معرفة الطلب الكيميائي على الأكسجين

معرفة الطلب الكيميائي على الأكسجين

1. تعريف سبب الوفاة

COD (الطلب الكيميائي للأكسجين) هو كمية المواد المأكسة المستهلكة عندما يتم معالجة عينة الماء بمواد أكسدة قوية معينة في ظل ظروف معينة. إنه مؤشر على كمية المواد المقللة في الماء. المواد المقللة في الماء تشمل مواد عضوية مختلفة، النترات، الكبريتيدات، الأملاح الحديدية، الخ، ولكن الأساسية هي المواد العضوية. لذلك، غالباً ما يستخدم الطلب الكيميائي على الأكسجين كمؤشر لقياس كمية المواد العضوية في الماء. كلما زادت الطلب الكيميائي على الأكسجين، زاد خطورة تلوث المياه بالمواد العضوية. يختلف تحديد الطلب الكيميائي على الأكسجين (COD) مع تحديد المواد المقللة في عينات المياه وطريقة التحديد. الطرق الأكثر استخداما هي أسلوب أكسدة برمنغنيت البوتاسيوم الحمضي (KMnO4) وطريقة أكسدة ثنائي الكالسيوم (K2Cr2O7). طريقة أكسدة برمنغنيت البوتاسيوم لديها معدل أكسدة منخفض ، ولكنها بسيطة نسبيا ويمكن استخدامها عند تحديد قيمة المقارنة النسبية للمحتوى العضوي في عينات المياه. طريقة أكسدة ثنائي الكالسيوم لها معدل أكسدة مرتفع و قابلية جيدة للتكرار ، وهي مناسبة لتحديد الكمية الإجمالية للمادة العضوية في عينات المياه. المواد العضوية ضارة جداً بأنظمة المياه الصناعية بصورة صارمة، الطلب الكيميائي على الأكسجين يشمل أيضا المواد الخفيفة في الماء. عادة، لأن كمية المادة العضوية في مياه الصرف الصحي أكبر بكثير من كمية المادة غير العضوية، يتم استخدام الطلب الكيميائي على الأكسجين عادة لتمثيل الكمية الإجمالية للمادة العضوية في مياه الصرف الصحي. في ظل ظروف القياس، فإن المواد العضوية بدون النيتروجين في الماء تُأكسّد بسهولة بواسطة برمنغنيت البوتاسيوم، في حين أن المواد العضوية التي تحتوي على النيتروجين أكثر صعوبة في التفكك. لذلك، فإن الطلب على الأكسجين مناسب لتحديد المياه الطبيعية أو مياه الصرف الصحي العامة التي تحتوي على مادة عضوية تُأكسّد بسهولة، في حين أن مياه الصرف الصناعي العضوية مع المكونات الأكثر تعقيدًا غالباً ما يتم قياسها لط

الماء الذي يحتوي على كمية كبيرة من المواد العضوية سوف يلوث الراتنجات المبادلة للأيونات عند مرورها عبر نظام تحلية المياه ، وخاصة الراتنجات المبادلة للأيونات ، مما سيقلل من قدرة التبادل للراتنج. يمكن تقليل المادة العضوية بنحو 50٪ بعد المعالجة المسبقة (التخثر والتوضيح والترشيح) ، ولكن لا يمكن إزالتها في نظام تحلية المياه ، لذلك غالباً ما يتم إدخالها إلى الغلاية من خلال مياه الإمداد لخفض قيمة pH لمياه الغلا في بعض الأحيان يمكن أيضًا جلب المواد العضوية إلى نظام البخار وتكثيفها ، مما يؤدي إلى انخفاض درجة الحموضة وتسبب تآكل النظام. إنّ محتوى المواد العضوية العالي في نظام المياه المدورة سيساعد على التكاثر الميكروبي. لذلك، سواء بالنسبة لتحلية المياه أو مياه المرجل أو نظام المياه الدائرة، كلما كان COD أقل، كلما كان أفضل، ولكن لا يوجد مؤشر حد موحد. عندما يكون COD (طريقة KMnO4) أكبر من 5mg / L في نظام مياه التبريد الدائرة ، بدأت نوعية المياه تتدهور.

