Pengetahuan tentang Permintaan Oksigen Kimia

Pengetahuan tentang Permintaan Oksigen Kimia

1. Definisi penyebab kematian.

COD (Chemical Oxygen Demand) adalah jumlah oksidant yang dikonsumsi ketika sampel air diobati dengan oksidant kuat tertentu dalam kondisi tertentu. Ini adalah indikator jumlah zat pengurang dalam air. Zat pengurang dalam air termasuk berbagai zat organik, nitrit, sulfida, garam besi, dll, tetapi yang utama adalah zat organik. Oleh karena itu, permintaan oksigen kimia (COD) sering digunakan sebagai indikator untuk mengukur jumlah zat organik dalam air. Semakin besar kebutuhan oksigen kimia, semakin serius polusi air oleh zat organik. Penentuan permintaan oksigen kimia (COD) bervariasi dengan penentuan zat pengurang dalam sampel air dan metode penentuan. Metode yang paling umum digunakan adalah asam kalium permanganat (KMnO4) metode oksidasi dan kalium dikromat (K2Cr2O7) metode oksidasi. Metode oksidasi kalium permanganat memiliki tingkat oksidasi yang rendah, tetapi relatif sederhana dan dapat digunakan untuk menentukan nilai perbandingan relatif kandungan organik dalam sampel air. Metode oksidasi kalium dikromat memiliki tingkat oksidasi yang tinggi dan reproduksibilitas yang baik, dan cocok untuk menentukan jumlah total zat organik dalam sampel air. Bahan organik sangat berbahaya bagi sistem air industri. Secara ketat, permintaan oksigen kimia juga mencakup zat pengurang anorganik dalam air. Biasanya, karena jumlah zat organik dalam air limbah jauh lebih besar daripada jumlah zat anorganik, permintaan oksigen kimiawi umumnya digunakan untuk mewakili jumlah total zat organik dalam air limbah. Dalam kondisi pengukuran, zat organik tanpa nitrogen dalam air mudah teroksidasi oleh kalium permanganat, sedangkan zat organik yang mengandung nitrogen lebih sulit untuk terurai. Oleh karena itu, permintaan oksigen cocok untuk menentukan air alami atau air limbah umum yang mengandung zat organik yang mudah teroksidasi, sedangkan air limbah industri organik dengan komponen yang lebih kompleks sering diukur untuk permintaan oksigen kimia.

Air yang mengandung sejumlah besar zat organik akan mencemari resin pertukaran ion saat melewati sistem desalinasi, terutama resin pertukaran anion, yang akan mengurangi kapasitas pertukaran resin. Bahan organik dapat dikurangi sekitar 50% setelah pra-pengolahan (koagulasi, klarifikasi dan filtrasi), tetapi tidak dapat dihapus dalam sistem desalinasi, sehingga sering dibawa ke boiler melalui air masuk untuk mengurangi nilai pH air boiler. Kadang-kadang zat organik juga dapat dibawa ke dalam sistem uap dan kondensasi, menyebabkan pH menurun dan menyebabkan korosi sistem. Kandungan zat organik yang tinggi dalam sistem air sirkulasi akan mendorong reproduksi mikroba. Oleh karena itu, baik untuk desalinasi, air boiler atau sistem air sirkulasi, semakin rendah COD, semakin baik, tetapi tidak ada indeks batas yang seragam. Ketika COD (metode KMnO4) lebih besar dari 5mg/L dalam sistem air pendingin sirkulasi, kualitas air telah mulai memburuk.

Dalam standar air minum, permintaan oksigen kimia (COD) air Kelas I dan Kelas II adalah ≤15mg/L, permintaan oksigen kimia (COD) air Kelas III adalah ≤20mg/L, permintaan oksigen kimia (COD) air Kelas IV adalah ≤30mg/L, dan permintaan oksigen kimia (COD) air Kelas V adalah ≤40

2. Bagaimana COD diproduksi?

COD (permintaan oksigen kimia) terutama berasal dari zat dalam sampel air yang dapat dioksidasi oleh oksidant yang kuat, terutama zat organik. Zat organik ini banyak ditemukan di air limbah dan air yang tercemar, termasuk tetapi tidak terbatas pada gula, minyak dan lemak, nitrogen amonia, dll. Oksidasi zat ini mengkonsumsi oksigen yang terlarut dalam air, sehingga meningkatkan permintaan oksigen kimia. Secara khusus:

1. Zat gula: seperti glukosa, fruktosa, dll, sering ditemukan dalam air limbah dari industri pengolahan makanan dan industri biofarmaceutika, dan mereka akan meningkatkan kandungan COD.

