reduir el COD? Tres mètodes principals de tractament
El concepte bàsic de la reducció de DQO és separar, oxidar, transformar o biodegradar els contaminants orgànics de l'aigua mitjançant mitjans físics, químics i biològics.
En l'enginyeria real, poques vegades hi ha un sol procés aplicable a tots els tipus d'aigües residuals d'alt-COD. Per tant, el disseny combinat s'ha de realitzar segons les característiques de les aigües residuals.
1. Mètode físic: primer separació i després reducció de la càrrega de tractament posterior
El tractament físic utilitza principalment mètodes com ara la sedimentació, la filtració, l'adsorció i l'evaporació per separar els contaminants de l'aigua.
Els equips de pretractament físic habituals inclouen:
Pantalles de bar
Dipòsits de sedimentació
Equips de filtració
Separadors d'oli{0}}aigua
Tancs d'equalització
Equips de flotació d'aire
L'avantatge del tractament físic és que el procés és relativament senzill i pot eliminar ràpidament alguns sòlids en suspensió, olis flotants, sediments i altres contaminants.
Tanmateix, per als contaminants orgànics realment dissolts a l'aigua, confiar únicament en mètodes físics sol ser difícil d'aconseguir una eliminació completa; per tant, sovint s'han de combinar amb tractaments bioquímics o processos de tractament avançats.
2. Mètode químic: Tractament ràpid de contaminants refractaris
El tractament químic utilitza principalment reaccions com l'oxidació, la reducció, la cloració i la floculació per transformar els contaminants o formar substàncies fàcils de separar.
Per exemple, en determinades aigües residuals industrials d'alt-COD, si hi ha una gran quantitat de matèria orgànica biodegradable refractària, es pot considerar la millora de la capacitat de tractament dels contaminants mitjançant l'oxidació avançada i altres mitjans.
El tractament químic generalment presenta una velocitat de reacció ràpida i una alta eficiència de tractament, però el consum de productes químics, els costos operatius i el control de subproductes també han de ser consideracions clau en el disseny d'enginyeria.
Per a les aigües residuals que contenen una gran quantitat de sòlids en suspensió i contaminants col·loïdals, la coagulació i la floculació també poden servir com un enllaç important en el pretractament o el tractament avançat.
3. Mètode biològic: utilitzant microorganismes per degradar la matèria orgànica
El tractament biològic és un dels mètodes importants per eliminar el DQO de les aigües residuals industrials.
El seu principi bàsic és utilitzar l'acció metabòlica dels microorganismes per convertir la matèria orgànica biodegradable en diòxid de carboni, aigua i altres substàncies inorgàniques.
Els mètodes de tractament biològic habituals inclouen:
Procés aeròbic de fangs activats
Digestió anaeròbica
Procés de biofilm
Altres processos de tractament bioquímic
Per a les aigües residuals amb bona biodegradabilitat, el tractament biològic sol tenir l'avantatge d'uns costos operatius relativament més baixos.
Tanmateix, els sistemes biològics són bastant sensibles a la temperatura, el pH, l'oxigen dissolt, les proporcions de nutrients i els canvis en la càrrega de l'afluent. Per tant, l'eliminació del DQO de les aigües residuals industrials requereix un disseny de procés combinat amb la qualitat real de l'aigua, en lloc de simplement copiar procediments estàndard.
Per què les aigües residuals d'alt-COD requereixen processos combinats?
En l'enginyeria real, les fonts de COD sovint són relativament complexes.
Per exemple, una aigua residual industrial pot contenir simultàniament sòlids en suspensió, col·loides, matèria orgànica, greixos, croma i contaminants refractaris. Si només s'adopta un mètode de tractament únic, és difícil acomodar diferents contaminants.
Per tant, un conjunt complet deequips de tractament d'aigües residualsgeneralment es pot configurar segons les característiques dels contaminants:
Pretractament-Tractament bioquímic-Tractament avançat -Tractament de fangs
Aquest mètode combinat pot reduir primer la càrrega de contaminació, després eliminar la matèria orgànica biodegradable mitjançant processos bioquímics i, finalment, utilitzar un tractament avançat per millorar encara més la qualitat de l'aigua efluent.
També és per això que els projectes de tractament d'aigües residuals no poden mirar només "què és el COD", sinó que també han d'entendre:
BOD
COD
SS
pH
TDS
Croma
Greix
Temperatura de l'aigua
Font d'aigües residuals
Requisits de descàrrega o reutilització
Només obtenint dades de qualitat de l'aigua relativament completes es pot seleccionar el procés d'eliminació de DQO de manera més raonable.
