Pengetahuan tentang permintaan oksigen kimia

Pengetahuan tentang permintaan oksigen kimia

1. Perkhidmatan Definisi C.O.D.

COD (Permintaan Oksigen Kimia) adalah jumlah oksidant yang dimakan apabila sampel air dirawat dengan oksidant kuat tertentu di bawah keadaan tertentu. Ia adalah penunjuk jumlah bahan pengurangan dalam air. Bahan pengurangan dalam air termasuk pelbagai bahan organik, nitrit, sulfida, garam besi, dll, tetapi yang utama adalah bahan organik. Oleh itu, permintaan oksigen kimia (COD) sering digunakan sebagai penunjuk untuk mengukur jumlah bahan organik dalam air. Semakin besar permintaan oksigen kimia, semakin serius pencemaran air oleh bahan organik. Penentuan permintaan oksigen kimia (COD) berbeza-beza dengan penentuan bahan pengurangan dalam sampel air dan kaedah penentuan. Kaedah yang paling biasa digunakan adalah kaedah pengoksidaan asid kalium permanganat (KMnO4) dan kaedah pengoksidaan kalium dikromat (K2Cr2O7). Kaedah pengoksidaan kalium permanganat mempunyai kadar pengoksidaan yang rendah, tetapi agak mudah dan boleh digunakan untuk menentukan nilai perbandingan relatif kandungan organik dalam sampel air. Kaedah pengoksidaan dikromat kalium mempunyai kadar pengoksidaan yang tinggi dan kebolehan untuk menghasilkan semula yang baik, dan sesuai untuk menentukan jumlah keseluruhan bahan organik dalam sampel air. Bahan organik sangat berbahaya kepada sistem air industri. Secara ketat, permintaan oksigen kimia juga termasuk bahan pengurangan anorganik dalam air. Biasanya, kerana jumlah bahan organik dalam air kumbahan jauh lebih besar daripada jumlah bahan anorganik, permintaan oksigen kimia biasanya digunakan untuk mewakili jumlah keseluruhan bahan organik dalam air kumbahan. Di bawah keadaan pengukuran, bahan organik tanpa nitrogen dalam air mudah dioksidasi oleh kalium permanganat, manakala bahan organik yang mengandungi nitrogen lebih sukar untuk terurai. Oleh itu, permintaan oksigen sesuai untuk menentukan air semula jadi atau air sisa umum yang mengandungi bahan organik yang mudah teroksidasi, sementara air sisa industri organik dengan komponen yang lebih kompleks sering diukur untuk permintaan oksigen kimia.

Air yang mengandungi sejumlah besar bahan organik akan mencemari resin pertukaran ion apabila melalui sistem desalinasi, terutamanya resin pertukaran anion, yang akan mengurangkan kapasiti pertukaran resin. Bahan organik boleh dikurangkan sebanyak kira-kira 50% selepas rawatan awal (pembekuan, pencerahan dan penapisan), tetapi ia tidak boleh dikeluarkan dalam sistem desalinasi, jadi ia sering dibawa ke dalam dandang melalui air suapan untuk mengurangkan nilai pH air dandang. Kadangkala bahan organik juga boleh dibawa ke dalam sistem stim dan kondensasi, menyebabkan pH menurun dan menyebabkan kakisan sistem. Kandungan bahan organik yang tinggi dalam sistem air yang beredar akan menggalakkan pembiakan mikroba. Oleh itu, sama ada untuk penyahgaraman, air dandang atau sistem air beredar, semakin rendah COD, semakin baik, tetapi tidak ada indeks had yang seragam. Apabila COD (kaedah KMnO4) lebih besar daripada 5mg/L dalam sistem air penyejukan beredar, kualiti air telah mula merosot.

Dalam piawaian 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

2. Perancangan Bagaimana COD dihasilkan?

COD (permintaan oksigen kimia) terutamanya berasal dari bahan dalam sampel air yang boleh dioksidasi oleh pengoksidan yang kuat, terutamanya bahan organik. Bahan organik ini terdapat secara meluas dalam air kumbahan dan air yang tercemar, termasuk tetapi tidak terhad kepada gula, minyak dan lemak, nitrogen ammonia, dll. Pengoksidaan bahan-bahan ini menggunakan oksigen yang larut dalam air, dengan itu meningkatkan permintaan oksigen kimia. Secara khusus:

1. Perkhidmatan Bahan gula: seperti glukosa, fruktosa, dll, biasanya terdapat dalam air kumbahan dari industri pemprosesan makanan dan industri biofarmaceutikal, dan mereka akan meningkatkan kandungan COD.

