ความรู้เกี่ยวกับความต้องการออกซิเจนทางเคมี

ความรู้เกี่ยวกับความต้องการออกซิเจนทางเคมี

1. คําจํากัดความของ COD

COD (ความต้องการออกซิเจนทางเคมี) คือปริมาณสารออกซิแดนท์ที่ใช้เมื่อตัวอย่างน้ําได้รับการบําบัดด้วยสารออกซิแดนท์ที่แข็งแกร่งภายใต้เงื่อนไขบางประการ เป็นตัวบ่งชี้ปริมาณของสารลดในน้ํา สารที่รีดิวซ์ในน้ํา ได้แก่ สารอินทรีย์ต่างๆ ไนไตรต์ ซัลไฟด์ เกลือเหล็ก ฯลฯ แต่สารหลักคือสารอินทรีย์ ดังนั้นความต้องการออกซิเจนทางเคมี (COD) จึงมักใช้เป็นตัวบ่งชี้ในการวัดปริมาณสารอินทรีย์ในน้ํา ยิ่งความต้องการออกซิเจนทางเคมีมากเท่าใด มลพิษทางน้ําจากสารอินทรีย์ก็จะยิ่งรุนแรงขึ้นเท่านั้น การกําหนดความต้องการออกซิเจนทางเคมี (COD) จะแตกต่างกันไปตามการกําหนดสารรีดิวซ์ในตัวอย่างน้ําและวิธีการกําหนด วิธีการที่ใช้บ่อยที่สุดคือวิธีการออกซิเดชันของกรดด่างทับทิม (KMnO4) และวิธีการออกซิเดชันโพแทสเซียมไดโครเมต (K2Cr2O7) วิธีการออกซิเดชันของด่างทับทิมมีอัตราการเกิดออกซิเดชันต่ํา แต่ค่อนข้างง่ายและสามารถใช้เมื่อกําหนดค่าเปรียบเทียบสัมพัทธ์ของปริมาณอินทรีย์ในตัวอย่างน้ํา วิธีการออกซิเดชันโพแทสเซียมไดโครเมตมีอัตราการเกิดออกซิเดชันสูงและทําซ้ําได้ดี และเหมาะสําหรับการกําหนดปริมาณอินทรียวัตถุทั้งหมดในตัวอย่างน้ํา อินทรียวัตถุเป็นอันตรายต่อระบบน้ําอุตสาหกรรมมาก ความต้องการออกซิเจนทางเคมียังรวมถึงสารรีดิวซ์อนินทรีย์ในน้ํา โดยปกติ เนื่องจากปริมาณอินทรียวัตถุในน้ําเสียมากกว่าปริมาณอนินทรีย์มาก จึงมักใช้ความต้องการออกซิเจนทางเคมีเพื่อแสดงปริมาณอินทรียวัตถุทั้งหมดในน้ําเสีย ภายใต้เงื่อนไขการวัด อินทรียวัตถุที่ไม่มีไนโตรเจนในน้ําจะถูกออกซิไดซ์ได้ง่ายโดยด่างทับทิม ในขณะที่อินทรียวัตถุที่มีไนโตรเจนจะย่อยสลายได้ยากกว่า ความต้องการออกซิเจนจึงเหมาะสําหรับการหาปริมาณน้ําธรรมชาติหรือน้ําเสียทั่วไปที่มีอินทรียวัตถุที่ออกซิไดซ์ได้ง่าย

น้ําที่มีอินทรียวัตถุจํานวนมากจะปนเปื้อนเรซินแลกเปลี่ยนไอออนเมื่อผ่านระบบการกลั่นน้ําทะเล โดยเฉพาะเรซินแลกเปลี่ยนประจลบ ซึ่งจะลดความสามารถในการแลกเปลี่ยนของเรซิน อินทรียวัตถุสามารถลดลงได้ประมาณ 50% หลังจากการปรับสภาพ (การแข็งตัวของเลือด การชี้แจง และการกรอง) แต่ไม่สามารถกําจัดออกในระบบการแยกเกลือออกจากเกลือได้ ดังนั้นจึงมักถูกนําเข้าหม้อไอน้ําผ่านน้ําป้อนเพื่อลดค่า pH ของน้ําหม้อไอน้ํา บางครั้งอาจมีการนําอินทรียวัตถุเข้าสู่ระบบไอน้ําและคอนเดนเสท ทําให้ค่า pH ลดลงและทําให้เกิดการกัดกร่อนของระบบ ปริมาณอินทรียวัตถุสูงในระบบน้ําหมุนเวียนจะส่งเสริมการแพร่พันธุ์ของจุลินทรีย์ ดังนั้นไม่ว่าจะเป็นการกลั่นเกลือออกจากเกลือน้ําหม้อไอน้ําหรือระบบน้ําหมุนเวียนยิ่ง COD ต่ํายิ่งดี แต่ไม่มีดัชนีขีด จํากัด ที่เป็นหนึ่งเดียว เมื่อ COD (วิธี KMnO4) มากกว่า 5 มก./ลิตรในระบบน้ําหล่อเย็นหมุนเวียน แสดงว่าคุณภาพน้ําเริ่มเสื่อมลง