2. Minyak dan lemak: Air limbah yang mengandung minyak dan lemak yang dibuang selama produksi industri juga akan menyebabkan peningkatan konsentrasi COD.

3. Amonia nitrogen: Meskipun tidak secara langsung mempengaruhi penentuan COD, oksidasi nitrogen amonia juga akan mengkonsumsi oksigen selama pengolahan air limbah, secara tidak langsung mempengaruhi nilai COD.

Selain itu, ada banyak jenis zat yang dapat menghasilkan COD di air limbah, termasuk materi organik yang dapat terurai secara biologis, polutan organik industri, zat anorganik pengurang, beberapa materi organik yang sulit terurai secara biologis, dan metabolit mikroba. Oksidasi zat-zat ini mengkonsumsi oksigen yang terlarut dalam air, menghasilkan COD. Oleh karena itu, permintaan oksigen kimia adalah indikator penting untuk mengukur tingkat polusi materi organik dan mengurangi materi anorganik dalam air. Ini mencerminkan jumlah total zat dalam air yang dapat dioksidasi dan terurai oleh oksidant (biasanya kalium dikromat atau kalium permanganat) dalam kondisi tertentu, yaitu tingkat di mana zat-zat ini mengkonsumsi oksigen.

1. Bahan organik: Bahan organik adalah salah satu sumber utama COD di air limbah, termasuk bahan organik yang dapat terurai secara biologis seperti protein, karbohidrat dan lemak. Bahan organik ini dapat terurai menjadi karbon dioksida dan air di bawah pengaruh mikroorganisme.

2. Zat fenolik: Senyawa fenolik sering digunakan sebagai polutan dalam air limbah dalam beberapa proses industri. Mereka dapat memiliki dampak serius pada lingkungan air dan meningkatkan kandungan COD.

3. Zat alkohol: Senyawa alkohol, seperti etanol dan metanol, juga merupakan sumber COD yang umum di beberapa air limbah industri.

4. Zat gula: Senyawa gula, seperti glukosa, fruktosa, dll., adalah komponen umum dalam air limbah dari beberapa industri pengolahan makanan dan industri biofarmaceutika, dan mereka juga akan meningkatkan kandungan COD.

5. Lemak dan lemak: Lemak dan air limbah yang mengandung lemak yang dibuang selama produksi industri juga akan menyebabkan peningkatan konsentrasi COD.

6. Amonia nitrogen: Meskipun amonia nitrogen tidak secara langsung mempengaruhi penentuan COD, oksidasi amonia nitrogen juga akan mengkonsumsi oksigen selama proses pengolahan air limbah, secara tidak langsung mempengaruhi nilai COD.

Selain itu, perlu dicatat bahwa COD tidak hanya bereaksi dengan zat organik dalam air, tetapi juga merupakan zat anorganik dengan sifat pengurangan dalam air, seperti sulfida, ion besi, natrium sulfit, dll. Oleh karena itu, ketika mengobati air limbah, perlu untuk secara komprehensif mempertimbangkan kontribusi berbagai polutan untuk COD dan mengambil tindakan pengola

Bahan organik adalah sumber utama COD. Mereka termasuk berbagai zat organik, zat yang tersuspensi, dan zat yang sulit terurai di air limbah. Kandungan COD yang tinggi dalam air limbah akan menimbulkan ancaman besar bagi lingkungan air. Pengolahan dan pemantauan COD adalah salah satu langkah penting untuk mencegah dan mengendalikan polusi. Oleh karena itu, penentuan COD adalah salah satu metode uji yang umum digunakan dalam pengolahan air limbah dan pemantauan lingkungan.