2. Perancangan Minyak dan lemak: Air sisa yang mengandungi minyak dan lemak yang dibuang semasa pengeluaran perindustrian juga akan menyebabkan peningkatan kepekatan COD.

3. Pergi ke rumah. Nitrogen ammonia: Walaupun ia tidak mempengaruhi penentuan COD secara langsung, pengoksidaan nitrogen ammonia juga akan menggunakan oksigen semasa rawatan air kumbahan, secara tidak langsung mempengaruhi nilai COD.

Di samping itu, terdapat banyak jenis bahan yang boleh menghasilkan COD dalam air kumbahan, termasuk bahan organik yang boleh terurai secara biologi, pencemar organik perindustrian, bahan anorganik pengurang, beberapa bahan organik yang sukar terurai secara biologi, dan metabolit mikroba. Pengoksidaan bahan-bahan ini menggunakan oksigen yang larut dalam air, menghasilkan COD. Oleh itu, permintaan oksigen kimia adalah penunjuk penting untuk mengukur tahap pencemaran bahan organik dan mengurangkan bahan anorganik dalam air. Ia mencerminkan jumlah keseluruhan bahan dalam air yang boleh dioksidasi dan dipecahkan oleh pengoksidan (biasanya kalium dikromat atau kalium permanganat) di bawah keadaan tertentu, iaitu tahap di mana bahan-bahan ini menggunakan oksigen.

1. Perkhidmatan Bahan organik: Bahan organik adalah salah satu sumber utama COD di dalam air kumbahan, termasuk bahan organik yang boleh terurai semulajadi seperti protein, karbohidrat dan lemak. Bahan organik ini boleh terurai menjadi karbon dioksida dan air di bawah tindakan mikroorganisma.

2. Perancangan Bahan fenolik: Sebatian fenolik sering digunakan sebagai bahan pencemar dalam air kumbahan dalam beberapa proses perindustrian. Mereka boleh memberi kesan serius kepada persekitaran air dan meningkatkan kandungan COD.

3. Pergi ke rumah. Bahan alkohol: Sebatian alkohol, seperti etanol dan metanol, juga merupakan sumber COD yang biasa di beberapa air sisa industri.

4. Bahan gula: Senyawa gula, seperti glukosa, fruktosa, dll., adalah komponen biasa dalam air kumbahan dari beberapa industri pemprosesan makanan dan industri biofarmaceutikal, dan mereka juga akan meningkatkan kandungan COD.

5. Lemak dan lemak: Lemak dan air sisa yang mengandungi lemak yang dibuang semasa pengeluaran perindustrian juga akan menyebabkan peningkatan kepekatan COD.

6. Nitrogen ammonia: Walaupun nitrogen ammonia tidak mempengaruhi penentuan COD secara langsung, pengoksidaan nitrogen ammonia juga akan menggunakan oksigen semasa proses rawatan air sisa, secara tidak langsung mempengaruhi nilai COD.

Di samping itu, perlu diperhatikan bahawa COD bukan sahaja bertindak balas terhadap bahan organik dalam air, tetapi juga mewakili bahan anorganik dengan sifat pengurangan dalam air, seperti sulfida, ion besi, natrium sulfit, dll. Oleh itu, ketika merawat air kumbahan, adalah perlu untuk mempertimbangkan secara menyeluruh sumbangan pelbagai bahan pencemar kepada COD dan mengambil

Bahan organik adalah sumber utama COD. Ia termasuk pelbagai bahan organik, bahan tersuspensi, dan bahan yang sukar terurai dalam air kumbahan. Kandungan COD yang tinggi dalam air kumbahan akan menimbulkan ancaman besar kepada alam sekitar air. Rawatan dan pemantauan COD adalah salah satu langkah penting untuk mencegah dan mengawal pencemaran. Oleh itu, penentuan COD adalah salah satu kaedah ujian yang biasa digunakan dalam rawatan air kumbahan dan pemantauan alam sekitar.