ในมาตรฐานน้ําดื่ม ความต้องการออกซิเจนทางเคมี (COD) ของน้ําคลาส I และคลาส II คือ ≤15 มก./ลิตร ความต้องการออกซิเจนเคมี (COD) ของน้ําคลาส III คือ ≤20 มก./ลิตร ความต้องการออกซิเจนเคมี (COD) ของน้ําคลาส IV คือ ≤30 มก./ลิตร และความต้องการออกซิเจนทางเคมี (COD) ของน้ําคลาส V คือ ≤40 มก./ลิตร ยิ่งค่า COD มากเท่าใด มลพิษของแหล่งน้ําก็จะยิ่งรุนแรงขึ้นเท่านั้น

2. COD ผลิตอย่างไร?

COD (ความต้องการออกซิเจนทางเคมี) ส่วนใหญ่ได้มาจากสารในตัวอย่างน้ําที่สามารถออกซิไดซ์โดยสารออกซิแดนท์ที่แข็งแกร่ง โดยเฉพาะอินทรียวัตถุ สารอินทรีย์เหล่านี้มีอยู่อย่างแพร่หลายในน้ําเสียและน้ําเสีย รวมถึงแต่ไม่จํากัดเพียงน้ําตาล น้ํามันและไขมัน แอมโมเนียไนโตรเจน เป็นต้น การเกิดออกซิเดชันของสารเหล่านี้ใช้ออกซิเจนที่ละลายน้ําในน้ํา ซึ่งจะช่วยเพิ่มความต้องการออกซิเจนทางเคมี โดย เฉพาะ อย่างยิ่ง:

1. สารน้ําตาล: เช่น กลูโคส ฟรุกโตส ฯลฯ มักพบในน้ําเสียจากอุตสาหกรรมแปรรูปอาหารและอุตสาหกรรมชีวเภสัชภัณฑ์ และจะเพิ่มปริมาณ COD

2. น้ํามันและไขมัน: น้ําเสียที่มีน้ํามันและไขมันที่ปล่อยออกมาระหว่างการผลิตทางอุตสาหกรรมจะนําไปสู่การเพิ่มความเข้มข้นของ COD

3. แอมโมเนียไนโตรเจน: แม้ว่าจะไม่ส่งผลโดยตรงต่อการกําหนด COD แต่การเกิดออกซิเดชันของแอมโมเนียไนโตรเจนจะใช้ออกซิเจนในระหว่างการบําบัดน้ําเสีย ซึ่งส่งผลทางอ้อมต่อค่า COD

นอกจากนี้ยังมีสารหลายประเภทที่สามารถผลิต COD ในสิ่งปฏิกูลได้ รวมถึงอินทรียวัตถุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ มลพิษอินทรีย์อุตสาหกรรม สารอนินทรีย์ที่ย่อยสลายได้ยาก และสารเมตาบอไลต์ของจุลินทรีย์ การเกิดออกซิเดชันของสารเหล่านี้ใช้ออกซิเจนที่ละลายน้ําในน้ําส่งผลให้เกิด COD ดังนั้นความต้องการออกซิเจนทางเคมีจึงเป็นตัวบ่งชี้ที่สําคัญในการวัดระดับมลพิษของอินทรียวัตถุและการลดอนินทรีย์ในน้ํา สะท้อนถึงปริมาณสารทั้งหมดในน้ําที่สามารถออกซิไดซ์และย่อยสลายโดยสารออกซิแดนท์ (โดยปกติคือโพแทสเซียมไดโครเมตหรือด่างทับทิม) ภายใต้เงื่อนไขบางประการนั่นคือระดับที่สารเหล่านี้ใช้ออกซิเจน