Penentuan COD adalah proses yang mudah dioperasikan dengan sensitivitas analitis yang tinggi. Penentuan COD dapat diselesaikan dengan secara langsung mengamati perubahan warna sampel atau arus atau sinyal lainnya setelah reagen kimia dititrasi untuk menghasilkan produk oksidasi. Ketika nilai COD melebihi standar, perlu dilakukan pengolahan yang sesuai untuk menghindari polusi lingkungan. Singkatnya, memahami apa arti COD memainkan peran penting dalam melindungi lingkungan air dan melakukan pengendalian polusi.

3. Dampak dari COD tinggi.

‌ COD (permintaan oksigen kimia) adalah indikator penting untuk mengukur tingkat polusi organik di badan air. Kandungan air yang berlebihan akan berdampak serius pada kualitas air sungai. ‌

Pengukuran COD didasarkan pada jumlah oksidant yang dikonsumsi ketika zat pengurang (terutama zat organik) teroksidasi dan terurai dalam 1 liter air dalam kondisi tertentu. Zat pengurang ini akan mengkonsumsi sejumlah besar oksigen terlarut selama proses dekomposisi, menyebabkan organisme air kekurangan oksigen, yang pada gilirannya mempengaruhi pertumbuhan dan kelangsungan hidup normal mereka, dan dapat menyebabkan sejumlah besar kematian dalam kasus yang parah. Selain itu, pengurangan oksigen terlarut akan mempercepat kerusakan kualitas air, mendorong korupsi dan pembusukan materi organik, dan menghasilkan zat yang lebih beracun dan berbahaya, seperti nitrogen amonia, yang akan menyebabkan lebih banyak kerusakan pada organisme air dan kualitas air. Paparan jangka panjang terhadap air limbah yang mengandung konsentrasi tinggi zat organik juga dapat menyebabkan kerusakan serius bagi kesehatan manusia, seperti menyebabkan penyakit gastrointestinal, penyakit kulit, dll. Oleh karena itu, COD yang berlebihan tidak hanya menimbulkan ancaman bagi organisme air, tetapi juga menimbulkan potensi risiko bagi kesehatan manusia.

Untuk melindungi lingkungan air dan kesehatan manusia, langkah-langkah yang efektif harus diambil untuk mencegah dan mengendalikan COD yang berlebihan. Ini termasuk mengurangi pelepasan zat organik dalam kegiatan industri dan pertanian, serta memperkuat pengolahan air limbah dan pemantauan untuk memastikan bahwa kualitas air yang dilepaskan memenuhi standar, sehingga menjaga lingkungan lingkungan air yang baik.

COD adalah indikator kandungan zat organik dalam air. Semakin tinggi COD, semakin serius badan air tercemar oleh zat organik. Ketika zat organik beracun memasuki badan air, tidak hanya membahayakan organisme di badan air seperti ikan, tetapi juga dapat diperkaya dalam rantai makanan dan masuk ke tubuh manusia, menyebabkan keracunan kronis..

COD memiliki dampak besar pada kualitas air dan lingkungan ekologis. Setelah polutan organik dengan kandungan COD tinggi masuk ke sungai, danau dan waduk, jika tidak diobati tepat waktu, banyak zat organik dapat diserap oleh tanah di dasar air dan menumpuk selama bertahun-tahun. Organisme ini akan menyebabkan kerusakan pada berbagai organisme di air, dan dapat terus beracun selama beberapa tahun. Efek toksik ini memiliki dua efek:

Di satu sisi, hal itu akan menyebabkan kematian sejumlah besar organisme air, menghancurkan keseimbangan ekologi dari badan air, dan bahkan secara langsung menghancurkan seluruh ekosistem sungai.

Di sisi lain, racun akan perlahan menumpuk di dalam organisme air seperti ikan dan udang. Setelah manusia mengkonsumsi organisme air beracun ini, racun akan masuk ke dalam tubuh manusia dan menumpuk selama bertahun-tahun, menyebabkan konsekuensi serius yang tidak dapat diprediksi seperti kanker, cacat, dan mutasi gen. Demikian pula, jika orang menggunakan air yang tercemar untuk irigasi, tanaman juga akan terpengaruh, dan orang juga akan menghirup sejumlah besar zat berbahaya dalam proses makan.

