Conhecimento da procura de oxigénio químico

Conhecimento da procura de oxigénio químico

1. definição de bacalhau.

DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) é a quantidade de oxidante consumida quando uma amostra de água é tratada com um certo oxidante forte sob certas condições. É um indicador da quantidade de substâncias redutoras na água. As substâncias redutoras na água incluem várias substâncias orgânicas, nitritos, sulfetos, sais ferrosos, etc., mas as principais são substâncias orgânicas. Portanto, a demanda química de oxigênio (DBO) é frequentemente usada como um indicador para medir a quantidade de substâncias orgânicas na água. Quanto maior a demanda química de oxigênio, mais grave é a poluição da água por substâncias orgânicas. A determinação da demanda química de oxigênio (DBO) varia com a determinação das substâncias redutoras nas amostras de água e o método de determinação. Os métodos mais comumente usados são o método de oxidação com permanganato de potássio (KMnO4) e o método de oxidação com dicromato de potássio (K2Cr2O7). O método de oxidação com permanganato de potássio tem uma taxa de oxidação baixa, mas é relativamente simples e pode ser usado ao determinar o valor de comparação relativo do teor de matéria orgânica nas amostras de água. O método de oxidação com dicromato de potássio tem uma alta taxa de oxidação e boa reprodutibilidade, sendo adequado para determinar a quantidade total de matéria orgânica nas amostras de água. A matéria orgânica é muito prejudicial aos sistemas de água industrial. Estritamente falando, a demanda química de oxigênio também inclui substâncias inorgânicas redutoras na água. Normalmente, porque a quantidade de matéria orgânica nas águas residuais é muito maior que a quantidade de matéria inorgânica, a demanda química de oxigênio geralmente é usada para representar a quantidade total de matéria orgânica nas águas residuais. Sob as condições de medição, a matéria orgânica sem nitrogênio na água é facilmente oxidada pelo permanganato de potássio, enquanto a matéria orgânica contendo nitrogênio é mais difícil de decompor. Portanto, a demanda de oxigênio é adequada para determinar água natural ou águas residuais gerais contendo matéria orgânica facilmente oxidável, enquanto águas residuais industriais orgânicas com componentes mais complexos são frequentemente medidas para demanda química de oxigênio.

Água contendo uma grande quantidade de matéria orgânica contaminará as resinas de troca iônica ao passar pelo sistema de dessalinização, especialmente as resinas de troca aniônica, o que reduzirá a capacidade de troca da resina. A matéria orgânica pode ser reduzida em cerca de 50% após o pré-tratamento (coagulação, decantação e filtração), mas não pode ser removida no sistema de dessalinização, portanto, muitas vezes é levada para a caldeira através da água de alimentação, reduzindo o valor de pH da água da caldeira. Às vezes, a matéria orgânica também pode ser levada para o sistema de vapor e condensado, causando a diminuição do pH e provocando corrosão no sistema. Um alto teor de matéria orgânica no sistema de água circulante promoverá a reprodução de microrganismos. Portanto, seja para dessalinização, água da caldeira ou sistema de água circulante, quanto menor o COD, melhor, mas não há um índice limite unificado. Quando o COD (método KMnO4) é superior a 5mg/L no sistema de água de resfriamento circulante, a qualidade da água já começou a se deteriorar.

No padrão de água potável, a demanda química de oxigênio (DQO) da água da Classe I e Classe II é ≤15mg/L, a demanda química de oxigênio (DQO) da água da Classe III é ≤20mg/L, a demanda química de oxigênio (DQO) da água da Classe IV é ≤30mg/L, e a demanda química de oxigênio (DQO) da água da Classe V é ≤40mg/L. Quanto maior o valor da DQO, mais grave é a poluição do corpo d'água.

2. Como é produzida a DQO?

A DQO (demanda química de oxigênio) provém principalmente de substâncias no amostra de água que podem ser oxidadas por oxidantes fortes, especialmente a matéria orgânica. Essas substâncias orgânicas estão amplamente presentes em águas residuais e águas poluídas, incluindo, mas não se limitando a, açúcares, óleos e gorduras, nitrogênio amoniacal, etc. A oxidação dessas substâncias consome o oxigênio dissolvido na água, aumentando assim a demanda química de oxigênio. Especificamente:

1. Substâncias açucaradas: como glicose, frutose, etc., são comumente encontradas nas águas residuais da indústria de processamento de alimentos e da indústria biofarmacêutica, e elas aumentarão o conteúdo de DQO.

2. Óleos e gorduras: Águas residuais contendo óleos e gorduras descarregadas durante a produção industrial também levarão a um aumento na concentração de DQO.

3. Nitrogênio amoniacal: Embora não afete diretamente a determinação da DQO, a oxidação do nitrogênio amoniacal também consumirá oxigênio durante o tratamento de águas residuais, afetando indiretamente o valor da DQO.