1. อินทรียวัตถุ: อินทรียวัตถุเป็นหนึ่งในแหล่งหลักของ COD ในสิ่งปฏิกูล รวมถึงอินทรียวัตถุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ เช่น โปรตีน คาร์โบไฮเดรต และไขมัน อินทรียวัตถุเหล่านี้สามารถย่อยสลายเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ําภายใต้การกระทําของจุลินทรีย์

2. สารฟีนอลิก: สารประกอบฟีนอลิกมักใช้เป็นสารมลพิษในน้ําเสียในกระบวนการทางอุตสาหกรรมบางชนิด สามารถส่งผลกระทบร้ายแรงต่อสภาพแวดล้อมทางน้ําและเพิ่มปริมาณ COD

3. สารแอลกอฮอล์: สารประกอบแอลกอฮอล์ เช่น เอทานอลและเมทานอล ยังเป็นแหล่งทั่วไปของ COD ในน้ําเสียอุตสาหกรรมบางชนิด

4. สารน้ําตาล: สารประกอบน้ําตาล เช่น กลูโคส ฟรุกโตส ฯลฯ เป็นส่วนประกอบทั่วไปในน้ําเสียจากอุตสาหกรรมแปรรูปอาหารและอุตสาหกรรมชีวเภสัชภัณฑ์บางชนิด และจะเพิ่มปริมาณ COD ด้วย

5. จาระบีและไขมัน: จาระบีและน้ําเสียที่มีไขมันที่ปล่อยออกมาระหว่างการผลิตทางอุตสาหกรรมจะนําไปสู่การเพิ่มความเข้มข้นของ COD

6. แอมโมเนียไนโตรเจน: แม้ว่าแอมโมเนียไนโตรเจนจะไม่ส่งผลโดยตรงต่อการกําหนด COD แต่การเกิดออกซิเดชันของแอมโมเนียไนโตรเจนจะใช้ออกซิเจนในระหว่างกระบวนการบําบัดน้ําเสีย ซึ่งส่งผลทางอ้อมต่อค่า COD

นอกจากนี้ เป็นที่น่าสังเกตว่า COD ไม่เพียง แต่ทําปฏิกิริยากับอินทรียวัตถุในน้ํา แต่ยังเป็นตัวแทนของสารอนินทรีย์ที่มีคุณสมบัติในการรีดิวซ์ในน้ํา เช่น ซัลไฟด์ เฟอร์รัสไอออน โซเดียมซัลไฟต์ เป็นต้น ดังนั้นเมื่อบําบัดสิ่งปฏิกูลจึงจําเป็นต้องพิจารณาอย่างครอบคลุมถึงการมีส่วนร่วมของมลพิษต่างๆต่อ COD และใช้มาตรการบําบัดที่เหมาะสมเพื่อลดค่า COD

อินทรียวัตถุเป็นแหล่งหลักของ COD สารแขวนลอย และสารที่ย่อยสลายยากในสิ่งปฏิกูล ปริมาณ COD สูงในสิ่งปฏิกูลจะเป็นภัยคุกคามอย่างมากต่อสิ่งแวดล้อมทางน้ํา การบําบัดและติดตาม COD เป็นหนึ่งในมาตรการสําคัญในการป้องกันและควบคุมมลพิษ ดังนั้น การกําหนด COD จึงเป็นหนึ่งในวิธีการทดสอบที่ใช้กันทั่วไปในการบําบัดน้ําเสียและการตรวจสอบสิ่งแวดล้อม

การตรวจวัด COD เป็นกระบวนการที่ใช้งานง่ายและมีความไวในการวิเคราะห์สูง การตรวจวัด COD สามารถทําได้โดยการสังเกตการเปลี่ยนแปลงสีของตัวอย่างโดยตรงหรือกระแสหรือสัญญาณอื่นๆ หลังจากไทเทรตสารเคมีเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ออกซิเดชัน เมื่อค่า COD เกินมาตรฐาน จําเป็นต้องดําเนินการบําบัดที่สอดคล้องกันเพื่อหลีกเลี่ยงมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม กล่าวโดยย่อ การทําความเข้าใจความหมายของ COD มีบทบาทสําคัญในการปกป้องสิ่งแวดล้อมทางน้ําและดําเนินการควบคุมมลพิษ