Cas pràctic de tractament de COD d'aigües residuals de fabricació de paper
En el cas adjunt, les aigües residuals d'una fàbrica de paper provenen principalment de processos de producció com ara màquines papereres, pulpers i màquines de blanqueig.
Les aigües residuals contenen una gran quantitat de matèria orgànica com ara cel·lulosa, lignina, resines i greixos, i el DQO que influeix arriba a:
1000 mg/L
El valor de referència estàndard nacional adoptat en el cas adjunt és:
200 mg/L
Per tant, aquestes aigües residuals no es poden abocar directament i requereixen un tractament sistemàtic.
Pla de tractament
Per a aquestes aigües residuals de fabricació de paper, el projecte va adoptar:
Sistema de Pretractament + Sistema de Tractament Bioquímic + Sistema Avançat de Tractament + Sistema de Tractament de Llots
En l'etapa de pretractament, es van utilitzar mètodes físics com ara tamics de barres, sedimentació i filtració per eliminar sòlids en suspensió, sediments i petroli flotant, reduint el DQO aproximadament:
30%
Posteriorment, va entrar en l'etapa de tractament bioquímic, on es van utilitzar processos aeròbics de fangs activats per degradar els contaminants orgànics mitjançant microorganismes, reduint encara més el DQO aproximadament:
70%
Després, es va adoptar l'oxidació de l'ozó com a mitjà de tractament avançat per oxidar encara més la matèria orgànica refractària i les substàncies de croma, reduint la DQO aproximadament:
10%
Els fangs es van deshidratar mitjançant un filtre premsa per reduir el volum i el pes dels fangs, facilitant el seu transport i eliminació posteriors.
Efecte del tractament final
Després del tractament pel conjunt complet d'equips de tractament d'aigües residuals:
DQO es va reduir de 1000 mg/L a 150 mg/L.
En el cas adjunt, el DQO final va complir els requisits, mentre que indicadors com la croma, la terbolesa i l'olor també es van millorar significativament.
Aquest cas il·lustra que per a les aigües residuals de fabricació de paper d'alt-DQO, la configuració racional del pretractament, el tractament bioquímic i el tractament avançat pot formar un camí d'eliminació de DQO en diverses-etapes.
Tractament d'aigües residuals d'aliments DQO Cas pràctic
Un altre cas prové de la indústria alimentària.
Les aigües residuals d'aquesta planta alimentària es generen principalment a partir de processos com el processament, neteja i desinfecció d'aliments, que contenen matèria orgànica com greix, midó, sucres i proteïnes.
El COD influent en el cas va arribar a:
800 mg/l
El valor de referència estàndard de COD de la indústria alimentària a l'annex és:
300 mg/L
Per tant, aquestes aigües residuals han de ser sotmeses a un tractament addicional per complir els requisits d'abocament.
Pla de tractament
Aquest projecte va adoptar:
Sistema de Pretractament + Sistema de Tractament Bioquímic + Sistema Avançat de Tractament + Sistema de Tractament de Llots
En primer lloc, es van utilitzar equips com ara separadors d'aigua-oli, dipòsits d'equalització i màquines de flotació d'aire per tractar greixos, sòlids en suspensió i escombra, reduint el DQO aproximadament:
40%
Posteriorment, es va adoptar un procés de digestió anaeròbica per convertir alguns contaminants orgànics en biogàs i sals inorgàniques mitjançant l'acció de microorganismes anaeròbics, reduint la DQO aproximadament:
50%
En l'etapa de tractament avançada, es va utilitzar un procés de biofilm per eliminar encara més la matèria orgànica restant, reduint la DQO aproximadament:
10%
Finalment, els fangs es van tractar mitjançant una màquina de deshidratació per reduir el volum i el pes dels fangs.
Efecte del tractament final
Després del tractament amb el sistema de tractament complet:
DQO es va reduir de 800 mg/L a 200 mg/L.
Segons el cas adjunt, aquest resultat del tractament va complir els requisits estàndard adoptats pel cas, mentre que també es van millorar indicadors com la croma, la terbolesa i l'olor.
Com seleccionar un pla de tractament de COD adequat?
La composició DQO de les aigües residuals produïdes per diferents indústries varia significativament.
Per tant, a l'hora de seleccionar un pla de tractament d'aigües residuals amb DQO, no es poden fer judicis només en funció de la concentració de DQO alta o baixa.
Per exemple:
Aigües residuals d'aliments:Generalment requereix un enfocament en contaminants orgànics com ara greixos, proteïnes, sucres i midó; Es pot considerar la combinació del pretractament amb processos bioquímics anaeròbics i aeròbics.
