A víz biokémiai oxigénigényének ismerete

A víz biokémiai oxigénigényének ismerete

1. A BOD meghatározása.

A biokémiai oxigénigény (gyakran BOI-nak is nevezik) a biológiailag lebomló szerves anyagot vízben bizonyos körülmények között lebontó mikroorganizmusok biokémiai reakciója során felhasznált oldott oxigén mennyiségére utal. Ezt mg/l-ben vagy százalékban, ppm-ben fejezik ki. Ez egy átfogó mutató, amely tükrözi a víz szerves szennyező anyagainak tartalmát. Ha a biológiai oxidációs idő öt nap, akkor ötnapos biokémiai oxigénigénynek (BOD5) nevezzük, és ennek megfelelően BOD10 és BOD20 van.

A szerves anyag vízben történő bomlását két szakaszban végezzük. Az első szakasz a szén-oxidációs szakasz, a második szakasz pedig a nitrifikációs szakasz. A szén-oxidációs szakaszban elfogyasztott oxidáció mennyiségét karbonizációs biokémiai oxigénigénynek (CBOD) nevezik.

A mikroorganizmusoknak oxigént kell fogyasztaniuk, amikor a szerves vegyületeket vízben bontják. Ha a vízben oldott oxigén nem elegendő a mikroorganizmusok igényeinek kielégítéséhez, a víztest szennyezett állapotban van. Ezért a BOD fontos mutató, amely közvetetten jelzi a víz szerves szennyezettségének mértékét. A BOD meghatározásával megérthetjük a szennyvíz biológiai lebonthatóságát és a víztestek öntisztító képességét. Minél magasabb az érték, annál több szerves szennyező anyag van a vízben, és annál súlyosabb a szennyezés.

Általában a szerves anyagok lebomlási folyamata a mikroorganizmusok metabolizmusa alatt két szakaszra osztható. Az első szakasz a szerves anyag CO2, NH3 és H2O átalakításának folyamata. A második szakasz az NH3 nitrifikációs folyamata, amely tovább alakul nitritté és nitráttá. Mivel az NH3 már szervetlen anyag, a szennyvíz biokémiai oxigénigénye általában csak a szerves anyag által a biokémiai reakció szakaszában igényelt oxigénmennyiségre vonatkozik. A szerves anyagok mikroorganizmusok általi lebomlása a hőmérséklettel függ össze, és általában 20 °C-ot használnak standard hőmérsékletként a biokémiai oxigénigény mérésére. Elegendő oxigén és állandó keverés mérési körülményei között általában 20 napig tart, amíg a szerves anyag alapvetően befejezi az oxidációs bomlási folyamatot, körülbelül 99%, és a 20 napos BOD-értéket gyakran tekintik a teljes BOD-értéknek, azaz a BOI20-nak. A 20 napot azonban nehéz elérni a tényleges munkában. Ezért standard időt írnak elő, általában 5 napot, amelyet ötnapos biokémiai oxigénigénynek neveznek, és BOI5-ként rögzítenek. A BOI5 a BOI20 körülbelül 70% -a.

A BOD és a COD közötti különbség az, hogy a BOD biokémiai oxigénigény; A KOI-nak a kémiai oxigénigénye van, amely a vízben lévő összes szennyező anyag (beleértve a szerves és szervetlen anyagokat is) azon mennyiségére utal, amelyet bizonyos körülmények között erős oxidálószerekkel oxidálhatnak, az oxidációhoz szükséges oxigén mg/l-ben kifejezve. Ez tükrözheti a vízszennyezés mértékét az anyagok csökkentésével. Általánosságban elmondható, hogy a szennyvíz KOI-ja nagyobb, mint a BOI. Ez azért van, mert az előbbi alaposabban oxidálódik. Néhány illékony szerves vegyület, aromás szerves vegyület és néhány alkán kivételével általában oxidálhatók, és a szervetlen anyagok mennyiségének is van egy része; míg a BOD csak olyan szerves anyagokra vonatkozik, amelyeket mikroorganizmusok közvetlenül lebonthatnak, és amelyeket a vízben lévő mérgező anyagok és baktériumok könnyen zavarhatnak. A biokémiai oxigénigény és a kémiai oxigénigény aránya jelezheti, hogy a vízben lévő szerves szennyező anyagok mekkora része nehezen bomlik le a mikroorganizmusok számára. A mikroorganizmusok számára nehezen lebomló szerves szennyező anyagok károsabbak a környezetre.