Ketika COD sangat tinggi, hal itu akan menyebabkan penurunan kualitas air alami. Alasannya adalah bahwa pemurnian air sendiri membutuhkan degradasi zat organik ini. Penguraian COD harus membutuhkan konsumsi oksigen, dan kapasitas reoksigenasi dalam air tidak memenuhi persyaratan. DO akan turun langsung ke 0 dan menjadi anaerob. Dalam keadaan anaerob, air akan terus terurai (perawatan mikroorganisme anaerob), dan air akan menjadi hitam dan berbau (mikroorganisme anaerob terlihat sangat hitam dan mengandung gas hidrogen sulfida).

4. Metode untuk mengobati COD

Hal pertama

Metode fisik: Menggunakan tindakan fisik untuk memisahkan zat tersuspensi atau keruh di air limbah, yang dapat menghilangkan COD di air limbah. Metode umum termasuk pra-pengolahan air limbah melalui tangki sedimentasi, grid filter, filter, perangkap lemak, pemisah minyak-air, dll., Untuk menghilangkan COD dari partikel di air limbah.

Titik kedua

Metode kimia: Menggunakan reaksi kimia untuk menghilangkan zat terlarut atau zat koloid di air limbah, dan dapat menghilangkan COD di air limbah. Metode umum termasuk netralisasi, presipitasi, oksidasi-reduksi, oksidasi katalitik, oksidasi fotokatalis, mikro-elektrolisis, flokulasi elektrolitik, insinerasi, dll.

Titik ketiga

Metode fisik dan kimia: Menggunakan reaksi fisik dan kimia untuk menghilangkan zat terlarut atau zat koloid dalam air limbah. Ini bisa menghilangkan COD di air limbah. Metode umum termasuk grid, filtrasi, sentrifugasi, klarifikasi, filtrasi, pemisahan minyak, dll.

Titik keempat

Metode pengolahan biologis: Menggunakan metabolisme mikroba untuk mengubah polutan organik dan nutrisi mikroba anorganik dalam air limbah menjadi zat yang stabil dan tidak berbahaya. Metode umum termasuk metode lumpur aktif, metode biofilm, metode pencernaan biologis anaerob, kolam stabilisasi dan pengolahan lahan basah, dll.

5. Metode analisis COD.

Metode dikromat

Metode standar untuk menentukan permintaan oksigen kimia diwakili oleh standar Cina GB 11914 "Petentuan Permintaan Oksigen Kimia dari Kualitas Air dengan Metode Dikromat" dan standar internasional ISO6060 "Petentuan Permintaan Oksigen Kimia dari Kualitas Air". Metode ini memiliki tingkat oksidasi yang tinggi, reproduksi yang baik, akurasi dan keandalan, dan telah menjadi metode standar klasik yang umumnya diakui oleh komunitas internasional.

Prinsip penentuan adalah: dalam medium asam sulfat, kalium dikromat digunakan sebagai oksidant, perak sulfat digunakan sebagai katalis, dan merkuri sulfat digunakan sebagai agen penyamaran untuk ion klorida. Keasaman asam sulfat dari cairan reaksi pencernaan adalah 9 mol/L. Cairan reaksi pencernaan dipanaskan untuk mendidih, dan suhu titik didih 148 °C ± 2 °C adalah suhu pencernaan. Reaksi didinginkan dengan air dan refluks selama 2 jam. Setelah cairan pencernaan didinginkan secara alami, ia diencerkan hingga sekitar 140 ml dengan air. Ferroklorin digunakan sebagai indikator, dan potasium dikromat yang tersisa dititrasi dengan larutan amonium ferrous sulfat. Nilai COD sampel air dihitung berdasarkan konsumsi larutan amonium ferrous sulfate. Oksidan yang digunakan adalah kalium dikromat, dan agen oksidasi adalah kromium hexavalent, sehingga disebut metode dikromat.

Namun, metode standar klasik ini masih memiliki kekurangan: perangkat refluks menempati ruang eksperimen yang besar, mengkonsumsi banyak air dan listrik, menggunakan sejumlah besar reagen, tidak nyaman untuk dioperasikan, dan sulit untuk diukur dengan cepat dalam jumlah besar.