Aigües residuals de fabricació de paper:Requereix atenció als contaminants com la cel·lulosa, la lignina, les resines i la croma; generalment requereix una combinació de pretractament, tractament bioquímic i tractament avançat.
Aigües residuals químiques:La composició contaminant pot ser més complexa; cal analitzar més la matèria orgànica refractària, les substàncies tòxiques, la salinitat i altres contaminants característics abans de determinar les tecnologies de tractament adequades.
Per tant, s'han d'establir plans de tractament d'aigües residuals industrials realment professionals basats en l'anàlisi de la qualitat de l'aigua i els objectius de tractament.
Com ECOLINK TECHNOLOGY ofereix solucions de tractament d'aigües residuals?
ECOLINK TECHNOLOGY s'especialitza en el subministrament de productes químics per al tractament d'aigües (PAM & PAC) iequips de tractament d'aigua, que ofereix als clients industrials una combinació de productes, assistència tècnica i serveis de tractament d'aigua{0}}únics.
Per a diferents tipus d'aigües residuals industrials, podem ajudar a analitzar les direccions de tractament adequades en funció de les dades de qualitat de l'aigua, el volum de tractament i els requisits de descàrrega o reutilització finals proporcionats pels clients.
El contingut del servei pot cobrir:
Equips de tractament d'aigües residuals
Sistemes de tractament d'aigües residuals industrials
Substàncies químiques per al tractament de l'aigua
Tractament de coagulació i floculació
Sistemes de tractament bioquímic
Sistemes avançats de tractament
Tractament de fangs
RO/UF/EDI i altres equips de tractament d'aigües
Coincidència de productes del projecte
Suport de dades tècniques
Prova de mostres i avaluació del producte
Per als clients industrials que necessiten reduir el DQO, es recomana proporcionar dades de qualitat de l'aigua tan completes com sigui possible en l'etapa inicial del projecte, incloent DQO, DBO, SS, pH, TDS, croma, volum de tractament i indicadors d'efluents objectiu.
ECOLINK TECHNOLOGY pot ajudar a jutjar si el tractament físic, químic o biològic, o una combinació de processos múltiples, és més adequat a partir d'aquests punts d'informació bàsics.
Reduir la COD no és simplement "afegir productes químics"
Quan es troben un DQO excessiu, la primera reacció de moltes empreses pot ser augmentar la quantitat de dosificació química.
Tanmateix, des d'una perspectiva d'enginyeria, analitzar la causa d'un DQO excessiu sovint és molt més important que simplement afegir productes químics.
Si el DQO prové principalment de matèria orgànica biodegradable, aleshores optimitzar el sistema bioquímic pot ser més econòmic que una simple oxidació química.
Si el DQO prové principalment de sòlids en suspensió i col·loides, l'optimització dels enllaços de coagulació, sedimentació o flotació de l'aire pot ser més eficaç.
Si el DQO prové principalment de matèria orgànica refractària, cal tenir en compte l'oxidació de l'ozó, l'oxidació avançada, el bio{0}}augment o altres mètodes de tractament avançats.
Per tant, un control de DQO realment efectiu hauria de seguir:
Anàlisi de la qualitat de l'aigua -Identificació de contaminants- Selecció de processos-Optimització de paràmetres -Supervisió contínua del funcionament
En lloc d'adoptar simplement un mètode de tractament únic.
Conclusió: de les dades de COD als plans complets de tractament d'aigües residuals
El DQO és un paràmetre de qualitat de l'aigua molt important en el tractament d'aigües residuals, però un sol número de DQO no pot descriure completament un corrent d'aigua residual.
Per aconseguir una eliminació estable del COD, cal conèixer millor la composició orgànica, la biodegradabilitat, els sòlids en suspensió, el greix, la salinitat i altres contaminants de les aigües residuals, i dissenyar un flux de tractament raonable segons els requisits finals de descàrrega o reutilització.
Des del pretractament fins al tractament bioquímic, i després fins al tractament avançat i l'eliminació de fangs, cada enllaç pot afectar el resultat final del DQO.
El cas d'aigües residuals de fabricació de paper de l'annex mostra que el DQO es pot reduir de 1000 mg/L a 150 mg/L; el cas d'aigües residuals d'aliments la va reduir de 800 mg/L a 200 mg/L. Aquests casos incorporen el valor d'aplicació dels processos de tractament combinats en aigües residuals industrials d'alt-COD.
Per a les empreses que busquen plans de tractament de COD d'aigües residuals industrials, processos d'eliminació de COD, equips de tractament d'aigües residuals o productes químics per al tractament d'aigües, ECOLINK TECHNOLOGY pot oferir suport des de la perspectiva de la combinació de productes i solucions globals.
