1. Definicija BPK.

Biohemijska potražnja kiseonika (često se naziva BPK) odnosi se na količinu rastvorenog kiseonika koji se troši u biohemijskoj reakciji mikroorganizama koji razgrađuju biorazgradivu organsku materiju u vodi pod određenim uslovima. Izražava se u mg / L ili procentima, ppm. To je sveobuhvatan indikator koji odražava sadržaj organskih zagađivača u vodi. Ako je vreme biološke oksidacije pet dana, to se naziva petodnevna biohemijska potražnja za kiseonikom (BOD5), a u skladu sa tim postoje i BOD10 i BOD20.

Razgradnja organske materije u vodi vrši se u dve faze. Prva faza je faza oksidacije ugljenika, a druga faza je faza nitrifikacije. Količina oksidacije koja se troši u fazi oksidacije ugljenika naziva se karbonizacija biohemijske potražnje za kiseonikom (CBOD).

Mikroorganizmi moraju da troše kiseonik prilikom razgradnje organskih jedinjenja u vodi. Ako rastvoreni kiseonik u vodi nije dovoljan za snabdevanje potreba mikroorganizama, vodeno telo je u zagađenom stanju. Stoga je BPK važan pokazatelj koji indirektno ukazuje na stepen organskog zagađenja u vodi. Kroz određivanje BPK, možemo razumeti biorazgradivost kanalizacije i kapacitet samo-prečišćavanja vodnih tijela. Što je veća vrednost, to je više organskih zagađivača u vodi i ozbiljnije zagađenje.

Generalno, proces razgradnje organske materije pod metabolizmom mikroorganizama može se podeliti u dve faze. Prva faza je proces pretvaranja organske materije u CO2, NH3 i H2O. Druga faza je proces nitrifikacije NH3 dalje pretvoren u nitrit i nitrat. Pošto NH3 je već neorganska supstanca, biohemijska potražnja kiseonika kanalizacije generalno se odnosi samo na količinu kiseonika koja je potrebna organske materije u fazi biohemijske reakcije. Degradacija organske materije od strane mikroorganizama je povezana sa temperaturom, a 20 ° C se obično koristi kao standardna temperatura za merenje biohemijske potražnje za kiseonikom. Pod uslovima merenja dovoljnog kiseonika i konstantnog mešanja, obično je potrebno 20 dana za organsku materiju da u osnovi završi proces oksidacije oksidacije, oko 99%, a 20-dnevna BPK vrednost se često smatra kompletnom BPK vrednosti, to jest, BPK20. Međutim, 20 dana je teško postići u stvarnom radu. Zbog toga je propisano standardno vreme, uglavnom 5 dana, koje se naziva petodnevna biohemijska potražnja za kiseonikom, zabeležena kao BPK5. BOD5 je oko 70% BOD20.

Razlika između BPK i KPK je u tome što je BPK biohemijska potražnja za kiseonikom; COD je hemijska potražnja za kiseonikom, koja se odnosi na količinu svih zagađivača (uključujući organske i neorganske supstance) u vodi koja se može oksidirati jakim oksidansima pod određenim uslovima, izražena u mg / L kiseonika potrebnog za oksidaciju. Može odražavati stepen zagađenja vode smanjenjem supstanci. Generalno govoreći, KPK kanalizacije je veći od BPK. To je zato što se prvi temeljnije oksidira. Osim nekoliko isparljivih organskih jedinjenja, aromatičnih organskih jedinjenja i nekoliko alkana, oni se generalno mogu oksidirati, a tu je i deo količine neorganskih supstanci; dok se BPK odnosi samo na organsku materiju koja se može direktno razgraditi mikroorganizmima, i lako ometa toksične supstance i bakterije u vodi. Odnos biohemijske potražnje za kiseonikom i hemijske potražnje kiseonika može ukazivati na to koliko je organskih zagađivača u vodi teško za mikroorganizme da se razgrade. Organski zagađivači koji su teško za mikroorganizme da se razgradi su štetniji za životnu sredinu.