في معيار مياه الشرب، فإن الطلب الكيميائي على الأكسجين (COD) للمياه من الفئة I والفئة II يبلغ ≤15mg/L، الطلب الكيميائي على الأكسجين (COD) للمياه من الفئة III يبلغ ≤20mg/L، الطلب الكيميائي على الأكسجين (

- 2. كيف يتم إنتاج COD؟

يتم استخلاص COD (الطلب الكيميائي للأكسجين) أساسا من المواد في عينة الماء التي يمكن أن تكون محمية بالأكسدة من قبل المواد المأكسة القوية، وخاصة المواد العضوية. هذه المواد العضوية موجودة على نطاق واسع في مياه الصرف الصحي والمياه الملوثة، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر السكريات والزيوت والدهون، والنيتروجين الأمونيا، الخ. استهلاك أكسدة هذه المواد الأكسجين المذاب في الماء على وجه التحديد:

1. مواد السكر: مثل الجلوكوز والفروكتوز، وما إلى ذلك، وغالبا ما توجد في مياه الصرف الصحي من صناعة معالجة الأغذية وصناعة الأدوية الحيوية، وأنها سوف تزيد من محتوى COD.

- 2. الزيوت والدهون: المياه العادمة التي تحتوي على الزيوت والدهون التي يتم تفريغها أثناء الإنتاج الصناعي ستؤدي أيضًا إلى زيادة تركيز COD.

3. النيتروجين الأمونيا: على الرغم من أنه لا يؤثر بشكل مباشر على تحديد COD ، فإن أكسدة النيتروجين الأمونيا سوف تستهلك الأكسجين أيضًا أثناء معالجة مياه الصرف الصحي ، مما يؤثر بشكل غير مباشر على قيمة COD.

بالإضافة إلى ذلك، هناك العديد من أنواع المواد التي يمكن أن تنتج COD في مياه الصرف الصحي، بما في ذلك المواد العضوية القابلة للتحلل الحيوي، والملوثات العضوية الصناعية، والمواد غير العضوية الخفيفة، وبعض المواد العضوية التي يصعب تستهلك أكسدة هذه المواد الأكسجين المذاب في الماء، مما يؤدي إلى توليد COD. لذلك، فإن الطلب الكيميائي على الأكسجين هو مؤشر مهم لقياس درجة تلوث المواد العضوية وتقليل المواد غير العضوية في المياه. يعكس الكمية الإجمالية للمواد في الماء التي يمكن أن تكون محسّنة وتحلل بواسطة المواد المأكسة (عادةً ثنائي الكرومات البوتاسيوم أو برمنغنيت البوتاسيوم) في ظل ظروف معينة، أي درجة استهلاك هذه المواد للأكسجين.

1. المادة العضوية: المادة العضوية هي واحدة من المصادر الرئيسية للمواد المسببة للكحول في مياه الصرف الصحي، بما في ذلك المواد العضوية القابلة للتحلل الحيوي مثل البروتينات والكربوهيدرات والدهون. هذه المواد العضوية يمكن أن تتحلل إلى ثاني أكسيد الكربون والماء تحت تأثير الكائنات الحية الدقيقة.

- 2. المواد الفينولية: غالبا ما تستخدم المركبات الفينولية كملوثات في مياه الصرف الصحي في بعض العمليات الصناعية. يمكن أن يكون لها تأثير خطير على بيئة المياه ويزيد من محتوى COD.

3. المواد الكحولية: المركبات الكحولية، مثل الإيثانول والميثانول، هي أيضا مصادر شائعة لـ COD في بعض مياه الصرف الصناعي.

4. مواد السكر: مركبات السكر، مثل الجلوكوز، الفروكتوز، الخ، هي مكونات شائعة في مياه الصرف الصحي من بعض صناعات معالجة الأغذية وصناعات الأدوية الحيوية، وأنها سوف تزيد أيضا من محتوى COD.

