Maarifa ya mahitaji ya oksijeni ya biochemical ya maji

Maarifa ya mahitaji ya oksijeni ya biochemical ya maji

1. Ufafanuzi wa BOD.

Mahitaji ya oksijeni ya biochemical (mara nyingi hujulikana kama BOD) inahusu kiasi cha oksijeni iliyoyeyuka inayotumiwa katika majibu ya bioorganisms ya microorganisms inayosababisha suala la kikaboni la biodegradable katika maji chini ya hali fulani. Inaonyeshwa katika mg / L au asilimia, ppm. Ni kiashiria kamili kinachoonyesha maudhui ya uchafuzi wa kikaboni katika maji. Ikiwa wakati wa oksidi ya kibiolojia ni siku tano, inaitwa mahitaji ya oksijeni ya siku tano (BOD5), na kuna BOD10 na BOD20 ipasavyo.

Utengano wa vitu vya kikaboni katika maji hufanywa katika hatua mbili. Hatua ya kwanza ni hatua ya oksidi kaboni, na hatua ya pili ni hatua ya nitrification. Kiasi cha oxidation kinachotumiwa katika hatua ya oksidi ya kaboni inaitwa mahitaji ya oksijeni ya kaboni (CBOD).

Microorganisms haja ya kutumia oksijeni wakati decomposing misombo kikaboni katika maji. Ikiwa oksijeni iliyoyeyuka katika maji haitoshi kusambaza mahitaji ya microorganisms, mwili wa maji uko katika hali ya uchafu. Kwa hivyo, BOD ni kiashiria muhimu ambacho kinaonyesha kwa njia isiyo ya moja kwa moja kiwango cha uchafuzi wa kikaboni katika maji. Kupitia uamuzi wa BOD, tunaweza kuelewa biodegradability ya maji taka na uwezo wa kujitakasa wa miili ya maji. Thamani ya juu, uchafuzi wa kikaboni zaidi kuna ndani ya maji na uchafuzi mkubwa zaidi.

Kwa ujumla, mchakato wa uharibifu wa jambo la kikaboni chini ya kimetaboliki ya microorganisms inaweza kugawanywa katika hatua mbili. Hatua ya kwanza ni mchakato wa suala la kikaboni kubadilishwa kuwa CO2, NH3, na H2O. Hatua ya pili ni mchakato wa nitrification wa NH3 zaidi kubadilishwa kuwa nitrite na nitrate. Kwa kuwa NH3 tayari ni dutu isiyo ya kawaida, mahitaji ya oksijeni ya maji taka kwa ujumla inahusu tu kiasi cha oksijeni kinachohitajika na jambo la kikaboni katika hatua ya majibu ya biokemikali. Uharibifu wa jambo la kikaboni na microorganisms inahusiana na joto, na 20 ° C kwa ujumla hutumiwa kama joto la kawaida la kupima mahitaji ya oksijeni ya biokemikali. Chini ya hali ya kipimo cha oksijeni ya kutosha na kuchochea mara kwa mara, kawaida huchukua siku 20 kwa jambo la kikaboni kukamilisha mchakato wa utengano wa oxidation ya hatua, kuhusu 99%, na thamani ya BOD ya siku 20 mara nyingi huonekana kama thamani kamili ya BOD, yaani, BOD20. Hata hivyo, siku 20 ni vigumu kufikia katika kazi halisi. Kwa hivyo, wakati wa kawaida umewekwa, kwa ujumla siku 5, ambazo huitwa mahitaji ya oksijeni ya siku tano, iliyorekodiwa kama BOD5. BOD5 ni kuhusu 70% ya BOD20.