Egy általános folyó BOI5 értéke nem haladja meg a 2 mg/l-t. Ha magasabb, mint 10 mg / l, kellemetlen szagot bocsát ki. Országom átfogó szennyvízkibocsátási szabványa előírja, hogy a gyárban a szennyvíz BOD-másodlagos szabványának megengedett koncentrációja 60 mg/l, és a felszíni vizek BOD-je nem haladhatja meg a 4 mg/l-t.

A BOI5 hagyományos vizsgálati módszere a beoltási hígítási módszer. A specifikus módszer az, hogy 5 napig 20±1 °C-on tenyésztik, és a tenyésztés előtt, illetve után mérik a minta oldott oxigénjét. A kettő közötti különbség az 5 napos biokémiai oxigénigény. Ez a módszer jelenleg széles körben használatos.

A Lianhua Technology által biztosított biokémiai oxigénigény-analizátor (BOD) a nyomáskülönbség-módszer mérési elve alapján készült. A műszer szimulálja a szerves anyagok biológiai lebomlási folyamatát a természetben: a tesztpalack feletti levegőben lévő oxigén folyamatosan pótolja a vízben elfogyasztott oldott oxigént, a szerves anyag lebontása során keletkező CO2-t a tömítőfedélben lévő nátrium-hidroxid elnyeli, és a nyomásérzékelő bármikor figyeli a tesztpalackban lévő oxigénnyomás változásait. Korrelációt állapítunk meg a biokémiai oxigénigény BOI (azaz a tesztpalackban elfogyasztott oxigén mennyisége) és a gáznyomás között, majd közvetlenül megjelenítjük a biokémiai oxigénigény BOI értékét.

A hagyományos hígításos oltási módszer nehézkes és időigényes, és az ötnapos tenyésztési folyamat során külön személynek kell felügyelnie. Ehhez képest a Lianhua Technology BOD-analizátora könnyen kezelhető és kényelmesen tesztelhető. A beállított tenyésztési idő elérésekor (például 5 nap, 7 nap vagy 30 nap) a tesztrendszer automatikusan kikapcsol és tárolja a mérési eredményeket. Egyszerre 6 vagy 12 vízmintát tud készíteni, és nincs szükség külön személyre a teszt során. És gyorsabb, mint a hígítási módszer. A palack folyamatos keverés állapotában tartása további oxigént biztosíthat a vízminta számára, és lehetővé teszi a baktériumok számára, hogy jobban érintkezzenek a szerves anyagokkal. A légzési és oxigénfogyasztási folyamat felgyorsításával az eredmények gyorsabban érhetők el. A hígítási tenyésztési módszerrel egyenértékű mérési eredmények 2-3 napon belül kaphatók meg. Ezek a mérési eredmények felhasználhatók a folyamatszabályozáshoz.

 

