Kunskap om biokemiskt syrebehov i vatten

Kunskap om biokemiskt syrebehov i vatten

1. Definition av BOD.

Biokemisk syreförbrukning (ofta kallad BOD) avser mängden löst syre som förbrukas i den biokemiska reaktionen av mikroorganismer som sönderdelar biologiskt nedbrytbart organiskt material i vatten under vissa förhållanden. Det uttrycks i mg/L eller procent, ppm. Det är en omfattande indikator som återspeglar innehållet av organiska föroreningar i vatten. Om den biologiska oxidationstiden är fem dagar kallas det fem dagars biokemisk syreförbrukning (BOD5), och det finns BOD10 och BOD20 i enlighet därmed.

Nedbrytningen av organiskt material i vatten utförs i två steg. Det första steget är koloxidationssteget och det andra steget är nitrifikationssteget. Mängden oxidation som förbrukas i koloxidationssteget kallas karbonisering, biokemisk syreförbrukning (CBOD).

Mikroorganismer behöver förbruka syre när de sönderdelar organiska föreningar i vatten. Om det upplösta syret i vattnet inte räcker till för att tillgodose mikroorganismernas behov, är vattenförekomsten i ett förorenat tillstånd. Därför är BOD en viktig indikator som indirekt anger graden av organisk förorening i vatten. Genom bestämning av BOD kan vi förstå den biologiska nedbrytbarheten av avloppsvatten och vattenförekomsternas självreningsförmåga. Ju högre värde, desto mer organiska föroreningar finns det i vattnet och desto allvarligare blir föroreningen.

I allmänhet kan nedbrytningsprocessen av organiskt material under mikroorganismernas metabolism delas in i två steg. Det första steget är processen där organiskt material omvandlas till CO2, NH3 och H2O. Det andra steget är nitrifikationsprocessen av NH3 som vidare omvandlas till nitrit och nitrat. Eftersom NH3 redan är ett oorganiskt ämne, hänvisar den biokemiska syreförbrukningen för avloppsvatten i allmänhet endast till den mängd syre som krävs av organiskt material i den biokemiska reaktionen. Nedbrytningen av organiskt material av mikroorganismer är relaterad till temperaturen, och 20 °C används i allmänhet som standardtemperatur för att mäta biokemisk syreförbrukning. Under mätförhållandena med tillräckligt med syre och konstant omrörning tar det vanligtvis 20 dagar för organiskt material att i princip slutföra oxidationsnedbrytningsprocessen, cirka 99 %, och 20-dagars BOD-värdet betraktas ofta som det fullständiga BOD-värdet, det vill säga BOD20. 20 dagar är dock svårt att uppnå i faktiskt arbete. Därför fastställs en standardtid, i allmänhet 5 dagar, som kallas den biokemiska syreförbrukningen på fem dagar, registrerad som BOD5. BOD5 utgör cirka 70 % av BOD20.

Skillnaden mellan BOD och COD är att BOD är biokemisk syreförbrukning; COD är kemisk syreförbrukning, som avser mängden av alla föroreningar (inklusive organiska och oorganiska ämnen) i vatten som kan oxideras av starka oxidanter under vissa förhållanden, uttryckt i mg/L syre som krävs för oxidation. Det kan återspegla graden av vattenförorening genom att reducera ämnen. Generellt sett är COD i avloppsvatten större än BOD. Detta beror på att den förstnämnda oxideras mer noggrant. Med undantag för några flyktiga organiska föreningar, aromatiska organiska föreningar och några alkaner kan de i allmänhet oxideras, och det finns också en del av mängden oorganiska ämnen; medan BOD endast hänvisar till organiskt material som direkt kan brytas ner av mikroorganismer och som lätt störs av giftiga ämnen och bakterier i vattnet. Förhållandet mellan biokemisk syreförbrukning och kemisk syreförbrukning kan indikera hur mycket av de organiska föroreningarna i vattnet som är svåra för mikroorganismer att bryta ner. Organiska föroreningar som är svåra för mikroorganismer att bryta ner är mer skadliga för miljön.