Tofauti kati ya BOD na COD ni kwamba BOD ni mahitaji ya oksijeni ya biokemikali; COD ni mahitaji ya oksijeni ya kemikali, ambayo inahusu kiasi cha uchafuzi wote (ikiwa ni pamoja na vitu vya kikaboni na visivyo vya kawaida) katika maji ambayo yanaweza kuwa oxidized na oxidants kali chini ya hali fulani, iliyoonyeshwa katika mg / L ya oksijeni inayohitajika kwa oxidation. Inaweza kuonyesha kiwango cha uchafuzi wa maji kwa kupunguza vitu. Kwa ujumla, COD ya maji taka ni kubwa kuliko BOD. Hii ni kwa sababu ya zamani ni oxidized vizuri zaidi. Isipokuwa kwa misombo michache tete ya kikaboni, misombo ya kikaboni ya aromatic, na alkanes chache, kwa ujumla zinaweza kuwa oxidized, na pia kuna sehemu ya kiasi cha vitu visivyo vya kawaida; wakati BOD inahusu tu jambo la kikaboni ambalo linaweza kuchafuliwa moja kwa moja na microorganisms, na huingiliwa kwa urahisi na vitu vyenye sumu na bakteria ndani ya maji. Uwiano wa mahitaji ya oksijeni ya biokemikali kwa mahitaji ya oksijeni ya kemikali inaweza kuonyesha ni kiasi gani cha uchafuzi wa kikaboni katika maji ni vigumu kwa microorganisms kupungua. Uchafuzi wa kikaboni ambao ni vigumu kwa microorganisms kuharibu ni hatari zaidi kwa mazingira.

BOD5 ya mto mkuu haizidi 2mg / L. Ikiwa ni zaidi ya 10mg / L, itatoa harufu mbaya. Kiwango cha kina cha kutokwa kwa maji taka cha nchi yangu kinasema kuwa katika duka la kiwanda, mkusanyiko unaoruhusiwa wa kiwango cha sekondari cha BOD cha maji machafu ni 60mg / L, na BOD ya maji ya uso haitazidi 4mg / L.

Njia ya jadi ya mtihani wa BOD5 ni njia ya dilution ya inoculation. Njia maalum ni utamaduni kwa siku 5 kwa 20±1 ° C, na kupima oksijeni iliyoyeyuka ya sampuli kabla na baada ya utamaduni kwa mtiririko huo. Tofauti kati ya hizo mbili ni mahitaji ya oksijeni ya biokemikali kwa siku 5. Hii ndiyo njia inayotumika kwa sasa.

Mchambuzi wa mahitaji ya oksijeni ya biokemikali (BOD) iliyotolewa na Teknolojia ya Lianhua imeundwa kulingana na kanuni ya kipimo cha njia ya shinikizo tofauti. Chombo hicho kinaiga mchakato wa biodegradation wa jambo la kikaboni katika asili: oksijeni katika hewa juu ya chupa ya mtihani inaendelea kujaza oksijeni iliyoyeyuka inayotumiwa ndani ya maji, CO2 zinazozalishwa wakati wa uharibifu wa jambo la kikaboni huingizwa na sodiamu hydroxide katika kifuniko cha kuziba, na sensor ya shinikizo hufuatilia mabadiliko katika shinikizo la oksijeni kwenye chupa ya mtihani wakati wowote. Uwiano umeanzishwa kati ya mahitaji ya oksijeni ya biokemikali BOD (yaani, kiasi cha oksijeni kinachotumiwa kwenye chupa ya majaribio) na shinikizo la gesi, na kisha mahitaji ya oksijeni ya biokemikali BOD thamani inaonyeshwa moja kwa moja.

Njia ya jadi ya utengano wa dilution ni ngumu na ya muda, na mtu aliyejitolea anatakiwa kusimamia wakati wa mchakato wa utamaduni wa siku tano. Kwa kulinganisha, uchambuzi wa BOD wa Teknolojia ya Lianhua ni rahisi kufanya kazi na rahisi kujaribu. Wakati wa utamaduni uliowekwa (kama vile siku 5, siku 7 au siku 30) unafikiwa, mfumo wa mtihani hufunga kiotomatiki na kuhifadhi matokeo ya kipimo. Inaweza kufanya sampuli 6 au 12 za maji kwa wakati mmoja, na hakuna mtu maalum anayehitajika kutazama wakati wa mtihani. Na ni haraka zaidi kuliko njia ya dilution. Kuweka chupa katika hali ya kuchochea kuendelea kunaweza kutoa oksijeni ya ziada kwa sampuli ya maji na kuruhusu bakteria kuwasiliana zaidi na jambo la kikaboni. Kwa kuharakisha mchakato wa kupumua na matumizi ya oksijeni, matokeo yanaweza kupatikana haraka. Matokeo ya kipimo sawa na njia ya utamaduni wa dilution inaweza kupatikana ndani ya siku 2 hadi 3. Matokeo haya ya kipimo yanaweza kutumika kwa udhibiti wa mchakato.