2. Hogyan állítják elő a BOD-t?

A BOD főként vízben biológiailag lebomló szerves anyagból származik.‌

A biokémiai oxigénigény (BOI) a vízben biológiailag lebomló szerves anyagot bizonyos körülmények között lebontó mikroorganizmusok biokémiai reakciófolyamata során felhasznált oldott oxigén mennyiségét jelenti. Ezek a szerves anyagok lehetnek emberi és állati ürülék, élelmiszer- és ipari hulladékok stb. A mikroorganizmusok hatására vízben bomlanak, ezáltal vízben oldott oxigént fogyasztanak. A BOD-t általában milligramm / literben mérik, vagy százalékban vagy ppm-ben fejezik ki. Fontos vízminőségi mutató, amelyet a víztestek szervesanyag-szennyezettségének mértékének értékelésére használnak. A szennyvízben található legtöbb szennyező anyag szerves anyag, beleértve több tízmillió ismert fajt és számtalan ismeretlen fajt. A BOD-t és egy másik mutatót, a kémiai oxigénigényt (KOI) együttesen használják a víztestek szennyezettségi állapotának értékelésére. A BOD a mikroorganizmusok által lebontható szerves anyag mennyiségének mérésére összpontosít, míg a KOI-ba a szerves és szervetlen anyagok minden formájának oxidációja tartozik. Összefoglalva, a BOD főként vízben biológiailag lebomló szerves anyagból származik. Ezeket a szerves anyagokat mikroorganizmusok bontják le vízben, ezáltal befolyásolva a víztestek öntisztító képességét és ökológiai egyensúlyát. A biokémiai oxigénigény fontos vízminőségi szennyezési paraméter. A szennyvízben, a szennyvíztisztító telepekről származó szennyvízben és a szennyezett vízben a mikroorganizmusok szerves anyagok felhasználásával történő növekedéséhez és szaporodásához szükséges oxigén mennyisége a lebomló (mikroorganizmusok által használható) szerves anyag oxigénegyenértéke. A felszíni vizekben lévő szennyező anyagok oldott oxigént fogyasztanak a mikroorganizmusok által közvetített oxidációs folyamatban. Az elfogyasztott oldott oxigén mennyiségét biokémiai oxigénigénynek nevezzük, amely közvetve tükrözi a vízben biológiailag lebomló szerves anyag mennyiségét. Ez jelzi a vízben elfogyasztott oldott oxigén teljes mennyiségét, amikor a vízben lévő szerves anyag a mikroorganizmusok biokémiai hatására oxidálódik és bomlik, hogy szervetlen vagy gáznemű legyen. Minél magasabb az érték, annál több szerves szennyező anyag van a vízben, és annál súlyosabb a szennyezés. A szénhidrogének, fehérjék, olajok, lignin stb., Amelyek szuszpendált vagy oldott állapotban léteznek a háztartási szennyvízben és az ipari szennyvízben, mint például a cukor, az élelmiszer, a papírgyártás és a rostok, mind szerves szennyező anyagok, amelyek az aerob baktériumok biokémiai hatására lebomlanak. Mivel a bomlási folyamat során oxigént fogyasztanak, aerob szennyező anyagoknak is nevezik őket. Ha túl sok ilyen típusú szennyező anyag kerül a víztestbe, akkor oldott oxigénhiányt okoz a vízben. Ugyanakkor a szerves anyag korrupciót okoz a vízben lévő anaerob baktériumok bomlása révén, rossz szagú gázokat, például metánt, hidrogén-szulfidot, merkaptánt és ammóniát termelve, ami a víztest romlását és bűzét okozza.

Körülbelül 100 napig tart, amíg a szennyvízben lévő összes szerves anyag teljesen oxidálódik és lebomlik. A kimutatási idő lerövidítése érdekében a biokémiai oxigénigényt általában a vizsgált vízminta öt napon belüli 20 °C-os oxigénfogyasztása jelenti, amelyet ötnapos biokémiai oxigénigénynek, BOI5-nek neveznek. A háztartási szennyvíz esetében ez megközelítőleg megegyezik a teljes oxidációhoz és bomláshoz szükséges oxigénfogyasztás 70% -ával.

 

3. A BOD hatása.

A vízminőség detektálása A BOD a biokémiai oxigénigény-mérő rövidítése, amely a vízben lévő oxigénfogyasztó szennyező anyagok tartalmának átfogó mutatója. A túlzott BOD-k veszélyei elsősorban a következő szempontokból nyilvánulnak meg:

 

1. Vízben oldott oxigén fogyasztása: A túlzott BOD-tartalom felgyorsítja az aerob baktériumok és aerob szervezetek szaporodási sebességét, ami a vízben lévő oxigén gyors fogyasztását okozza, ami a vízi szervezetek pusztulásához vezet.

2. A vízminőség romlása: A víztestben nagyszámú oxigénfogyasztó mikroorganizmus szaporodása oldott oxigént fogyaszt, és szerves szennyeződést szintetizál saját életösszetevőivé. Ez a víztest öntisztító jellemzője. A túl magas BOD miatt az aerob baktériumok, az aerob protozoonok és az aerob protofiták nagy számban szaporodnak, gyorsan oxigént fogyasztanak, halak és garnélarák halálát okozzák, és nagyszámú anaerob baktériumot szaporítanak.

3. Befolyásolja a víztestek öntisztító képességét: A víztestekben oldott oxigén tartalma szorosan kapcsolódik a víztestek öntisztító képességéhez. Minél alacsonyabb az oldott oxigéntartalom, annál gyengébb a víztestek öntisztító képessége.

4. Szag előállítása: A túl magas BOD-tartalom szagot okoz a víztestekben, ami nemcsak a vízminőséget befolyásolja, hanem veszélyezteti a környező környezetet és az emberi egészséget is.