خمسة. الدهون والدهون: الدهون والمياه الصرفية التي تحتوي على الدهون التي يتم تفريغها أثناء الإنتاج الصناعي ستؤدي أيضًا إلى زيادة تركيز COD.

6. النيتروجين الأمونيا: على الرغم من أن النيتروجين الأمونيا لا يؤثر بشكل مباشر على تحديد COD ، فإن أكسدة النيتروجين الأمونيا ستستهلك الأكسجين أيضًا أثناء عملية معالجة مياه الصرف الصحي ، مما يؤثر بشكل غير مباشر على قيمة

بالإضافة إلى ذلك، تجدر الإشارة إلى أن المادة الملوثة المرتبطة بالترطيبات لا تتفاعل فقط مع المواد العضوية في الماء، بل تمثل أيضًا المواد غير العضوية ذات الخصائص التخفيضية في الماء، مثل الكبريتيد، أيونات الحديد، كب

المادة العضوية هي المصدر الرئيسي لـ COD تشمل المواد العضوية المختلفة، والمواد المتدلية، والمواد التي يصعب تحليلها في مياه الصرف الصحي. إنّ محتوى المياه الصرفية المرتفع من المواد المُشعّنة بالترسب (COD) يشكل تهديداً كبيراً للبيئة المائية. معالجة ومراقبة COD هي واحدة من التدابير الهامة لمنع ومراقبة التلوث. لذلك، فإن تحديد COD هو أحد طرق الاختبار المستخدمة عادة في معالجة مياه الصرف الصحي ومراقبة البيئة.

تحديد COD هو عملية سهلة التشغيل بحساسية تحليلية عالية. يمكن إكمال تحديد COD عن طريق مراقبة مباشرة لتغير لون العينة أو التيار أو الإشارات الأخرى بعد تثبيت المفاعل الكيميائي لتوليد منتجات الأكسدة. عندما تتجاوز قيمة COD المعيار، فمن الضروري إجراء المعالجة المقابلة لتجنب التلوث البيئي. باختصار، فهم معنى COD يلعب دورا حيويا في حماية بيئة المياه وإجراء مكافحة التلوث.

3. تأثير سبب الوفاة المرتفع

‌ إن COD (الطلب الكيميائي على الأكسجين) هو مؤشر مهم لقياس درجة التلوث العضوي في الأجسام المائية. المحتويات المفرطة لها تأثير خطير على جودة المياه في الأنهار. ‌

يستند قياس COD إلى كمية المواد المكسدة المستهلكة عندما يتم تكسير المواد الخفيفة (معظمها المواد العضوية) وتحليلها في 1 لتر من الماء في ظل ظروف معينة. ستستهلك هذه المواد المقللة كمية كبيرة من الأكسجين المذاب أثناء عملية التحلل، مما يسبب نقص الأكسجين في الكائنات المائية، مما يؤثر بدوره على نموها الطبيعي والبقاء على قيد الحياة، وقد يسبب عددًا كبيرًا من الوفيات في الحالات الشديدة. بالإضافة إلى ذلك، فإن تقليل الأكسجين المذاب سيزيد من تدهور نوعية المياه، ويسهم في تدمير وتحلل المواد العضوية، ويؤدي إلى إنتاج المزيد من المواد السامة والضارة، مثل النيتروجين الأمونيا، والتي ستسبب أضرار أكبر للك التعرض طويل الأمد للمياه الصرفية التي تحتوي على تركيزات عالية من المواد العضوية قد يسبب أيضا ضررً خطيرًا لصحة الإنسان، مثل التسبب في أمراض الجهاز الهضمي وأمراض الجلد، وما إلى ذلك. وبالتالي، فإن التسبب المفرط في COD لا يش