Além disso, existem muitos tipos de substâncias que podem produzir DQO em efluentes, incluindo matéria orgânica biodegradável, poluentes orgânicos industriais, substâncias inorgânicas redutoras, algumas matérias orgânicas difíceis de biodegradar e metabólitos microbianos. A oxidação dessas substâncias consome o oxigênio dissolvido na água, resultando na geração de DQO. Portanto, a demanda química de oxigênio é um importante indicador para medir o grau de poluição de matéria orgânica e substâncias inorgânicas redutoras na água. Ela reflete a quantidade total de substâncias na água que podem ser oxidadas e decompostas por oxidantes (geralmente dicromato de potássio ou permanganato de potássio) sob certas condições, ou seja, o grau em que essas substâncias consomem oxigênio.

1. Matéria orgânica: A matéria orgânica é uma das principais fontes de DQO em esgotos, incluindo matéria orgânica biodegradável como proteínas, carboidratos e gorduras. Essa matéria orgânica pode ser decomposta em dióxido de carbono e água sob a ação de microrganismos.

2. Substâncias fenólicas: Compostos fenólicos são frequentemente usados como poluentes em águas residuais em alguns processos industriais. Eles podem ter um impacto sério no ambiente aquático e aumentar o teor de DQO.

3. Substâncias alcoólicas: Compostos alcoólicos, como etanol e metanol, também são fontes comuns de DQO em algumas águas residuais industriais.

4. Substâncias açucaradas: Compostos de açúcar, como glicose, frutose, etc., são componentes comuns em águas residuais de algumas indústrias de processamento de alimentos e biotecnológicas, e também aumentarão o teor de DQO.

5. Gordura e óleo: As águas residuais contendo gordura e óleo descarregadas durante a produção industrial também podem levar ao aumento da concentração de DQO.

6. Nitrogênio amoniacal: Embora o nitrogênio amoniacal não afete diretamente a determinação do DQO, a oxidação do nitrogênio amoniacal também consumirá oxigênio durante o processo de tratamento de efluentes, afetando indiretamente o valor do DQO.

Além disso, é importante observar que o DQO reage não apenas à matéria orgânica na água, mas também representa substâncias inorgânicas com propriedades redutoras presentes na água, como sulfeto, íons ferrosos, bisulfito de sódio, entre outros. Portanto, ao tratar efluentes, é necessário considerar de forma abrangente a contribuição de diversos poluentes para o DQO e adotar medidas de tratamento adequadas para reduzir o valor do DQO.

A matéria orgânica é a principal fonte de DQO. Elas incluem várias matérias orgânicas, matérias suspensas e substâncias difíceis de decompor presentes nas águas residuais. O alto teor de DQO nas águas residuais pode representar uma grande ameaça ao ambiente aquático. O tratamento e monitoramento da DQO é uma das medidas importantes para prevenir e controlar a poluição. Portanto, a determinação da DQO é um dos métodos de teste mais comumente utilizados no tratamento de esgoto e monitoramento ambiental.

A determinação da DQO é um processo fácil de operar com alta sensibilidade analítica. A determinação da DQO pode ser concluída observando diretamente a mudança de cor da amostra ou a corrente ou outros sinais após a titulação do reagente químico gerar produtos de oxidação. Quando o valor da DQO excede o padrão, é necessário realizar o tratamento correspondente para evitar a poluição ambiental. Enfim, entender o que significa DQO desempenha um papel vital na proteção do ambiente aquático e na realização do controle de poluição.

3. O impacto do alto DQO.

‌ DQO (demanda química de oxigênio) é um indicador importante para medir o grau de poluição orgânica nos corpos d'água. Um teor excessivo terá um impacto sério na qualidade da água dos rios. ‌

A medição do DQO baseia-se na quantidade de oxidante consumida quando substâncias redutoras (principalmente matéria orgânica) são oxidadas e decompostas em 1 litro de água sob certas condições. Essas substâncias redutoras consomem uma grande quantidade de oxigênio dissolvido durante o processo de decomposição, causando falta de oxigênio nos organismos aquáticos, o que por sua vez afeta seu crescimento e sobrevivência normais, e pode causar numerous mortes em casos graves. Além disso, a redução do oxigênio dissolvido acelerará o deterioração da qualidade da água, promoverá a corrupção e decomposição da matéria orgânica, e produzirá mais substâncias tóxicas e nocivas, como o nitrogênio amoniacal, que causará um dano maior aos organismos aquáticos e à qualidade da água. A exposição a longo prazo a esgotos contendo altas concentrações de matéria orgânica também pode causar danos graves à saúde humana, como causar doenças gastrointestinais, doenças de pele, etc. Portanto, o DQO excessivo não só representa uma ameaça aos organismos aquáticos, mas também impõe um risco potencial à saúde humana.