BOD5 opšte reke ne prelazi 2 mg / L. Ako je veći od 10 mg / L, on će emitovati neprijatan miris. Sveobuhvatni standard ispuštanja otpadnih voda u mojoj zemlji predviđa da je u fabričkom izlazu dozvoljena koncentracija BPK sekundarnog standarda otpadnih voda 60 mg / L, a površinske vode BPK ne prelazi 4 mg / L.

Tradicionalna metoda ispitivanja za BOD5 je metoda razređivanja inokulacije. Specifična metoda je kultura za 5 dana na 20±1 ° C, i merenje rastvorenog kiseonika uzorka pre i posle kulture. Razlika između ova dva je biohemijska potreba za kiseonikom za 5 dana. Ovo je metoda koja se trenutno široko koristi.

Biohemijski analizator potražnje za kiseonikom (BPK) koji pruža Lianhua Technologi dizajniran je na osnovu principa merenja metode diferencijalnog pritiska. Instrument simulira proces biorazgradnje organske materije u prirodi: kiseonik u vazduhu iznad test boce kontinuirano dopunjuje rastvoreni kiseonik koji se troši u vodi, CO2 proizveden tokom degradacije organske materije apsorbuje natrijum hidroksid u zaptivnom poklopcu, a senzor pritiska prati promene pritiska kiseonika u test boci u bilo kom trenutku. Uspostavljena je korelacija između biohemijske potražnje kiseonika BPK (tj, količina kiseonika potrošena u test boci) i pritiska gasa, a zatim biohemijska potražnja kiseonika BPK vrednost se direktno prikazuje.

Tradicionalna metoda inokulacije razblaživanja je glomazna i dugotrajna, a posvećena osoba je obavezna da nadgleda tokom petodnevnog procesa kulture. Poređenja radi, analizator BPK Lianhua Technologi je jednostavan za rukovanje i pogodan za testiranje. Kada se dostigne podešeno vreme kulture (kao što je 5 dana, 7 dana ili 30 dana), testni sistem se automatski isključuje i čuva rezultate merenja. Može da uradi 6 ili 12 uzoraka vode u isto vreme, a nijedna posebna osoba nije potrebna da gleda tokom testa. I to je brže od metode razređivanja. Držanje boce u stanju neprekidnog mešanja može da obezbedi dodatni kiseonik za uzorak vode i omogućiti bakterijama da imaju više kontakta sa organskom materijom. Ubrzavanjem procesa disanja i potrošnje kiseonika, rezultati se mogu dobiti brže. Rezultati merenja ekvivalentni metodi razblaživanja kulture mogu se dobiti u roku od 2 do 3 dana. Ovi rezultati merenja mogu se koristiti za kontrolu procesa.