Penentuan COD adalah proses yang mudah dikendalikan dengan kepekaan analisis yang tinggi. Penentuan COD boleh disiapkan dengan secara langsung memerhatikan perubahan warna sampel atau arus atau isyarat lain selepas reagen kimia dititrasi untuk menghasilkan produk pengoksidaan. Apabila nilai COD melebihi standard, perlu melakukan rawatan yang sesuai untuk mengelakkan pencemaran alam sekitar. Singkatnya, memahami apa yang dimaksudkan dengan COD memainkan peranan penting dalam melindungi alam sekitar air dan menjalankan kawalan pencemaran.

3. Pergi ke rumah. Kesan dari COD yang tinggi.

‌ COD (permintaan oksigen kimia) adalah penunjuk penting untuk mengukur tahap pencemaran organik di badan air. Kandungan yang berlebihan akan memberi kesan serius kepada kualiti air sungai. ‌

Pengukuran COD adalah berdasarkan jumlah oksidant yang dimakan apabila bahan pengurangan (terutamanya bahan organik) dioksidasi dan terurai dalam 1 liter air di bawah keadaan tertentu. Bahan pengurangan ini akan memakan sejumlah besar oksigen yang larut semasa proses pembusukan, menyebabkan organisma air kekurangan oksigen, yang seterusnya mempengaruhi pertumbuhan dan kelangsungan hidup normal mereka, dan boleh menyebabkan sejumlah besar kematian dalam kes yang teruk. Di samping itu, pengurangan oksigen yang larut akan mempercepatkan kemerosotan kualiti air, menggalakkan korupsi dan pembusukan bahan organik, dan menghasilkan bahan yang lebih toksik dan berbahaya, seperti nitrogen ammonia, yang akan menyebabkan lebih banyak kerosakan kepada organisma air dan kualiti air. Pendedahan jangka panjang kepada air kumbahan yang mengandungi kepekatan bahan organik yang tinggi juga boleh menyebabkan bahaya serius kepada kesihatan manusia, seperti menyebabkan penyakit gastrousus, penyakit kulit, dll. Oleh itu, COD yang berlebihan bukan sahaja menimbulkan ancaman kepada organisma air, tetapi juga menimbulkan risiko potensi kepada kesihatan manusia.

Untuk melindungi alam sekitar air dan kesihatan manusia, langkah-langkah yang berkesan perlu diambil untuk mencegah dan mengawal COD yang berlebihan. Ini termasuk mengurangkan pelepasan bahan organik dalam aktiviti perindustrian dan pertanian, serta memperkukuhkan rawatan air sisa dan pemantauan untuk memastikan kualiti air yang dibuang memenuhi piawaian, dengan itu mengekalkan persekitaran ekologi air yang baik.

COD adalah penunjuk kandungan bahan organik dalam air. Semakin tinggi COD, semakin teruk badan air tercemar oleh bahan organik. Apabila bahan organik toksik memasuki badan air, ia bukan sahaja membahayakan organisma di badan air seperti ikan, tetapi juga boleh diperkaya dalam rantaian makanan dan memasuki badan manusia, menyebabkan keracunan kronik..

COD mempunyai kesan besar terhadap kualiti air dan persekitaran ekologi. Apabila pencemar organik dengan kandungan COD yang tinggi memasuki sungai, tasik dan takungan, jika mereka tidak dirawat tepat pada masanya, banyak bahan organik boleh diserap oleh tanah di dasar air dan terkumpul selama bertahun-tahun. Organisme ini akan menyebabkan kerosakan kepada pelbagai organisma di dalam air, dan mungkin terus beracun selama beberapa tahun. Kesan toksik ini mempunyai dua kesan:

Di satu pihak, ia akan menyebabkan kematian sejumlah besar organisma air, merosakkan keseimbangan ekologi badan air, dan bahkan secara langsung memusnahkan keseluruhan ekosistem sungai.

Sebaliknya, toksin akan perlahan-lahan terkumpul dalam organisma air seperti ikan dan udang. Sebaik sahaja manusia memakan organisma air beracun ini, toksin akan memasuki tubuh manusia dan terkumpul selama bertahun-tahun, yang membawa kepada akibat serius yang tidak dapat diramalkan seperti kanser, kecacatan, dan mutasi gen. Begitu juga, jika orang menggunakan air yang tercemar untuk irigasi, tanaman juga akan terjejas, dan orang juga akan menghirup sejumlah besar bahan berbahaya dalam proses makan.