Para proteger o ambiente aquático e a saúde humana, medidas eficazes devem ser tomadas para prevenir e controlar o COD excessivo. Isso inclui reduzir a liberação de matéria orgânica em atividades industriais e agrícolas, além de reforçar o tratamento e monitoramento de águas residuais para garantir que a qualidade da água descarregada atenda aos padrões, mantendo assim um bom ambiente ecológico aquático.

O DCO é um indicador do teor de matéria orgânica na água. Quanto maior o DCO, mais severamente o corpo d'água está sendo poluído por matéria orgânica. Quando substâncias orgânicas tóxicas entram no corpo d'água, elas não só prejudicam os organismos no corpo d'água, como peixes, mas também podem se acumular na cadeia alimentar e entrar no corpo humano, causando envenenamento crônico. .

O DQO tem um grande impacto na qualidade da água e no ambiente ecológico. Quando poluentes orgânicos com alto teor de DQO entram em rios, lagos e reservatórios, se não forem tratados a tempo, muita matéria orgânica pode ser adsorvida pelo solo no fundo da água e se acumular por vários anos. Esses organismos causarão danos a diversos seres vivos na água e podem continuar sendo tóxicos por vários anos. Este efeito tóxico tem dois aspectos:

Por um lado, ele causará a morte de uma grande quantidade de organismos aquáticos, destruirá o equilíbrio ecológico do corpo d'água e até mesmo destruir diretamente todo o ecossistema fluvial.

Por outro lado, toxinas se acumularão lentamente em organismos aquáticos como peixes e camarões. Assim que os seres humanos consomem esses organismos aquáticos tóxicos, as toxinas entrarão no corpo humano e se acumularão por muitos anos, levando a consequências graves imprevisíveis, como câncer, deformidades e mutações genéticas. Da mesma forma, se as pessoas usarem água poluída para irrigação, as culturas também serão afetadas, e as pessoas inalarão uma grande quantidade de substâncias nocivas durante o processo de alimentação.

Quando o DQO é muito alto, isso pode causar a deterioração da qualidade da água natural. A razão é que a autodepuração da água requer a degradação desses materiais orgânicos. A degradação do DQO necessariamente requer consumo de oxigênio, e a capacidade de reoxigenação na água não atende às necessidades. O DO cairá diretamente para 0 e se tornará anaeróbico. No estado anaeróbico, ele continuará a se decompor (tratamento anaeróbico de microrganismos), e a água ficará preta e fétida (microrganismos anaeróbicos parecem muito escuros e contêm gás de sulfeto de hidrogênio).

4. Métodos para tratar DQO

O primeiro ponto

Método físico: Ele utiliza ação física para separar matéria suspensa ou turbidez nas águas residuais, o que pode remover o DQO nas águas residuais. Métodos comuns incluem pré-tratar esgoto através de tanques de sedimentação, grades filtrantes, filtros, coletores de graxa, separadores de óleo-água, etc., para remover simplesmente o DQO de partículas no esgoto.

Segundo ponto

Método químico: Utiliza reações químicas para remover substâncias dissolvidas ou coloidais no efluente e pode remover o DQO no efluente. Métodos comuns incluem neutralização, precipitação, oxidação-redução, oxidação catalítica, oxidação fotocatalítica, micro-eletrólise, eletrólise por floculação, incineração, etc.

Terceiro ponto

Método físico-químico: Utiliza reações físicas e químicas para remover substâncias dissolvidas ou coloidais no efluente. Pode remover o DQO no efluente. Métodos comuns incluem grades, filtração, centrifugação, decantação, filtração, separação de óleo, etc.

Quarto ponto

Método de tratamento biológico: Utiliza o metabolismo microbiano para converter poluentes orgânicos e nutrientes microbianos inorgânicos no efluente em substâncias estáveis e inofensivas. Métodos comuns incluem o método de lodo ativado, método de biofilme, digestão biológica anaeróbica, lago de estabilização e tratamento de zonas úmidas, etc.

5. Método de análise de DQO.

Método dicromato

O método padrão para determinar o consumo de oxigênio químico é representado pelo padrão chinês GB 11914 "Determinação do Consumo de Oxigênio Químico da Qualidade da Água pelo Método de Dicromato" e pelo padrão internacional ISO6060 "Determinação do Consumo de Oxigênio Químico da Qualidade da Água". Este método possui alta taxa de oxidação, boa reprodutibilidade, precisão e confiabilidade, e tornou-se um método padrão clássico amplamente reconhecido pela comunidade internacional.