BOD5 för en allmän flod överstiger inte 2 mg/L. Om den är högre än 10 mg/L kommer den att avge en illaluktande lukt. mitt lands omfattande standard för utsläpp av avloppsvatten föreskriver att vid fabriksutloppet är den tillåtna koncentrationen av den sekundära standarden för avloppsvatten BOD 60 mg/L, och ytvattnet BOD får inte överstiga 4 mg/L.

Den traditionella testmetoden för BOD5 är inokulationsspädningsmetoden. Den specifika metoden är att odla i 5 dagar vid 20±1°C och mäta det lösta syret i provet före respektive efter odling. Skillnaden mellan de två är den biokemiska syreförbrukningen i 5 dagar. Detta är den metod som för närvarande används i stor utsträckning.

Den biokemiska syrebehovsanalysatorn (BOD) som tillhandahålls av Lianhua Technology är designad baserat på mätprincipen för differenstrycksmetoden. Instrumentet simulerar den biologiska nedbrytningsprocessen av organiskt material i naturen: syret i luften ovanför testflaskan fyller kontinuerligt på det lösta syret som förbrukas i vattnet, den CO2 som produceras under nedbrytningen av organiskt material absorberas av natriumhydroxiden i tätningslocket, och trycksensorn övervakar förändringarna i syretrycket i testflaskan när som helst. En korrelation fastställs mellan den biokemiska syreförbrukningen BOD (dvs. mängden syre som förbrukas i testflaskan) och gastrycket, och sedan visas det biokemiska syrebehovet BOD-värdet direkt.

Den traditionella metoden för utspädning av inokulering är besvärlig och tidskrävande, och det krävs en särskild person för att övervaka under den fem dagar långa odlingsprocessen. I jämförelse är Lianhua Technologys BOD-analysator lätt att använda och bekväm att testa. När den inställda odlingstiden (t.ex. 5 dagar, 7 dagar eller 30 dagar) har uppnåtts stängs testsystemet automatiskt av och lagrar mätresultaten. Den kan göra 6 eller 12 vattenprover samtidigt, och det behövs ingen speciell person för att titta på under testet. Och det är snabbare än utspädningsmetoden. Att hålla flaskan i ett tillstånd av kontinuerlig omrörning kan ge ytterligare syre till vattenprovet och tillåta bakterier att ha mer kontakt med organiskt material. Genom att påskynda andnings- och syrekonsumtionsprocessen kan resultaten uppnås snabbare. Mätresultat som motsvarar utspädningsmetoden kan erhållas inom 2 till 3 dagar. Dessa mätresultat kan användas för processtyrning.

 

2. Hur BOD produceras

BOD kommer huvudsakligen från biologiskt nedbrytbart organiskt material i vatten.‌