 

2. Jinsi BOD inavyozalishwa

BOD hasa hutoka kwa suala la kikaboni la biodegradable katika maji.‌

Mahitaji ya oksijeni ya biochemical (BOD) inahusu kiasi cha oksijeni iliyoyeyuka inayotumiwa katika mchakato wa majibu ya bioorganisms ya microorganisms inayosababisha suala la kikaboni la biodegradable katika maji chini ya hali fulani. Jambo hili la kikaboni linaweza kuwa kinyesi cha binadamu na wanyama, chakula na taka za viwandani, nk. Wao ni decomposed katika maji na hatua ya microorganisms, na hivyo kuteketeza oksijeni iliyoyeyuka katika maji. BOD kawaida hupimwa kwa miligramu kwa lita au kuonyeshwa kama asilimia au ppm. Ni kiashiria muhimu cha ubora wa maji kinachotumiwa kutathmini kiwango cha uchafuzi wa kikaboni katika miili ya maji. Uchafuzi mwingi katika maji taka ni jambo la kikaboni, ikiwa ni pamoja na makumi ya mamilioni ya spishi zinazojulikana na spishi nyingi zisizojulikana. BOD na kiashiria kingine, mahitaji ya oksijeni ya kemikali (COD), hutumiwa pamoja kutathmini hali ya uchafuzi wa miili ya maji. BOD inalenga kupima kiasi cha jambo la kikaboni ambalo linaweza kusababishwa na microorganisms, wakati COD inajumuisha oxidation ya aina zote za jambo la kikaboni na lisilo la kawaida. Kwa muhtasari, BOD hasa hutoka kwa suala la kikaboni la biodegradable katika maji. Jambo hili la kikaboni limegawanywa katika maji na microorganisms, na hivyo kuathiri uwezo wa kujitakasa na usawa wa kiikolojia wa miili ya maji. Mahitaji ya oksijeni ya biochemical ni kigezo muhimu cha uchafuzi wa maji. Katika maji machafu, effluent kutoka kwa mimea ya matibabu ya maji machafu na maji machafu, kiasi cha oksijeni kinachohitajika kwa microorganisms kukua na kuzaliana kwa kutumia jambo la kikaboni ni sawa na oksijeni ya jambo la kikaboni (microorganism-usable). Uchafuzi katika maji ya uso hutumia oksijeni iliyoyeyuka katika mchakato wa oxidation iliyosimamiwa na microorganisms. Kiasi cha oksijeni iliyoyeyuka hutumiwa inaitwa mahitaji ya oksijeni ya biodegradable, ambayo inaonyesha kwa njia isiyo ya moja kwa moja kiasi cha jambo la kikaboni la biodegradable katika maji. Inaonyesha jumla ya kiasi cha oksijeni iliyoyeyuka inayotumiwa ndani ya maji wakati suala la kikaboni katika maji linaoksidi na kuchafuliwa na hatua ya biokemikali ya microorganisms kuifanya kuwa isiyo ya kawaida au ya gesi. Thamani ya juu, uchafuzi wa kikaboni zaidi kuna ndani ya maji, na uchafuzi mkubwa zaidi. Hydrocarbons, protini, mafuta, lignin, nk ambazo zipo katika majimbo yaliyosimamishwa au yaliyofutwa katika maji taka ya ndani na maji taka ya viwandani kama vile sukari, chakula, karatasi, na nyuzi zote ni uchafuzi wa kikaboni, ambayo inaweza kuharibiwa na hatua ya biokemikali ya bakteria ya aerobic. Kwa kuwa oksijeni hutumiwa wakati wa mchakato wa decomposition, pia huitwa uchafuzi wa aerobic. Ikiwa kiasi kikubwa cha uchafu wa aina hii hutolewa ndani ya mwili wa maji, itasababisha ukosefu wa oksijeni iliyoyeyuka ndani ya maji. Wakati huo huo, suala la kikaboni litasababisha uharibifu kupitia uharibifu wa bakteria ya anaerobic ndani ya maji, kuzalisha gesi za kuyeyusha kama methane, sulfide ya hidrojeni, mercaptan, na amonia, na kusababisha mwili wa maji kuharibika na stink.