2. Kako se proizvodi BPK

BPK uglavnom dolazi od biorazgradive organske materije u vodi.‌

Biohemijska potražnja za kiseonikom (BPK) se odnosi na količinu rastvorenog kiseonika koji se troši u biohemijskom procesu reakcije mikroorganizama koji razgrađuju biorazgradive organske materije u vodi pod određenim uslovima. Ove organske materije mogu biti ljudski i životinjski izmet, hrana i industrijski otpad, itd. Oni se razgrađuju u vodi dejstvom mikroorganizama, čime se troši rastvoreni kiseonik u vodi. BPK se obično meri u miligramima po litru ili izražava u procentima ili ppm. To je važan indikator kvaliteta vode koji se koristi za procenu stepena organskog zagađenja u vodnim tijelima. Većina zagađivača u kanalizaciji su organske materije, uključujući desetine miliona poznatih vrsta i bezbroj nepoznatih vrsta. BPK i još jedan indikator, hemijska potražnja za kiseonikom (COD), koriste se zajedno za procenu statusa zagađenja vodnih tijela. BPK se fokusira na merenje količine organske materije koja se može razgraditi mikroorganizmima, dok KPK uključuje oksidaciju svih oblika organske i neorganske materije. Ukratko, BPK uglavnom dolazi iz biorazgradive organske materije u vodi. Ove organske materije se razgrađuju u vodi od strane mikroorganizama, čime se utiče na kapacitet samo-prečišćavanja i ekološku ravnotežu vodnih tijela. Biohemijska potražnja za kiseonikom je važan parametar zagađenja kvaliteta vode. U otpadnim vodama, otpadnim vodama iz postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda i kontaminiranim vodama, količina kiseonika potrebna za rast i reprodukciju mikroorganizama je ekvivalent kiseonika razgradive organske materije (upotrebljive mikroorganizme). Zagađivači u površinskim vodama troše rastvoreni kiseonik u procesu oksidacije posredovane mikroorganizmima. Količina rastvorenog kiseonika koji se troši naziva se biohemijska potražnja za kiseonikom, što indirektno odražava količinu biorazgradive organske materije u vodi. Označava ukupnu količinu rastvorenog kiseonika koji se troši u vodi kada se organska materija u vodi oksidira i razgrađuje biohemijskim dejstvom mikroorganizama kako bi se učinila neorganskom ili gasovitom. Što je veća vrednost, više organskih zagađivača ima u vodi, i ozbiljnije zagađenje. Ugljovodonici, proteini, ulja, lignin, itd koji postoje u suspendovanim ili rastvorenim stanjima u kućnim otpadnim vodama i industrijskim otpadnim vodama, kao što su šećer, hrana, proizvodnja papira, i vlakna su svi organski zagađivači, koji se mogu razgraditi biohemijskim dejstvom aerobnih bakterija. Pošto se kiseonik troši tokom procesa razgradnje, oni se nazivaju i aerobni zagađivači. Ako se previše ove vrste zagađivača ispušta u vodno tijelo, to će izazvati nedostatak rastvorenog kiseonika u vodi. Istovremeno, organska materija će izazvati korupciju kroz razgradnju anaerobnih bakterija u vodi, stvarajući gasove neugodnog mirisa kao što su metan, vodonik-sulfid, merkaptan i amonijak, uzrokujući pogoršanje i smrdljiv vodno tijelo.

Potrebno je oko 100 dana za sve organske materije u kanalizaciji da se potpuno oksidira i razgradi. Da bi se skratilo vreme detekcije, biohemijska potreba za kiseonikom je generalno predstavljena potrošnjom kiseonika testiranog uzorka vode na 20 ° C u roku od pet dana, što se naziva petodnevna biohemijska potražnja za kiseonikom, koja se naziva BOD5. Za domaću kanalizaciju, ona je približno jednaka 70% potrošnje kiseonika za potpunu oksidaciju i razgradnju.

3. Uticaj BPK.

Detekcija kvaliteta vode BPK je skraćenica od biohemijskog merača potražnje kiseonika, koji je sveobuhvatan pokazatelj sadržaja zagađivača koji troše kiseonik u vodi. Opasnosti od prekomerne BPK se uglavnom manifestuju u sledećim aspektima:

1. Potrošnja rastvorenog kiseonika u vodi: Preterana sadržaj BPK će ubrzati stopu reprodukcije aerobnih bakterija i aerobnih organizama, uzrokujući kiseonik u vodi da se brzo konzumira, što dovodi do smrti vodenih organizama.

2. Pogoršanje kvaliteta vode: Reprodukcija velikog broja mikroorganizama koji troše kiseonik u vodnom telu će trošiti rastvoreni kiseonik i sintetizovati organsko zagađenje u sopstvene životne komponente. Ovo je karakteristika samopročišćavanja vodnog tijela. Previsoka BPK će prouzrokovati aerobne bakterije, aerobne protozoe i aerobne protofite da se razmnožavaju u velikom broju, brzo troše kiseonik, uzrokuju smrt riba i škampa i uzrokuju razmnožavanje velikog broja anaerobnih bakterija.

3. Utiču na sposobnost samo-prečišćavanja vodnih tijela: Sadržaj rastvorenog kiseonika u vodnim tijelima je usko povezan sa samo-prečišćavanje sposobnosti vodnih tijela. Što je niži sadržaj rastvorenog kiseonika, to je slabija sposobnost samopročišćavanja vodnih tijela.