Apabila COD sangat tinggi, ia akan menyebabkan kemerosotan kualiti air semula jadi. Sebabnya ialah pemurnian air sendiri memerlukan penguraian bahan organik ini. Pengurangan COD memerlukan penggunaan oksigen, dan kapasiti reoksigenasi dalam air tidak memenuhi keperluan. DO akan turun terus ke 0 dan menjadi anaerobik. Dalam keadaan anaerob, ia akan terus terurai (perawatan mikroorganisma anaerob), dan air akan menjadi hitam dan berbau (mikroorganisma anaerob kelihatan sangat hitam dan mengandungi gas hidrogen sulfida).

4. Kaedah untuk merawat COD

Perkara pertama

Kaedah fizikal: Ia menggunakan tindakan fizikal untuk memisahkan bahan tersuspensi atau kekeruhan dalam air kumbahan, yang boleh mengeluarkan COD dalam air kumbahan. Kaedah biasa termasuk pra-penyembuhan air kumbahan melalui tangki penendapan, grid penapis, penapis, perangkap lemak, pemisah minyak-air, dan lain-lain, untuk membuang COD bahan zarah dalam air kumbahan.

Titik kedua

Kaedah kimia: Ia menggunakan tindak balas kimia untuk membuang bahan larut atau bahan koloid dalam air kumbahan, dan boleh membuang COD dalam air kumbahan. Kaedah biasa termasuk netralisasi, pencurah, pengoksidaan-pengurangan, pengoksidaan katalitik, pengoksidaan fotokatalis, mikro-elektrolisis, flocculation elektrolitik, pembakaran, dll.

Titik ketiga

Kaedah fizikal dan kimia: Ia menggunakan tindak balas fizikal dan kimia untuk mengeluarkan bahan larut atau bahan koloid dalam air kumbahan. Ia boleh membuang COD dalam air sisa. Kaedah biasa termasuk grid, penapisan, sentrifugasi, pencerahan, penapisan, pemisahan minyak, dll.

Perkara keempat

Kaedah rawatan biologi: Ia menggunakan metabolisme mikroba untuk menukar pencemar organik dan nutrien mikroba anorganik dalam air kumbahan menjadi bahan stabil dan tidak berbahaya. Kaedah biasa termasuk kaedah lumpur aktif, kaedah biofilm, kaedah pencernaan biologi anaerob, kolam penstabilan dan rawatan tanah lembap, dll.

5. Kaedah analisis COD.

Kaedah dikromat

Kaedah standard untuk menentukan permintaan oksigen kimia diwakili oleh standard China GB 11914 "Petentuan Permintaan Oksigen Kimia Kualiti Air dengan Kaedah Dichromate" dan standard antarabangsa ISO6060 "Petentuan Permintaan Oksigen Kimia Kualiti Air". Kaedah ini mempunyai kadar pengoksidaan yang tinggi, reproduksi yang baik, ketepatan dan kebolehpercayaan, dan telah menjadi kaedah standard klasik yang umumnya diiktiraf oleh masyarakat antarabangsa.

Prinsip penentuan adalah: dalam medium asid sulfurik, kalium dikromat digunakan sebagai pengoksidan, perak sulfat digunakan sebagai pemangkin, dan merkuri sulfat digunakan sebagai ejen penyamaran untuk ion klorida. Keasidan asid sulfurik cecair tindak balas pencernaan adalah 9 mol / L. Cecair tindak balas pencernaan dipanaskan untuk mendidih, dan suhu titik didih 148 °C ± 2 °C adalah suhu pencernaan. Reaksi ini disejukkan dengan air dan refluks selama 2 jam. Selepas cecair pencernaan disejukkan secara semula jadi, ia dicairkan kepada kira-kira 140 ml dengan air. Ferroklorin digunakan sebagai penunjuk, dan potasium dikromat yang selebihnya dititrasi dengan larutan ammonium ferrous sulfate. Nilai COD sampel air dikira berdasarkan penggunaan larutan ammonium ferrous sulfate. Oksidant yang digunakan adalah kalium dikromat, dan ejen pengoksidan adalah kromium hexavalent, jadi ia dipanggil kaedah dikromat.

Walau bagaimanapun, kaedah standard klasik ini masih mempunyai kekurangan: peranti refluks menduduki ruang eksperimen yang besar, menggunakan banyak air dan elektrik, menggunakan sejumlah besar reagen, tidak selesa untuk beroperasi, dan sukar diukur dengan cepat dalam kuantiti yang besar.