Inachukua siku 100 kwa vitu vyote vya kikaboni katika maji taka kuwa kabisa oxidized na decomposed. Ili kufupisha muda wa kugundua, mahitaji ya oksijeni ya biokemikali kwa ujumla huwakilishwa na matumizi ya oksijeni ya sampuli ya maji iliyojaribiwa kwa 20 ° C ndani ya siku tano, ambayo inaitwa mahitaji ya oksijeni ya siku tano, inayojulikana kama BOD5. Kwa maji taka ya ndani, ni sawa na 70% ya matumizi ya oksijeni kwa oxidation kamili na decomposition.

 

3. Athari ya BOD.

Kugundua ubora wa maji BOD ni kifupi cha mita ya mahitaji ya oksijeni ya biokemikali, ambayo ni kiashiria kamili cha maudhui ya uchafuzi wa oksijeni katika maji. Hatari za BOD nyingi zinaonyeshwa hasa katika vipengele vifuatavyo:

 

1. Matumizi ya oksijeni iliyoyeyuka katika maji: Maudhui ya BOD ya ziada yataharakisha kiwango cha uzazi wa bakteria ya aerobic na viumbe vya aerobic, na kusababisha oksijeni katika maji kutumiwa haraka, na hivyo kusababisha kifo cha viumbe vya majini.

2. Kupungua kwa ubora wa maji: Uzazi wa idadi kubwa ya microorganisms zinazotumia oksijeni katika mwili wa maji utatumia oksijeni iliyoyeyuka na kuunganisha uchafuzi wa kikaboni katika vipengele vyake vya maisha. Hii ni tabia ya kujitakasa ya mwili wa maji. BOD ya juu sana itasababisha bakteria ya aerobic, protozoa ya aerobic, na protophytes za aerobic kuongezeka kwa idadi kubwa, hutumia oksijeni haraka, kusababisha kifo cha samaki na shrimp, na kusababisha idadi kubwa ya bakteria ya anaerobic kuongezeka.

3. Kuathiri uwezo wa kujitakasa wa miili ya maji: Maudhui ya oksijeni iliyoyeyuka katika miili ya maji yanahusiana kwa karibu na uwezo wa kujitakasa wa miili ya maji. Chini ya maudhui ya oksijeni yaliyoyeyuka, dhaifu uwezo wa kujitakasa wa miili ya maji.

4. Kuzalisha harufu: Maudhui ya juu sana ya BOD yatasababisha harufu katika miili ya maji, ambayo haitaathiri tu ubora wa maji, lakini pia kutishia mazingira ya karibu na afya ya binadamu.

5. Sababu ya wimbi nyekundu na maua ya algal: BOD ya kupita kiasi itasababisha eutrophication ya miili ya maji, kusababisha wimbi nyekundu na maua ya algal, ambayo itaharibu usawa wa mazingira ya majini na kutishia afya ya binadamu na maji ya kunywa.

 

Kwa hivyo, BOD nyingi ni kigezo muhimu sana cha uchafuzi wa maji, ambayo inaweza kuonyesha moja kwa moja yaliyomo kwenye suala la kikaboni la biodegradable katika maji. Ikiwa maji taka yenye BOD nyingi hutolewa katika miili ya maji ya asili kama vile mito na bahari, haitasababisha tu kifo cha viumbe ndani ya maji, lakini pia kujilimbikiza katika mnyororo wa chakula na kuingia katika mwili wa binadamu, kusababisha sumu sugu, kuathiri mfumo wa neva, na kuharibu kazi ya ini. Kwa hivyo, ni muhimu kununua mita ya BOD ya Shenchanghong kwa kipimo. Ni baada tu ya kupita mtihani ndipo maji taka yanaweza kutolewa ndani ya mwili wa maji.