4. Produce miris: Previsok sadržaj BPK će izazvati miris u vodnim tijelima, što ne samo da će uticati na kvalitet vode, ali i ugroziti okolinu i zdravlje ljudi.

5. Uzrok crvene plime i cvetanja algi: Prekomerna BPK će izazvati eutrofikaciju vodnih tijela, pokrenuti crvenu plimu i cvetanje algi, što će uništiti vodenu ekološku ravnotežu i ugroziti ljudsko zdravlje i vodu za piće.

Stoga, prekomerna BPK je veoma važan parametar zagađenja vode, koji može indirektno odražavati sadržaj biorazgradive organske materije u vodi. Ako se kanalizacija sa prekomernim BPK ispušta u prirodna vodna tijela kao što su rijeke i okeani, to ne samo da će uzrokovati smrt organizama u vodi, već će se i akumulirati u lancu ishrane i ući u ljudski organizam, uzrokujući hronično trovanje, utičući na nervni sistem i uništavajući funkciju jetre. Zbog toga je neophodno kupiti Shenchanghong BPK metar za merenje. Tek nakon polaganja testa kanalizacija se može ispustiti u vodno tijelo.

5. Metode za lečenje BPK

Da bi se tretirao problem prekomerne BPK (biohemijske potražnje za kiseonikom) u vodi, potrebno je koristiti različite metode kao što su fizičke, biološke i hemijske metode. Slede neke efikasne metode:

1. Fizička metoda:

A. Pre-tretiranje otpadnih voda za uklanjanje suspendovanih čvrstih materija i sedimenata, obično koristeći fizičke metode kao što su sedimentacija, filtracija ili centrifugiranje.

B. Skrining i sedimentacija. Uklonite suspendovane čvrste materije u kanalizaciji kroz fizički skrining i sedimentaciju. Ove čvrste materije obično sadrže visok BOD.

2. Biološka metoda:

A. Biološki tretman je jedan od ključnih koraka za uklanjanje BPK u otpadnim vodama. Koristi metabolički kapacitet mikroorganizama za razgradnju organske materije i smanjenje sadržaja BPK. Uobičajene metode uključuju metodu aktivnog mulja i metodu biofilma.

B. Metoda aktivnog mulja: Stvoriti pogodne uslove životne sredine kroz mešanje, prozračivanje i druge metode kako bi se omogućilo mikroorganizmima da razgrađuju organsku materiju.

C. Biofilm metod: Pričvrstite mikroorganizme na fiksnu membranu, a organska materija u otpadnim vodama se uklanja mikroorganizmima kada prolazi kroz membranu.

D. Podesite pH vrednost: pH vrednost u otpadnim vodama ima određeni uticaj na aktivnost mikroorganizama i efekat uklanjanja BPK, i treba da se prilagodi u skladu sa karakteristikama specifičnih otpadnih voda.

E. Aeracija za povećanje rastvorenog kiseonika: Povećanjem snabdevanja kiseonikom, aktivnost mikroorganizama i efikasnost uklanjanja BPK u otpadnim vodama su poboljšani.

F. Tretman rezidualnog mulja: Tokom procesa biološkog tretmana, proizvedeni mulj treba dalje tretirati, uključujući anaerobnu digestiju, aerobnu digestiju, dehidraciju, sušenje itd.

3. Hemijska metoda:

A. Hemijska oksidacija: Koristite oksidante kao što su ozon, hlor ili persulfat za oksidaciju organske materije u kanalizaciji i smanjenje BPK.

B. Flokulacija i flotacija: Dodajte flokulante da suspendovane čestice i organske materije kondenzuju u veće flokulacije, a zatim ih uklonite flotacijom.

4. Napredna tehnologija lečenja:

A. Tehnologija anaerobne oksidacije amonijaka: Pod određenim uslovima, anaerobne oksidacije amonijaka bakterije se koriste za uklanjanje azota amonijaka u kanalizacionoj vodi i istovremeno smanjuju BPK.

B. Izgrađeni močvarni sistem: Kroz sinergistički efekat biljaka i mikroorganizama u izgrađenim močvarama, zagađivači kao što su organske materije, azot i fosfor se uklanjaju.