O princípio de determinação é: em meio ácido de ácido sulfúrico, o dicromato de potássio é usado como oxidante, o sulfato de prata como catalisador e o sulfato de mercúrio como agente de máscara para íons cloridos. A acidez do ácido sulfúrico no líquido de reação de digestão é de 9 mol/L. O líquido de reação de digestão é aquecido até ferver, e a temperatura de ebulição de 148℃±2℃ é a temperatura de digestão. A reação é resfriada com água e refluxada por 2h. Após o líquido de digestão ser resfriado naturalmente, ele é diluído para cerca de 140ml com água. O ferrocloro é usado como indicador, e o dicromato de potássio restante é titulado com uma solução de sulfato férrico de amônio. O valor de DQO da amostra de água é calculado com base no consumo da solução de sulfato férrico de amônio. O oxidante usado é o dicromato de potássio, e o agente oxidante é o crômio hexavalente, por isso é chamado de método dicromato.

No entanto, este método clássico ainda possui deficiências: o aparelho de refluxo ocupa muito espaço experimental, consome grande quantidade de água e eletricidade, utiliza uma grande quantidade de reagentes, é inconveniente de operar e é difícil medir rapidamente em grandes quantidades.

Método de permanganato de potássio

A COD é medida usando permanganato de potássio como oxidante, e o resultado medido é chamado de índice de permanganato de potássio.

Espectrofotometria

Com base no método padrão clássico, o dicromato de potássio oxida a matéria orgânica, e o crômio hexavalente gera crômio trivalente. O valor de DQO da amostra de água é determinado estabelecendo uma relação entre o valor de absorbância do crômio hexavalente ou trivalente e o valor de DQO da amostra de água. Usando o princípio acima, os métodos mais representativos no exterior são o EPA.Método 0410.4 "Cromatometria Manual Automática", ASTM: D1252-2000 "Método B para a determinação da demanda química de oxigênio da água - espectrofotometria com digestão selada" e ISO15705-2002 "Método de Tubo Selado Pequeno para a Determinação da Demanda Química de Oxigênio (DQO) da Qualidade da Água". O método unificado do nosso país é o "Método de Digestão Catalítica Selada Rápida (Incluindo Espectrofotometria)" da Administração Estatal de Proteção Ambiental.

Método de Digestão Rápida

O método padrão clássico é o método de refluxo de 2h. Para aumentar a velocidade de análise, propuseram-se vários métodos de análise rápida. Existem dois métodos principais: um é aumentar a concentração do oxidante no sistema de reação de digestão, aumentar a acidez do ácido sulfúrico, aumentar a temperatura de reação e adicionar catalisador para aumentar a velocidade da reação. O método nacional é representado pelo GB/T14420-1993 "Análise de Água de Caldeira e Água de Resfriamento Determinação da Demanda Química de Oxigênio Método Rápido com Dicromato de Potássio" e pelos métodos unificados recomendados pela Administração Estatal de Proteção Ambiental "Método Coulométrico" e "Método Rápido de Digestão Catalítica Fechada (Incluindo Método Fotométrico)". O método estrangeiro é representado pelo método padrão alemão DIN38049 T.43 "Método Rápido para Determinação da Demanda Química de Oxigênio da Água".

Em comparação com o método padrão clássico, o método acima aumenta a acidez de ácido sulfúrico do sistema de digestão de 9,0 mg/L para 10,2 mg/L, a temperatura de reação de 150℃ para 165℃ e o tempo de digestão de 2h para 10min~15min. O segundo é alterar o método tradicional de digestão por aquecimento com radiação térmica e utilizar a tecnologia de digestão por micro-ondas para melhorar a velocidade da reação de digestão. Devido à grande variedade de fornos de micro-ondas e diferentes potências, é difícil testar a potência e o tempo unificados para alcançar o melhor efeito de digestão. O preço dos fornos de micro-ondas também é muito alto, e é difícil formular um método padrão unificado.

A Lianhua Technology desenvolveu, em 1982, um método espectrofotométrico de digestão rápida para a demanda química de oxigênio (DQO), que permitiu a determinação rápida da DQO em efluentes com o método de "10 minutos de digestão, valor em 20 minutos". Em 1992, esse resultado de pesquisa e desenvolvimento foi incluído no "CHEMICAL ABSTRACTS" americano como uma nova contribuição para o campo químico mundial. Esse método tornou-se o padrão de teste da indústria de proteção ambiental da República Popular da China em 2007 (HJ/T399-2007). Este método conseguiu obter um valor preciso de DQO em 20 minutos. É simples de operar, conveniente e rápido, requer uma pequena quantidade de reagentes, reduz significativamente a poluição gerada no experimento e diminui diversos custos. O princípio desse método é digerir a amostra de água adicionada com o reagente de DQO da Lianhua Technology a 165 graus por 10 minutos em uma comprimento de onda de 420 ou 610nm, depois resfriá-la por 2 minutos e, em seguida, adicionar 2,5ml de água destilada. O resultado de DQO pode ser obtido usando o instrumento de determinação rápida de DQO da Lianhua Technology.