Biokemisk syreförbrukning (BOD) avser mängden löst syre som förbrukas i den biokemiska reaktionsprocessen av mikroorganismer som sönderdelar biologiskt nedbrytbart organiskt material i vatten under vissa förhållanden. Dessa organiska ämnen kan vara avföring från människor och djur, mat- och industriavfall etc. De sönderdelas i vatten genom inverkan av mikroorganismer och förbrukar därigenom löst syre i vatten. BOD mäts vanligtvis i milligram per liter eller uttryckt i procent eller ppm. Det är en viktig indikator för vattenkvalitet som används för att bedöma graden av organisk förorening i vattenförekomster. De flesta föroreningar i avloppsvatten är organiskt material, inklusive tiotals miljoner kända arter och otaliga okända arter. BOD och en annan indikator, kemisk syreförbrukning (COD), används tillsammans för att bedöma föroreningsstatusen i vattenförekomster. BOD fokuserar på att mäta mängden organiskt material som kan brytas ner av mikroorganismer, medan COD inkluderar oxidation av alla former av organiskt och oorganiskt material. Sammanfattningsvis kommer BOD huvudsakligen från biologiskt nedbrytbart organiskt material i vatten. Dessa organiska material bryts ner i vatten av mikroorganismer, vilket påverkar vattenförekomsternas självreningsförmåga och ekologiska balans. Biokemisk syreförbrukning är en viktig parameter för förorening av vattenkvalitet. I avloppsvatten, avloppsvatten från avloppsreningsverk och förorenat vatten är den mängd syre som krävs för att mikroorganismer ska växa och föröka sig med hjälp av organiskt material lika med nedbrytbart organiskt material som kan användas av mikroorganismer. Föroreningar i ytvatten förbrukar löst syre i oxidationsprocessen medierad av mikroorganismer. Mängden löst syre som förbrukas kallas biokemisk syreförbrukning, vilket indirekt återspeglar mängden biologiskt nedbrytbart organiskt material i vattnet. Det indikerar den totala mängden löst syre som förbrukas i vattnet när det organiska materialet i vattnet oxideras och sönderdelas genom mikroorganismernas biokemiska verkan för att göra det oorganiskt eller gasformigt. Ju högre värde, desto fler organiska föroreningar finns det i vattnet och desto allvarligare är föroreningen. Kolväten, proteiner, oljor, lignin etc. som finns i suspenderat eller upplöst tillstånd i hushållsavlopp och industriellt avloppsvatten som socker, livsmedel, papperstillverkning och fiber är alla organiska föroreningar, som kan sönderdelas genom aeroba bakteriers biokemiska verkan. Eftersom syre förbrukas under nedbrytningsprocessen kallas de också aeroba föroreningar. Om för mycket av denna typ av föroreningar släpps ut i vattenkroppen kommer det att orsaka brist på löst syre i vattnet. Samtidigt kommer det organiska materialet att orsaka korruption genom nedbrytning av anaeroba bakterier i vattnet, vilket producerar illaluktande gaser som metan, vätesulfid, merkaptan och ammoniak, vilket gör att vattenkroppen försämras och stinker.

Det tar cirka 100 dagar för allt organiskt material i avloppsvattnet att oxideras och brytas ner. För att förkorta detektionstiden representeras den biokemiska syreförbrukningen i allmänhet av syreförbrukningen för det testade vattenprovet vid 20 °C inom fem dagar, vilket kallas fem dagars biokemisk syreförbrukning, kallad BOD5. För hushållsavloppsvatten är det ungefär lika med 70 % av syreförbrukningen för fullständig oxidation och nedbrytning.

 

3. Effekten av BOD.

Detektering av vattenkvalitet BOD är en förkortning av biokemisk syrebehovsmätare, som är en omfattande indikator på innehållet av syreförbrukande föroreningar i vatten. Riskerna med för hög BOD manifesteras huvudsakligen i följande aspekter:

 

1. Konsumtion av upplöst syre i vatten: För hög BOD-halt kommer att påskynda reproduktionshastigheten för aeroba bakterier och aeroba organismer, vilket gör att syret i vattnet snabbt förbrukas, vilket leder till att vattenlevande organismer dör.

2. Försämring av vattenkvaliteten: Reproduktionen av ett stort antal syreförbrukande mikroorganismer i vattenkroppen kommer att förbruka upplöst syre och syntetisera organisk förorening till sina egna livskomponenter. Detta är den självrenande egenskapen hos vattenkroppen. För hög BOD kommer att få aeroba bakterier, aeroba protozoer och aeroba protofyter att föröka sig i stort antal, snabbt konsumera syre, orsaka död av fisk och räkor och få ett stort antal anaeroba bakterier att föröka sig.

3. Påverka vattenkropparnas självreningsförmåga: Innehållet av löst syre i vattenförekomster är nära besläktat med vattenkropparnas självreningsförmåga. Ju lägre halten av löst syre är, desto svagare är vattendragens självreningsförmåga.