Kaedah kalium permanganat

COD diukur menggunakan kalium permanganat sebagai pengoksidan, dan hasil yang diukur dipanggil indeks kalium permanganat.

Spektrophotometry

Berdasarkan kaedah standard klasik, kalium dikromat mengoksida bahan organik, dan kromium hexavalent menghasilkan kromium trivalent. Nilai COD sampel air ditentukan dengan menetapkan hubungan antara nilai penyerapan kromium enam atau kromium tiga nilai dan nilai COD sampel air. Menggunakan prinsip di atas, kaedah yang paling mewakili di luar negara adalah EPA.Kaedah 0410.4 "Automatik Colorimetry Manual", ASTM: D1252-2000 "Kaedah B untuk penentuan permintaan oksigen kimia dari spektrophotometry pencernaan air-disiplinkan" dan ISO15705-2002 "Kaedah Tiub Disi

Kaedah Pencernaan Cepat

Kaedah standard klasik adalah kaedah refluks 2h. Untuk meningkatkan kelajuan analisis, orang telah mencadangkan pelbagai kaedah analisis pantas. Terdapat dua kaedah utama: satu adalah untuk meningkatkan kepekatan oksidant dalam sistem tindak balas pencernaan, meningkatkan keasidan asid sulfurik, meningkatkan suhu tindak balas, dan meningkatkan pemangkin untuk meningkatkan kelajuan tindak balas. Kaedah domestik diwakili oleh GB/T14420-1993 "Analisis Air Dandang dan Kaedah Penentuan Permintaan Oksigen Kimia Air Pendinginan Kalium Dichromate Rapid" dan kaedah seragam yang disyorkan oleh Pentadbiran Perlindungan Alam Sekitar Negeri "Kaedah Coulometric" dan "Kaedah Digestion Katalis tertutup Kaedah asing diwakili oleh kaedah standard Jerman DIN38049 T.43 "Kaedah Pantas untuk Penentuan Permintaan Oksigen Kimia Air".

Berbanding dengan kaedah standard klasik, kaedah di atas meningkatkan keasidan asid sulfurik sistem pencernaan dari 9.0 mg / L kepada 10.2 mg / L, suhu tindak balas dari 150 °C hingga 165 °C, dan masa pencernaan dari 2 jam hingga 10min ~ 15min. Yang kedua ialah mengubah kaedah tradisional pencernaan dengan pemanasan dengan sinaran haba, dan menggunakan teknologi pencernaan gelombang mikro untuk meningkatkan kelajuan tindak balas pencernaan. Oleh kerana pelbagai jenis ketuhar gelombang mikro dan kuasa yang berbeza, sukar untuk menguji kuasa dan masa yang seragam untuk mencapai kesan pencernaan yang terbaik. Harga ketuhar gelombang mikro juga sangat tinggi, dan sukar untuk merumuskan kaedah standard yang seragam.

Teknologi Lianhua membangunkan kaedah spektrophotometric pencernaan cepat untuk permintaan oksigen kimia (COD) pada tahun 1982, yang mencapai penentuan cepat COD dalam air kumbahan dengan kaedah "10 minit pencernaan, nilai 20 minit". Pada tahun 1992, hasil penyelidikan dan pembangunan ini dimasukkan dalam "CHEMICAL ABSTRACTS" Amerika sebagai sumbangan baru kepada bidang kimia dunia. Kaedah ini menjadi standard ujian industri perlindungan alam sekitar Republik Rakyat China pada tahun 2007 (HJ/T399-2007). Kaedah ini berjaya mencapai nilai COD yang tepat dalam masa 20 minit. Ia mudah dikendalikan, mudah dan cepat, memerlukan sedikit bahan tindak balas, sangat mengurangkan pencemaran yang dihasilkan dalam eksperimen dan mengurangkan pelbagai kos. Prinsip kaedah ini adalah untuk mencerna sampel air yang ditambah dengan reagen COD Teknologi Lianhua pada 165 darjah selama 10 minit pada panjang gelombang 420 atau 610nm, kemudian menyejukkannya selama 2 minit, dan kemudian menambah 2.5ml air suling. Hasil COD boleh diperolehi menggunakan instrumen penentuan COD pantas Lianhua Technology.