 

3. ผลกระทบของ COD สูง

‌COD (ความต้องการออกซิเจนทางเคมี) เป็นตัวบ่งชี้ที่สําคัญในการวัดระดับมลพิษอินทรีย์ในแหล่งน้ํา เนื้อหาที่มากเกินไปจะส่งผลกระทบร้ายแรงต่อคุณภาพน้ําในแม่น้ํา‌

การวัด COD ขึ้นอยู่กับปริมาณสารออกซิแดนท์ที่ใช้เมื่อสารที่รีดิวซ์ (ส่วนใหญ่เป็นอินทรียวัตถุ) ถูกออกซิไดซ์และย่อยสลายในน้ํา 1 ลิตรภายใต้เงื่อนไขบางประการ สารที่รีดิวซ์เหล่านี้จะใช้ออกซิเจนละลายน้ําจํานวนมากในระหว่างกระบวนการสลายตัวทําให้สิ่งมีชีวิตในน้ําขาดออกซิเจนซึ่งจะส่งผลต่อการเจริญเติบโตและการอยู่รอดตามปกติและอาจทําให้เสียชีวิตจํานวนมากในกรณีที่รุนแรง นอกจากนี้การลดออกซิเจนที่ละลายน้ําจะเร่งการเสื่อมสภาพของคุณภาพน้ําส่งเสริมการทุจริตและการสลายตัวของอินทรียวัตถุและผลิตสารที่เป็นพิษและเป็นอันตรายมากขึ้นเช่นแอมโมเนียไนโตรเจนซึ่งจะก่อให้เกิดอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตในน้ําและคุณภาพน้ํามากขึ้น การสัมผัสกับสิ่งปฏิกูลที่มีอินทรียวัตถุที่มีความเข้มข้นสูงเป็นเวลานานอาจก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรงต่อสุขภาพของมนุษย์ เช่น ก่อให้เกิดโรคระบบทางเดินอาหาร โรคผิวหนัง เป็นต้น ดังนั้น COD ที่มากเกินไปจึงไม่เพียงแต่เป็นภัยคุกคามต่อสิ่งมีชีวิตในน้ํา แต่ยังก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพของมนุษย์อีกด้วย

เพื่อปกป้องสิ่งแวดล้อมทางน้ําและสุขภาพของมนุษย์ จึงต้องใช้มาตรการที่มีประสิทธิภาพเพื่อป้องกันและควบคุม COD ที่มากเกินไป ซึ่งรวมถึงการลดการปล่อยอินทรียวัตถุในกิจกรรมทางอุตสาหกรรมและการเกษตร ตลอดจนการเสริมสร้างการบําบัดน้ําเสียและการตรวจสอบเพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพน้ําที่ปล่อยออกมาเป็นไปตามมาตรฐาน ซึ่งจะช่วยรักษาสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยาของน้ําที่ดี

COD เป็นตัวบ่งชี้ปริมาณอินทรียวัตถุในน้ํา ยิ่ง COD สูงเท่าใด แหล่งน้ําก็ยิ่งถูกปนเปื้อนจากอินทรียวัตถุมากขึ้นเท่านั้น เมื่ออินทรียวัตถุที่เป็นพิษเข้าสู่แหล่งน้ํา ไม่เพียงแต่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตในแหล่งน้ํา เช่น ปลา แต่ยังสามารถอุดมสมบูรณ์ในห่วงโซ่อาหารและเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ ทําให้เกิดพิษเรื้อรังอีกด้วย .

COD มีผลกระทบอย่างมากต่อคุณภาพน้ําและสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยา เมื่อสารมลพิษอินทรีย์ที่มีปริมาณ COD สูงเข้าสู่แม่น้ําทะเลสาบและอ่างเก็บน้ําหากไม่ได้รับการบําบัดทันเวลาอินทรียวัตถุจํานวนมากอาจถูกดูดซับโดยดินที่ก้นน้ําและสะสมเป็นเวลาหลายปี สิ่งมีชีวิตเหล่านี้จะสร้างความเสียหายให้กับสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ในน้ํา และอาจเป็นพิษต่อไปเป็นเวลาหลายปี ผลกระทบที่เป็นพิษนี้มีผลกระทบสองประการ:

ในแง่หนึ่งมันจะทําให้สิ่งมีชีวิตในน้ําจํานวนมากตายทําลายความสมดุลของระบบนิเวศของแหล่งน้ําและแม้กระทั่งทําลายระบบนิเวศของแม่น้ําทั้งหมดโดยตรง

ในทางกลับกันสารพิษจะค่อยๆสะสมในสิ่งมีชีวิตในน้ํา เช่น ปลาและกุ้ง เมื่อมนุษย์บริโภคสิ่งมีชีวิตในน้ําที่เป็นพิษเหล่านี้สารพิษจะเข้าสู่ร่างกายมนุษย์และสะสมเป็นเวลาหลายปีนําไปสู่ผลร้ายแรงที่คาดเดาไม่ได้เช่นมะเร็งความผิดปกติและการกลายพันธุ์ของยีน ในทํานองเดียวกันหากผู้คนใช้น้ําเสียในการชลประทานพืชผลก็จะได้รับผลกระทบเช่นกันและผู้คนจะสูดดมสารอันตรายจํานวนมากในกระบวนการรับประทานอาหาร

เมื่อ COD สูงมากจะทําให้คุณภาพน้ําตามธรรมชาติเสื่อมลง เหตุผลก็คือการทําให้น้ําบริสุทธิ์ด้วยตนเองต้องการการย่อยสลายของอินทรียวัตถุเหล่านี้ การย่อยสลายของ COD จําเป็นต้องใช้ออกซิเจน และความสามารถในการเติมออกซิเจนในน้ําไม่เป็นไปตามข้อกําหนด DO จะลดลงโดยตรงไปที่ 0 และกลายเป็นแบบไม่ใช้ออกซิเจน ในสภาวะไม่ใช้ออกซิเจน มันจะสลายตัวต่อไป (การบําบัดด้วยยาออกซิเจนของจุลินทรีย์) และน้ําจะกลายเป็นสีดําและมีกลิ่นเหม็น (จุลินทรีย์แบบไม่ใช้ออกซิเจนมีลักษณะสีดํามากและมีก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์)

 

4. วิธีการรักษา COD

ประเด็นแรก

วิธีการทางกายภาพ: ใช้การกระทําทางกายภาพเพื่อแยกสารแขวนลอยหรือความขุ่นในน้ําเสีย ซึ่งสามารถขจัด COD ในน้ําเสียได้ วิธีการทั่วไป ได้แก่ การบําบัดสิ่งปฏิกูลล่วงหน้าผ่านถังตกตะกอน ตะแกรงกรอง ตัวกรอง ถังดักไขมัน เครื่องแยกน้ํามันและน้ํา ฯลฯ เพื่อกําจัด COD ของฝุ่นละอองในสิ่งปฏิกูล

ประเด็นที่สอง

วิธีทางเคมี: ใช้ปฏิกิริยาเคมีเพื่อกําจัดสารที่ละลายน้ําหรือสารคอลลอยด์ในน้ําเสีย และสามารถกําจัด COD ในน้ําเสียได้ วิธีการทั่วไป ได้แก่ การทําให้เป็นกลาง, การตกตะกอน, การลดออกซิเดชัน, ออกซิเดชันตัวเร่งปฏิกิริยา, การออกซิเดชันแบบโฟโตคะตาไลติก, ไมโครอิเล็กโทรไลซิส, การตกตะกอนด้วยอิเล็กโทรไลต์, การเผา ฯลฯ

ประเด็นที่สาม

วิธีการทางกายภาพและทางเคมี: ใช้ปฏิกิริยาทางกายภาพและทางเคมีเพื่อกําจัดสารที่ละลายน้ําหรือสารคอลลอยด์ในน้ําเสีย สามารถกําจัด COD ในน้ําเสียได้ วิธีการทั่วไป ได้แก่ กริด, การกรอง, การหมุนเหวี่ยง, การชี้แจง, การกรอง, การแยกน้ํามัน ฯลฯ

ประเด็นที่สี่

วิธีการบําบัดทางชีวภาพ: ใช้การเผาผลาญจุลินทรีย์เพื่อเปลี่ยนสารมลพิษอินทรีย์และสารอาหารจุลินทรีย์อนินทรีย์ในน้ําเสียให้เป็นสารที่เสถียรและไม่เป็นอันตราย วิธีการทั่วไป ได้แก่ วิธีกากตะกอนที่เปิดใช้งาน, วิธีไบโอฟิล์ม, วิธีการย่อยทางชีวภาพแบบไม่ใช้ออกซิเจน, บ่อรักษาเสถียรภาพและการบําบัดพื้นที่ชุ่มน้ํา เป็นต้น