5. Optimizacija procesa:

A. SBR (Proces sekvenciranja aktivnog mulja): Poboljšati efikasnost prečišćavanja otpadnih voda kroz periodično punjenje vode, prozračivanje, sedimentaciju i drenažu.

B. CAST (Circulating Activated Smulge Process): Kombinuje periodičnu operaciju prozračivanja i mešanja kako bi se poboljšala efikasnost uklanjanja organske materije.

6. Prethodna obrada i post-tretman:

A. Predtretman, kao što su grubi ekrani, fini ekrani i peska komore ukloniti velike čestice organske materije i smanjiti teret naknadnog biološkog tretmana.

B. Post-tretman: Nakon biološkog tretmana, BPK se dodatno smanjuje filtracijom, adsorpcijom i drugim metodama.

Ukratko, problem prekomerne BPK u tretiranoj vodi treba sveobuhvatno razmotriti faktore kao što su priroda otpadnih voda, zahtevi za prečišćavanje i ekonomski uslovi, odabrati odgovarajuće metode tretmana i obratiti pažnju na potrošnju energije i emisije tokom procesa prečišćavanja kako bi se osiguralo da proces prečišćavanja ispunjava zahteve zaštite životne sredine.

5. Metoda analize BPK.

Metode analize BPK uglavnom uključuju petodnevnu metodu kulture, metod merenja pritiska, mikroba elektroda metoda, BPK5 metoda, BPK20 metoda, biosenzor metoda, optički kiseonik senzor metoda, metoda hemijske analize, itd 1,‌Petodnevna metoda obuke je najčešće korišćena metoda merenja BPK. Izračunava vrednost BPK promenom uzoraka vode na (20 ± 1 ° C) uslovima za 5 dana, a zatim određivanjem promena u sadržaju kiseonika u uzorku vode pre i posle uzorka vode. To je za izračunavanje vrednosti BPK merenjem promena u zatvorenom sistemu merenjem promena u zatvorenom sistemu. Promene električnog signala izazvane mikrobnim metaboličkim aktivnostima za određivanje vrednosti BPK. Ova metoda ima visoku osetljivost i tačnost. Metoda BOD5 je jednostavna i ekonomična, i široko se koristi u oblasti praćenja kvaliteta vode, dok pravilo BOD20 može sveobuhvatnije procijeniti degradaciju organske materije u vodnom tijelu, a pogodno je za prilike koje zahtijevaju precizniju procjenu BPK. Postoje prednosti brzog odziva, jednostavnog rada i visoke osetljivosti. Reakcija između hemijskih reagensa i organske materije se izračunava za izračunavanje vrednosti BPK. Ovaj metod obično zahteva duže vreme rada i složene eksperimentalne korake, ali u nekim specifičnim slučajevima, to je i dalje efikasan metod za određivanje BPK vrednosti. Pored toga, različite zemlje i regioni mogu imati različite standarde i zahteve. Stoga, prilikom izvođenja BPK, potrebno je pozvati se na relevantne metode i standarde koji se primjenjuju na područje kako bi se osigurala tačnost i uporedivost rezultata mjerenja.

Analizator biohemijske potražnje kiseonika (BOD5) kompanije Lianhua Technologi dizajniran je na osnovu principa merenja diferencijalnog pritiska. Simulira proces biorazgradnje organske materije u prirodi. U zapečaćenoj boci kulture, kiseonik u vazduhu iznad boce kulture kontinuirano dopunjuje rastvoreni kiseonik koji se troši razgradnjom organske materije u uzorku. CO2 proizveden tokom razgradnje organske materije se uklanja, uzrokujući promenu pritiska vazduha u boci kulture. Otkrivanjem promene pritiska vazduha u boci kulture, izračunava se vrednost uzorka za biohemijskom potrebom za kiseonikom (BPK). Širok opseg detekcije, direktno testiranje ispod 4000mg / L, automatsko štampanje rezultata, opcioni ciklus merenja 1-30 dana, jednostavna operacija.