Metode kalium permanganat

COD diukur dengan menggunakan kalium permanganat sebagai oksidant, dan hasil yang diukur disebut indeks kalium permanganat.

Spektrophotometry

Berdasarkan metode standar klasik, kalium dikromat mengoksidasi materi organik, dan kromium hexavalent menghasilkan kromium trivalent. Nilai COD sampel air ditentukan dengan menetapkan hubungan antara nilai penyerapan kromium hexavalent atau kromium trivalent dan nilai COD sampel air. Menggunakan prinsip di atas, metode yang paling representatif di luar negeri adalah EPA.Metode 0410.4 "Automatic Manual Colorimetry", ASTM: D1252-2000 "Metode B untuk penentuan permintaan oksigen kimia dari spektrophotometry pencernaan tertutup air" dan ISO15705-2002 "Metode Tabung Tertutup Ke

Metode Pencernaan Cepat

Metode standar klasik adalah metode refluks 2 jam. Untuk meningkatkan kecepatan analisis, orang-orang telah mengusulkan berbagai metode analisis cepat. Ada dua metode utama: satu adalah untuk meningkatkan konsentrasi oksidant dalam sistem reaksi pencernaan, meningkatkan keasaman asam sulfat, meningkatkan suhu reaksi, dan meningkatkan katalis untuk meningkatkan kecepatan reaksi. Metode domestik diwakili oleh GB/T14420-1993 "Analisis Air Boiler dan Minyak Pendingin Metode Cepat Penentuan Permintaan Oksigen Kimia Kalium Dikromat" dan metode terpadu yang direkomendasikan oleh Administrasi Perlindungan Lingkungan Negara "Metode Coulometric" dan "Metode Digestion Katalis tertutup Ce Metode asing diwakili oleh metode standar Jerman DIN38049 T.43 "Metode Cepat untuk Penentuan Permintaan Oksigen Kimia Air".

Dibandingkan dengan metode standar klasik, metode di atas meningkatkan keasaman asam sulfat dari sistem pencernaan dari 9,0 mg/L menjadi 10,2 mg/L, suhu reaksi dari 150°C menjadi 165°C, dan waktu pencernaan dari 2 jam menjadi 10 menit ~ 15 menit. Yang kedua adalah mengubah metode tradisional pencernaan dengan pemanasan dengan radiasi panas, dan menggunakan teknologi pencernaan gelombang mikro untuk meningkatkan kecepatan reaksi pencernaan. Karena berbagai macam oven gelombang mikro dan daya yang berbeda, sulit untuk menguji daya dan waktu yang seragam untuk mencapai efek pencernaan terbaik. Harga oven gelombang mikro juga sangat tinggi, dan sulit untuk merumuskan metode standar yang seragam.

Lianhua Technology mengembangkan metode spektrophotometric pencernaan cepat untuk permintaan oksigen kimia (COD) pada tahun 1982, yang mencapai penentuan cepat COD di air limbah dengan metode "10 menit pencernaan, nilai 20 menit". Pada tahun 1992, hasil penelitian dan pengembangan ini dimasukkan dalam "CHEMICAL ABSTRACTS" Amerika sebagai kontribusi baru untuk bidang kimia dunia. Metode ini menjadi standar pengujian industri perlindungan lingkungan Republik Rakyat Tiongkok pada tahun 2007 (HJ/T399-2007). Metode ini berhasil mencapai nilai COD yang akurat dalam waktu 20 menit. Ini mudah dioperasikan, nyaman dan cepat, membutuhkan sejumlah kecil reagen, sangat mengurangi polusi yang dihasilkan dalam percobaan dan mengurangi berbagai biaya. Prinsip metode ini adalah untuk mencerna sampel air yang ditambahkan dengan reagen COD Lianhua Technology pada 165 derajat selama 10 menit pada panjang gelombang 420 atau 610nm, kemudian mendinginkan selama 2 menit, dan kemudian menambahkan 2,5 ml air suling. Hasil COD dapat diperoleh dengan menggunakan instrumen penentuan cepat COD dari Lianhua Technology.