5. Vörös dagály és algavirágzás okozása: A túlzott BOD-k a víztestek eutrofizációját okozzák, vörös dagályt és algavirágzást váltanak ki, ami elpusztítja a vízi ökológiai egyensúlyt, és veszélyezteti az emberi egészséget és az ivóvizet.

 

Ezért a túlzott BOD nagyon fontos vízszennyezési paraméter, amely közvetetten tükrözheti a vízben biológiailag lebomló szerves anyag tartalmát. Ha a túlzott BOD-vel rendelkező szennyvíz természetes víztestekbe, például folyókba és óceánokba kerül, akkor nemcsak a vízben lévő szervezetek halálát okozza, hanem felhalmozódik az élelmiszerláncban, és belép az emberi testbe, krónikus mérgezést okozva, befolyásolja az idegrendszert és elpusztítja a máj működését. Ezért a méréshez Shenchanghong BOD mérőt kell vásárolni. Csak a vizsgálat elvégzése után lehet a szennyvizet a víztestbe engedni.

 

5. A BOD-kezelés módszerei

A vízben lévő túlzott BOD (biokémiai oxigénigény) problémájának kezeléséhez különféle módszereket kell alkalmazni, például fizikai, biológiai és kémiai módszereket. Íme néhány hatékony módszer:

 

1. Fizikai módszer:

 

A. A szennyvíz előkezelése a szuszpendált szilárd anyagok és üledékek eltávolítása érdekében, általában fizikai módszerekkel, például ülepítéssel, szűréssel vagy centrifugálással.

 

B. Szűrés és ülepítés. Távolítsa el a szuszpendált szilárd anyagokat a szennyvízből fizikai szűréssel és ülepítéssel. Ezek a szilárd anyagok általában magas BOD értéket tartalmaznak.

 

2. Biológiai módszer:

 

A. A biológiai kezelés az egyik kulcsfontosságú lépés a szennyvízben lévő BOI eltávolításához. A mikroorganizmusok metabolikus kapacitását használja a szerves anyagok lebontására és a BOD-tartalom csökkentésére. A gyakori módszerek közé tartozik az eleveniszapos módszer és a biofilm módszer.

 

B. Eleveniszapos módszer: keveréssel, levegőztetéssel és más módszerekkel megfelelő környezeti feltételek megteremtése, amelyek lehetővé teszik a mikroorganizmusok számára a szerves anyagok lebontását.

 

C. Biofilm módszer: Csatlakoztassuk a mikroorganizmusokat egy rögzített membránhoz, és a szennyvízben lévő szerves anyagot mikroorganizmusok távolítják el, amikor áthalad a membránon.

D. A pH-érték beállítása: A szennyvíz pH-értéke bizonyos mértékben befolyásolja a mikroorganizmusok aktivitását és a BOD eltávolító hatását, és azt az adott szennyvíz jellemzőinek megfelelően kell beállítani.

E. Levegőztetés az oldott oxigén növelése érdekében: Az oxigénellátás növelésével javul a mikroorganizmusok aktivitása és a szennyvízben lévő BOD eltávolításának hatékonysága.

F. A maradékiszap kezelése: A biológiai kezelési folyamat során a keletkező iszapot tovább kell kezelni, beleértve az anaerob lebontást, az aerob lebontást, a víztelenítést, a szárítást stb.

3. Kémiai módszer:

A. Kémiai oxidáció: Használjon oxidálószereket, például ózont, klórt vagy perszulfátot a szennyvízben lévő szerves anyagok oxidálására és a BOD csökkentésére.

B. Flokkuláció és flotáció: Adjunk hozzá flokkulánsokat, hogy a szuszpendált részecskék és a szerves anyagok nagyobb pelyhekké kondenzálódjanak, majd flotálással távolítsuk el őket.

4. Fejlett kezelési technológia:

A. Anaerob ammónia oxidációs technológia: Bizonyos körülmények között anaerob ammónia oxidációs baktériumokat használnak az ammónia-nitrogén eltávolítására a szennyvízben és ezzel egyidejűleg a BOD csökkentésére.

B. Épített vizes élőhelyrendszer: Az épített vizes élőhelyeken található növények és mikroorganizmusok szinergikus hatása révén eltávolítják a szennyező anyagokat, például a szerves anyagokat, a nitrogént és a foszfort.