 

5. Mbinu za kutibu BOD

Ili kutibu tatizo la BOD nyingi (biochemical oksijeni mahitaji) katika maji, ni muhimu kutumia mbinu mbalimbali kama vile kimwili, kibiolojia na kemikali. Zifuatazo ni baadhi ya mbinu za ufanisi:

 

1. Njia ya kimwili:

 

A. Kabla ya kutibu maji machafu ili kuondoa imara na sediments zilizosimamishwa, kwa kawaida kutumia njia za kimwili kama vile sedimentation, filtration au centrifugation.

 

B. Uchunguzi na utengano. Ondoa imara zilizosimamishwa katika maji taka kupitia uchunguzi wa mwili na utengano. Kwa kawaida, aina hizi za mbegu zina kiwango cha juu cha BOD.

 

2. Njia ya kibaolojia:

 

A. Matibabu ya kibaolojia ni moja ya hatua muhimu za kuondoa BOD katika maji machafu. Inatumia uwezo wa kimetaboliki wa microorganisms ili kupunguza suala la kikaboni na kupunguza maudhui ya BOD. Njia za kawaida ni pamoja na njia ya sludge iliyoamilishwa na njia ya biofilm.

 

B. Njia ya sludge iliyoamilishwa: Unda hali inayofaa ya mazingira kupitia kuchochea, aeration na njia zingine za kuwezesha microorganisms kuharibu jambo la kikaboni.

 

C. Njia ya biofilm: Ambatisha microorganisms kwa utando uliowekwa, na jambo la kikaboni katika maji machafu huondolewa na microorganisms wakati inapita kupitia utando.

D. Rekebisha thamani ya pH: thamani ya pH katika maji machafu ina ushawishi fulani juu ya shughuli za microorganisms na athari ya kuondolewa kwa BOD, na inahitaji kubadilishwa kulingana na sifa za maji mahususi.

E. Aeration kuongeza oksijeni iliyoyeyuka: Kwa kuongeza usambazaji wa oksijeni, shughuli za microorganisms na ufanisi wa kuondolewa kwa BOD katika maji machafu huboreshwa.

F. Matibabu ya mabaki ya sludge: Wakati wa mchakato wa matibabu ya kibiolojia, sludge zinazozalishwa inahitaji kutibiwa zaidi, ikiwa ni pamoja na digestion ya anaerobic, digestion ya aerobic, upungufu wa maji mwilini, kukausha, nk.

3. Njia ya kemikali:

A. Kemikali oxidation: Tumia oxidants kama vile ozoni, klorini au persulfate ili oxidize kikaboni jambo katika maji taka na kupunguza BOD.

B. Flocculation na flotation: Ongeza flocculants kufanya chembe zilizosimamishwa na jambo la kikaboni kuwa flocs kubwa, na kisha uondoe kwa flotation.

4. Teknolojia ya matibabu ya hali ya juu:

A. Anaerobic amonia oxidation teknolojia: Chini ya hali maalum, anaerobic amonia oxidation bakteria hutumiwa kuondoa amonia nitrojeni katika maji taka na kupunguza BOD kwa wakati mmoja.

B. Mfumo wa mvua uliojengwa: Kupitia athari ya synergistic ya mimea na microorganisms katika maeneo ya mvua yaliyojengwa, uchafuzi kama vile suala la kikaboni, nitrojeni na phosphorus huondolewa.

5. Uboreshaji wa mchakato:

A. SBR (Mchakato wa Sludge wa Kuwezesha): Boresha ufanisi wa matibabu ya maji taka kupitia kujaza maji mara kwa mara, aeration, sedimentation na michakato ya mifereji.

B. CAST (Kuzunguka Mchakato wa Sludge ulioamilishwa): Inachanganya operesheni ya mara kwa mara ya aeration na kuchochea ili kuboresha ufanisi wa kuondolewa kwa jambo la kikaboni.

6. Matibabu ya awali na baada ya matibabu:

A. Matibabu kama vile skrini za coarse, skrini nzuri na vyumba vya grit huondoa chembe kubwa za jambo la kikaboni na kupunguza mzigo wa matibabu ya kibiolojia ya baadaye.