من أجل حماية البيئة المائية وصحة الإنسان، يجب اتخاذ تدابير فعالة لمنع السموم المفرطة والسيطرة عليها. ويشمل ذلك الحد من إفراز المواد العضوية في الأنشطة الصناعية والزراعية، فضلا عن تعزيز معالجة مياه الصرف الصحي والرصد لضمان أن جودة المياه المفروضة تلبي المعايير، وبالتالي الحفاظ على بيئة جيدة للبيئة

COD هو مؤشر لمحتوى المواد العضوية في الماء. كلما ارتفعت COD، كلما زادت خطورة تلوث الجسم المائي بالمواد العضوية. عندما تدخل المواد العضوية السامة إلى جسم الماء، فإنها لا تضر فقط الكائنات الحية في جسم الماء مثل الأسماك، ولكن يمكن أيضا أن تثري في السلسلة الغذائية وتدخل الجسم البشري، مما يسبب التسمم المزمن.

الـ COD له تأثير كبير على جودة المياه والبيئة البيئية. بمجرد دخول الملوثات العضوية ذات محتوى COD المرتفع إلى الأنهار والبحيرات والخزانات ، إذا لم يتم معالجتها في الوقت المناسب ، فقد يتم امتصاص الكثير من المواد العضوية من قبل التربة في قاع المياه وتتراكم لسنوات عديدة. هذه الكائنات سوف تسبب ضررًا للكائنات الحية المختلفة في الماء ، وقد تستمر في أن تكون سامة لعدة سنوات. هذا التأثير السام له اثنين من الآثار:

من ناحية، سوف يسبب موت عدد كبير من الكائنات المائية، وتدمير التوازن البيئي للمياه، وحتى تدمير مباشرة النظام البيئي النهري بأكمله.

من ناحية أخرى، سوف تتراكم السموم ببطء في الكائنات المائية مثل الأسماك والروبيانات. بمجرد أن يستهلك البشر هذه الكائنات المائية السامة، فإن السموم ستدخل الجسم البشري وتتراكم لسنوات عديدة، مما يؤدي إلى عواقب خطيرة غير متوقعة مثل السرطان والشذوذ والطفرات الجينية. وبنفس الطريقة، إذا استخدم الناس المياه الملوثة للري، فسيتأثر المحاصيل أيضا، وسوف يستنشق الناس أيضا كمية كبيرة من المواد الضارة في عملية الأكل.

عندما يكون COD مرتفعًا جدًا ، فسيسبب ذلك تدهورًا في جودة المياه الطبيعية. السبب هو أن تنظيف الماء الذاتي يتطلب تدهور هذه المواد العضوية. يتطلب تدهور COD بالضرورة استهلاك الأكسجين ، وقدرة إعادة الأكسجين في الماء لا تستوفي المتطلبات. سوف تنخفض DO مباشرة إلى 0 وتصبح هوائية. في الحالة الديونية، فإنه سيستمر في التحلل (معالجة الديونية للميكروبات) ، وسوف يصبح الماء أسود ورائحة سيئة (الديونية تبدو سوداء جدا وتحتوي على غاز كبريتيد الهيدروجين).

4. طرق علاج مرض الورم السوفييتي

النقطة الأولى

الطريقة الفيزيائية: تستخدم العمل الفيزيائي لفصل المواد المعلقة أو الغموض في مياه الصرف الصحي ، والتي يمكن أن تزيل COD في مياه الصرف الصحي. وتشمل الطرق الشائعة معالجة مياه الصرف الصحي مسبقاً من خلال خزانات الترسب وشبكات المرشحات والمرشحات ومصائد الدهون ومفصلي المياه والزيت، وما إلى ذلك، لإزالة COD من الجسيمات المتدلية في مياه الصرف

النقطة الثانية

طريقة كيميائية: تستخدم تفاعلات كيميائية لإزالة المواد المذابة أو المواد الكولويدية في مياه الصرف الصحي ، ويمكن أن تزيل COD في مياه الصرف الصحي. وتشمل الطرق الشائعة المحيطة، والترسب، والأكسدة-الحد من، أكسدة تحفيزية، أكسدة تحفيزية ضوئية، الكهرباء الدقيقة، التدفق الكهربائي، الحرق، الخ.