5. Folyamat optimalizálás:

A. SBR (Sequencing Batch Activated Sludge Process): A szennyvízkezelés hatékonyságának javítása időszakos vízfeltöltési, levegőztetési, ülepítési és vízelvezető folyamatok révén.

B. CAST (keringő eleveniszap-eljárás): Kombinálja a levegőztetés és a keverés időszakos működését a szerves anyagok eltávolítási hatékonyságának javítása érdekében.

6. Előkezelés és utókezelés:

A. Az előkezelés, mint például a durva sziták, finom sziták és szemcsés kamrák eltávolítják a szerves anyagok nagy részecskéit, és csökkentik a későbbi biológiai kezelés terhét.

B. Utókezelés: A biológiai kezelés után a BOI szűréssel, adszorpcióval és egyéb módszerekkel tovább csökken.

Összefoglalva, a kezelt vízben előforduló túlzott BOD-probléma kapcsán átfogóan figyelembe kell venni olyan tényezőket, mint a szennyvíz jellege, a kezelési követelmények és a gazdasági feltételek, ki kell választani a megfelelő kezelési módszereket, és figyelmet kell fordítani az energiafogyasztásra és a kibocsátásokra a kezelési folyamat során annak biztosítása érdekében, hogy a kezelési folyamat megfeleljen a környezetvédelmi követelményeknek.

5. BOD-elemzési módszer.

A BOD elemzési módszerei elsősorban ötnapos tenyésztési módszert, nyomásmérési módszert, mikrobiális elektróda módszert, BOI5 módszert, BOI20 módszert, bioszenzoros módszert, optikai oxigénérzékelő módszert, kémiai elemzési módszert stb. tartalmaznak 1,‌ Az ötnapos képzési módszer egy általánosan használt BOD mérési módszer. A BOD-értéket úgy számítja ki, hogy a vízmintákat (20 ± 1 ° C) körülmények között 5 napig cseréli, majd meghatározza a vízminta oxigéntartalmának változásait a vízminta előtt és után. A BOD érték kiszámítása a zárt rendszerben bekövetkező változások mérésével a zárt rendszerben bekövetkező változások mérésével. A mikrobiális metabolikus aktivitás által okozott elektromos jelváltozások meghatározzák a BOD értéket. Ez a módszer nagy érzékenységgel és pontossággal rendelkezik. A BOI5 módszer egyszerű és gazdaságos, és széles körben használják a vízminőség ellenőrzése területén, míg a BOI20 szabály átfogóbban értékelheti a szerves anyagok lebomlását a víztestben, és alkalmas olyan alkalmakra, amelyek a BOD pontosabb értékelését igénylik. A gyors reagálás, az egyszerű kezelés és a nagy érzékenység előnyei vannak. A kémiai reagensek és a szerves anyag közötti reakciót a BOI érték kiszámításához számítják ki. Ez a módszer általában hosszabb működési időt és összetett kísérleti lépéseket igényel, de bizonyos esetekben még mindig hatékony módszer a BOD-érték meghatározására. Ezenkívül a különböző országok és régiók eltérő szabványokkal és követelményekkel rendelkezhetnek. Ezért a BOD végrehajtásakor a mérési eredmények pontosságának és összehasonlíthatóságának biztosítása érdekében hivatkozni kell az adott területre alkalmazandó vonatkozó módszerekre és szabványokra.

 

A Lianhua Technology biokémiai oxigénigény-analizátorát (BOD5) a nyomáskülönbség mérési elve alapján tervezték. Szimulálja a szerves anyagok biológiai lebomlási folyamatát a természetben. A lezárt tenyésztőpalackban a tenyésztőpalack fölötti levegőben lévő oxigén folyamatosan pótolja a mintában lévő szerves anyag bomlása során felhasznált oldott oxigént. A szerves anyagok lebomlása során keletkező CO2 eltávolításra kerül, ami megváltoztatja a légnyomást a tenyésztőpalackban. A tenyésztőpalackban a légnyomás változásának kimutatásával kiszámítják a minta biokémiai oxigénigényének (BOI) értékét. Széles érzékelési tartomány, közvetlen tesztelés 4000 mg / l alatt, az eredmények automatikus nyomtatása, opcionális mérési ciklus 1-30 nap, egyszerű kezelés.