4. Producera lukt: För hög BOD-halt kommer att orsaka lukt i vattendrag, vilket inte bara kommer att påverka vattenkvaliteten utan också hota den omgivande miljön och människors hälsa.

5. Orsaka rött tidvatten och algblomning: Överdriven BOD kommer att orsaka övergödning av vattendrag, utlösa rött tidvatten och algblomning, vilket kommer att förstöra den akvatiska ekologiska balansen och hota människors hälsa och dricksvattnet.

 

Därför är för hög BOD en mycket viktig vattenföroreningsparameter, som indirekt kan återspegla innehållet av biologiskt nedbrytbart organiskt material i vatten. Om avloppsvatten med för mycket BOD släpps ut i naturliga vattendrag som floder och hav, kommer det inte bara att orsaka död av organismer i vattnet, utan också ackumuleras i näringskedjan och komma in i människokroppen, vilket orsakar kronisk förgiftning, påverkar nervsystemet och förstör leverns funktion. Därför är det nödvändigt att köpa en Shenchanghong BOD-mätare för mätning. Först efter att ha klarat testet kan avloppsvattnet släppas ut i vattenförekomsten.

 

5. Metoder för behandling av BOD

För att behandla problemet med överdriven BOD (biokemisk syreförbrukning) i vatten är det nödvändigt att använda en mängd olika metoder såsom fysikaliska, biologiska och kemiska metoder. Följande är några effektiva metoder:

 

1. Fysikalisk metod:

 

A. Förbehandla avloppsvatten för att avlägsna suspenderade fasta ämnen och sediment, vanligtvis med hjälp av fysikaliska metoder som sedimentering, filtrering eller centrifugering.

 

B. Avskärmning och sedimentering. Avlägsnande av suspenderade fasta ämnen i avloppsvatten genom fysisk siktning och sedimentering. Dessa fasta ämnen innehåller vanligtvis hög BOD.

 

2. Biologisk metod:

 

S. Biologisk rening är ett av de viktigaste stegen för att avlägsna BOD i avloppsvatten. Den använder mikroorganismernas metaboliska kapacitet för att bryta ner organiskt material och minska BOD-halten. Vanliga metoder är aktivslammetoden och biofilmsmetoden.

 

B. Metod med aktivt slam: Skapa lämpliga miljöförhållanden genom omrörning, luftning och andra metoder för att göra det möjligt för mikroorganismer att bryta ner organiskt material.

 

C. Biofilmmetod: Fäst mikroorganismer på ett fast membran, och det organiska materialet i avloppsvattnet avlägsnas av mikroorganismer när det passerar genom membranet.

D. Justera pH-värdet: pH-värdet i avloppsvatten har en viss inverkan på aktiviteten hos mikroorganismer och BOD-borttagningseffekten, och måste justeras enligt egenskaperna hos specifikt avloppsvatten.

E. Luftning för att öka mängden löst syre: Genom att öka syretillförseln förbättras aktiviteten hos mikroorganismer och reningseffektiviteten av BOD i avloppsvatten.

F. Behandling av restslam: Under den biologiska behandlingsprocessen måste det producerade slammet behandlas ytterligare, inklusive anaerob nedbrytning, aerob nedbrytning, dehydrering, torkning osv.

3. Kemisk metod:

A. Kemisk oxidation: Använd oxidanter som ozon, klor eller persulfat för att oxidera organiskt material i avloppsvatten och minska BOD.

B. Flockning och flotation: Tillsätt flockningsmedel för att få suspenderade partiklar och organiskt material att kondensera till större flockar och avlägsna dem sedan genom flotation.

4. Avancerad behandlingsteknik:

A. Teknik för oxidering av anaerob ammoniak: Under särskilda förhållanden används anaeroba ammoniakoxidationsbakterier för att avlägsna ammoniakkväve i avloppsvatten och samtidigt minska BOD.