النقطة الثالثة

طريقة الفيزيائية والكيميائية: تستخدم ردود الفعل الفيزيائية والكيميائية لإزالة المواد المذابة أو المواد الكولويدية في مياه الصرف الصحي. يمكنه إزالة المادة المسببة للفيروسات من مياه الصرف الصحي وتشمل الطرق الشائعة الشبكة والترشيح والطرد المركزي والتوضيح والترشيح وفصل الزيت وما إلى ذلك.

النقطة الرابعة

طريقة المعالجة البيولوجية: تستخدم عملية التمثيل الغذائي الميكروبي لتحويل الملوثات العضوية والمواد الغذائية الميكروبيّة غير العضويّة في مياه الصرف الصحي إلى مواد مستقرة وغير ضارة. وتشمل الطرق الشائعة طريقة الوحل النشط، وطريقة الفيلم الحيوي، وطريقة الهضم البيولوجي الاطفالية، وبركة الاستقرار ومعالجة الأراضي الرطبة، الخ.

خمسة. طريقة تحليل سبب الوفاة

طريقة الديكرومات

تمثل الطريقة القياسية لتحديد الطلب الكيميائي على الأكسجين بالمعيار الصيني GB 11914 "تحديد الطلب الكيميائي على الأكسجين في جودة المياه عن طريق طريقة الديكرومات" والمعيار الدولي ISO6060 "تحديد الطلب الكيميائي على الأكسجين في جودة المياه هذه الطريقة لديها معدل أكسدة مرتفع، وإمكانية إعادة إنتاج جيدة، ودقة وموثوقية، وأصبحت طريقة قياسية كلاسيكية معترف بها عموما من قبل المجتمع الدولي.

مبدأ التحديد هو: في وسط حمض الكبريتيك حمض الكبريتيك ، يستخدم ثنائي الكرومات البوتاسيوم كأكسدة ، ويتم استخدام كبريتات الفضة كحفاز ، ويتم استخدام كبريتات الزئبق كعامل إخفاء لأيونات الكلوريد. حموضة حمض الكبريتيك في سائل تفاعل الهضم هي 9 مول / لتر. يتم تسخين سائل تفاعل الهضم حتى يغلي ، ودرجة حرارة نقطة الغليان 148 °C ± 2 °C هي درجة حرارة الهضم. يتم تبريد التفاعل بالماء ويتم إرجاعه لمدة ساعتين. بعد أن يتم تبريد سائل الهضم بشكل طبيعي، يتم تخفيفه إلى حوالي 140 مل مع الماء. يستخدم الفيروكلور كمركز، ويتم تثبيت ثنائي الكاليوماسي المتبقي بمحلول كبريتات الأمونيوم الحديدي. يتم حساب قيمة COD لعينة الماء بناءً على استهلاك محلول كبريتات الأمونيوم الحديدية. المواد المأكسة المستخدمة هي ثنائي الكاليوميوم ، والمواد المأكسة هي الكروم السادس القيمة ، لذلك تسمى طريقة الثنائي الكاليوميوم.

ومع ذلك، لا تزال هذه الطريقة القياسية الكلاسيكية لديها عيوب: يحتل جهاز الارتداد مساحة تجريبية كبيرة، ويستهلك الكثير من الماء والكهرباء، ويستخدم كمية كبيرة من المفاعلات، وغير مريحة في التشغيل، ومن الصعب قياسها بسرعة بكميات كبيرة.

طريقة برمنغنيت البوتاسيوم

يتم قياس COD باستخدام برمنغنيت البوتاسيوم كأكسدة ، ويتم تسمية النتيجة المقاسة بمؤشر برمنغنيت البوتاسيوم.