B. Baada ya matibabu: Baada ya matibabu ya kibiolojia, BOD inapunguzwa zaidi na uchujaji, adsorption na njia zingine.

Kwa muhtasari, shida ya BOD nyingi katika maji yaliyotibiwa inahitaji kuzingatia kwa kina mambo kama vile asili ya maji machafu, mahitaji ya matibabu na hali ya kiuchumi, chagua njia zinazofaa za matibabu, na kuzingatia matumizi ya nishati na uzalishaji wakati wa mchakato wa matibabu ili kuhakikisha kuwa mchakato wa matibabu unakidhi mahitaji ya ulinzi wa mazingira.

5. Njia ya uchambuzi wa BOD.

Njia za uchambuzi wa BOD ni pamoja na njia ya utamaduni wa siku tano, njia ya kupima shinikizo, njia ya umeme ya microbial, njia ya BOD5, njia ya BOD20, njia ya biosensor, njia ya sensor ya oksijeni ya macho, njia ya uchambuzi wa kemikali, nk 1,‌ Njia ya mafunzo ya siku tano ni njia ya kawaida ya kipimo cha BOD. Inahesabu thamani ya BOD kwa kubadilisha sampuli za maji kwa (20 ± 1 ° C) hali kwa siku 5, na kisha kuamua mabadiliko katika yaliyomo kwenye oksijeni katika sampuli ya maji kabla na baada ya sampuli ya maji. Ni kuhesabu thamani ya BOD kwa kupima mabadiliko katika mfumo uliofungwa kwa kupima mabadiliko katika mfumo uliofungwa. Mabadiliko ya ishara ya umeme yanayosababishwa na shughuli za kimetaboliki za microbial kuamua thamani ya BOD. Njia hii ina unyeti wa hali ya juu na usahihi. Njia ya BOD5 ni rahisi na ya kiuchumi, na hutumiwa sana katika uwanja wa ufuatiliaji wa ubora wa maji, wakati sheria ya BOD20 inaweza kutathmini kwa kina uharibifu wa jambo la kikaboni katika mwili wa maji, na inafaa kwa hafla ambazo zinahitaji kutathmini kwa usahihi zaidi BOD. Kuna faida za majibu ya haraka, operesheni rahisi na unyeti wa hali ya juu. Mwitikio kati ya vitendanishi vya kemikali na jambo la kikaboni huhesabiwa kuhesabu thamani ya BOD. Njia hii kawaida inahitaji muda mrefu wa operesheni na hatua ngumu za majaribio, lakini katika hali zingine maalum, bado ni njia bora ya kuamua thamani ya BOD. Kwa kuongezea, nchi na mikoa tofauti inaweza kuwa na viwango na mahitaji tofauti. Kwa hivyo, wakati wa kufanya BOD, ni muhimu kutaja njia na viwango husika vinavyotumika kwa eneo hilo ili kuhakikisha usahihi na ulinganifu wa matokeo ya kipimo.

 

Teknolojia ya Lianhua ya mahitaji ya oksijeni ya oksijeni (BOD5) imeundwa kulingana na kanuni ya kipimo cha shinikizo tofauti. Inaiga mchakato wa biodegradation wa jambo la kikaboni katika asili. Katika chupa ya utamaduni iliyofungwa, oksijeni katika hewa juu ya chupa ya utamaduni inaendelea kujaza oksijeni iliyoyeyuka inayotumiwa na uharibifu wa jambo la kikaboni katika sampuli. CO2 zinazozalishwa wakati wa uharibifu wa jambo la kikaboni huondolewa, na kusababisha shinikizo la hewa katika chupa ya utamaduni kubadilika. Kwa kugundua mabadiliko katika shinikizo la hewa katika chupa ya utamaduni, mahitaji ya oksijeni ya biokemikali (BOD) thamani ya sampuli imehesabiwa. Aina pana ya kugundua, upimaji wa moja kwa moja chini ya 4000mg / L, uchapishaji wa moja kwa moja wa matokeo, mzunguko wa hiari wa kipimo cha siku 1-30, operesheni rahisi.