B. Konstruerat våtmarkssystem: Genom den synergistiska effekten av växter och mikroorganismer i anlagda våtmarker avlägsnas föroreningar som organiskt material, kväve och fosfor.

5. Optimering av processer:

A. SBR (Sequencing Batch Activated Sludge Process): Förbättra effektiviteten i avloppsreningen genom periodiska vattenfyllnings-, luftnings-, sedimentations- och dräneringsprocesser.

B. CAST (Circulating Activated Sludge Process): Kombinerar den periodiska driften av luftning och omrörning för att förbättra reningseffektiviteten av organiskt material.

6. Förbehandling och efterbehandling:

A. Förbehandling såsom grovsikt, fingaller och sandkammare avlägsnar stora partiklar av organiskt material och minskar bördan av efterföljande biologisk behandling.

B. Efterbehandling: Efter biologisk behandling reduceras BOD ytterligare genom filtrering, adsorption och andra metoder.

Sammanfattningsvis måste problemet med alltför stor BOD i behandlat vatten ta hänsyn till faktorer som avloppsvattnets beskaffenhet, reningskrav och ekonomiska förhållanden, välja lämpliga behandlingsmetoder och uppmärksamma energiförbrukning och utsläpp under reningsprocessen för att säkerställa att reningsprocessen uppfyller miljöskyddskraven.

5. Metod för BOD-analys.

Analysmetoderna för BOD inkluderar huvudsakligen femdagars odlingsmetod, tryckmätningsmetod, mikrobiell elektrodmetod, BOD5-metod, BOD20-metod, biosensormetod, optisk syresensormetod, kemisk analysmetod, etc. 1,‌ Den fem dagar långa utbildningsmetoden är en vanligt förekommande BOD-mätmetod. Den beräknar BOD-värdet genom att ändra vattenproverna vid (20 ± 1 ° C) förhållanden i 5 dagar och sedan bestämma förändringarna i syrehalten i vattenprovet före och efter vattenprovet. Det är att beräkna BOD-värdet genom att mäta förändringar i det slutna systemet genom att mäta förändringar i det slutna systemet. De elektriska signalförändringarna som orsakas av mikrobiell metabolisk aktivitet för att bestämma BOD-värdet. Denna metod har hög känslighet och noggrannhet. BOD5-metoden är enkel och ekonomisk och används i stor utsträckning inom området för övervakning av vattenkvalitet, medan BOD20-regeln kan utvärdera nedbrytningen av organiskt material i vattenkroppen på ett mer omfattande sätt, och den är lämplig för tillfällen som kräver en mer exakt utvärdering av BOD. Det finns fördelar med snabb respons, enkel användning och hög känslighet. Reaktionen mellan kemiska reagenser och organiskt material beräknas för att beräkna BOD-värdet. Denna metod kräver vanligtvis en längre drifttid och komplexa experimentella steg, men i vissa specifika fall är det fortfarande en effektiv metod för att bestämma BOD-värdet. Dessutom kan olika länder och regioner ha olika standarder och krav. När man utför BOD är det därför nödvändigt att hänvisa till relevanta metoder och standarder som är tillämpliga på området för att säkerställa att mätresultaten är korrekta och jämförbara.

 

Lianhua Technologys biokemiska analysator för syrebehov (BOD5) är utformad baserat på principen för mätning av differenstryck. Den simulerar den biologiska nedbrytningsprocessen av organiskt material i naturen. I en förseglad odlingsflaska fyller syret i luften ovanför odlingsflaskan kontinuerligt på det lösta syre som förbrukas genom nedbrytningen av organiskt material i provet. Den CO2 som produceras under nedbrytningen av organiskt material avlägsnas, vilket gör att lufttrycket i odlingsflaskan förändras. Genom att detektera förändringen i lufttrycket i odlingsflaskan beräknas provets biokemiska syreförbrukningsvärde (BOD). Brett detektionsområde, direkt testning under 4000 mg / L, automatisk utskrift av resultat, valfri mätcykel på 1-30 dagar, enkel användning.