الطيف الصور

بناءً على الطريقة القياسية الكلاسيكية ، يأكسد ثنائي الكرومات البوتاسيوم المواد العضوية ، ويحصل الكروم السادس القوي على الكروم الثلاثي القوي. يتم تحديد قيمة COD لعينة الماء من خلال إقامة علاقة بين قيمة امتصاص الكروم السدافع أو الكروم الثلاثي القيمة وقيمة COD لعينة الماء. باستخدام المبدأ المذكور أعلاه ، فإن الأساليب الأكثر تمثيلاً في الخارج هي EPA.الوسيلة 0410.4 "القياس اليدوي التلقائي للألوان" ، ASTM: D1252-2000 "الوسيلة B لتحديد الطلب الكيميائي على الأكسجين من طيف الطيف الصوتي

طريقة الهضم السريع

الطريقة القياسية الكلاسيكية هي طريقة الارتداد في ساعتين. من أجل زيادة سرعة التحليل، اقترح الناس طرق تحليل سريعة مختلفة. هناك طريقتان رئيسيتان: إحداهما زيادة تركيز المواد المأكسة في نظام تفاعل الهضم، وزيادة حموضة حمض الكبريتيك، وزيادة درجة حرارة التفاعل، وزيادة المحفز لزيادة سرعة التفاعل. تمثل الطريقة المحلية GB / T14420-1993 "منهج تحليل مياه المرجل ومياه التبريد الكيميائية لتحديد الطلب الكيميائي على الأكسجين" وطرق موحدة موصى بها من قبل إدارة حماية البيئة "الطريقة الكولومترية" و"طريقة اله تمثل الطريقة الأجنبية بواسطة الطريقة الألمانية القياسية DIN38049 T.43 "الطريقة السريعة لتحديد الطلب الكيميائي على الأكسجين في الماء".

مقارنةً بالطريقة القياسية الكلاسيكية، تزيد الطريقة المذكورة أعلاه من حموضة حمض الكبريتيك في نظام الهضم من 9.0 ملغ/لتر إلى 10.2 ملغ/لتر، ودرجة حرارة التفاعل من 150 درجة مئوية إلى 165 درجة مئوية، ووقت والثاني هو تغيير الطريقة التقليدية للهضم عن طريق التسخين مع الإشعاع الحراري، واستخدام تكنولوجيا هضم الميكروويف لتحسين سرعة رد الفعل الهضم. بسبب مجموعة واسعة من أفران الميكروويف والقدرات المختلفة ، من الصعب اختبار الطاقة والزمان الموحد لتحقيق أفضل تأثير هضم. كما أن سعر أفران الميكروويف مرتفع جداً، ومن الصعب صياغة طريقة موحدة.

طورت تقنية Lianhua طريقة طيفية للكشف عن الطاقة الطيفية للخضروات السريعة في عام 1982 ، والتي حققت تحديد سريع لـ COD في مياه الصرف الصحي بطرق "10 دقائق هضم ، قيمة 20 دقيقة". في عام 1992، تم تضمين هذه النتيجة البحثية والتطويرية في "مقتضيات الكيمياء" الأمريكية كمساهمة جديدة في مجال الكيمياء في العالم. أصبحت هذه الطريقة معيار الاختبار لصناعة حماية البيئة في جمهورية الصين الشعبية في عام 2007 (HJ/T399-2007). تم بنجاح تحقيق قيمة دقة لـ COD في غضون 20 دقيقة. انها بسيطة في التشغيل، مريحة وسريعة، وتتطلب كمية صغيرة من المواد المستخدمة، وتقلل إلى حد كبير من التلوث الناتج في التجربة وتخفيض التكاليف المختلفة. مبدأ هذه الطريقة هو هضم عينة الماء المضافة مع عامل COD من تقنية Lianhua في 165 درجة لمدة 10 دقائق على طول موجة 420 أو 610nm ، ثم تبريد لمدة 2 دقائق ، ثم إضافة 2.5 مل من الماء المقطر. يمكن الحصول على نتيجة COD باستخدام أداة تحديد COD السريع من Lianhua Technology.