5. วิธีการวิเคราะห์ COD

วิธีไดโครเมต

วิธีการมาตรฐานในการกําหนดความต้องการออกซิเจนทางเคมีแสดงโดยมาตรฐานจีน GB 11914 "การกําหนดความต้องการออกซิเจนทางเคมีของคุณภาพน้ําด้วยวิธีไดโครเมต" และมาตรฐานสากล ISO6060 "การกําหนดความต้องการออกซิเจนทางเคมีของคุณภาพน้ํา" วิธีนี้มีอัตราการเกิดออกซิเดชันสูง ทําซ้ําได้ดี ความแม่นยํา และความน่าเชื่อถือ และได้กลายเป็นวิธีการมาตรฐานแบบคลาสสิกที่ประชาคมระหว่างประเทศยอมรับโดยทั่วไป

หลักการกําหนดคือ: ในตัวกลางของกรดซัลฟิวริกโพแทสเซียมไดโครเมตใช้เป็นสารออกซิแดนท์ซิลเวอร์ซัลเฟตใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาและเมอร์คูริกซัลเฟตใช้เป็นสารปิดบังคลอไรด์ไอออน ความเป็นกรดของกรดซัลฟิวริกของของเหลวปฏิกิริยาการย่อยคือ 9 โมล/ลิตร ของเหลวปฏิกิริยาการย่อยจะถูกทําให้ร้อนจนเดือด และอุณหภูมิจุดเดือด 148°C±2°C คืออุณหภูมิการย่อยอาหาร ปฏิกิริยาจะเย็นลงด้วยน้ําและไหลย้อนเป็นเวลา 2 ชั่วโมง หลังจากของเหลวย่อยอาหารเย็นลงตามธรรมชาติแล้วจะเจือจางเหลือประมาณ 140 มล. ด้วยน้ํา เฟอร์โรคลอรีนใช้เป็นตัวบ่งชี้ และโพแทสเซียมไดโครเมตที่เหลือจะถูกไทเทรตด้วยสารละลายแอมโมเนียมเฟอร์รัสซัลเฟต ค่า COD ของตัวอย่างน้ําคํานวณจากปริมาณการใช้สารละลายแอมโมเนียมเฟอร์รัสซัลเฟต สารออกซิแดนท์ที่ใช้คือโพแทสเซียมไดโครเมต และสารออกซิไดซ์คือโครเมียมเฮกซะวาเลนต์ ดังนั้นจึงเรียกว่าวิธีไดโครเมต

อย่างไรก็ตามวิธีการมาตรฐานแบบคลาสสิกนี้ยังคงมีข้อบกพร่อง: อุปกรณ์กรดไหลย้อนใช้พื้นที่ทดลองขนาดใหญ่ใช้น้ําและไฟฟ้าจํานวนมากใช้รีเอเจนต์จํานวนมากไม่สะดวกในการใช้งานและยากต่อการวัดอย่างรวดเร็วในปริมาณมาก

วิธีด่างทับทิม

COD วัดโดยใช้ด่างทับทิมเป็นสารออกซิแดนท์ และผลที่วัดได้เรียกว่าดัชนีด่างทับทิม

สเปกโตรโฟโตเมตรี

โพแทสเซียมไดโครเมตออกซิไดซ์อินทรียวัตถุ และโครเมียมเฮกซะวาเลนต์จะสร้างโครเมียมไตรวาเลนต์ ค่า COD ของตัวอย่างน้ําถูกกําหนดโดยการสร้างความสัมพันธ์ระหว่างค่าการดูดกลืนแสงของโครเมียมเฮกซะวาเลนต์หรือโครเมียมไตรวาเลนต์กับค่า COD ของตัวอย่างน้ํา การใช้หลักการข้างต้นวิธีการที่เป็นตัวแทนมากที่สุดในต่างประเทศคือ EPA วิธี 0410.4 "การวัดสีแบบแมนนวลอัตโนมัติ", ASTM: D1252-2000 "วิธี B สําหรับการกําหนดความต้องการออกซิเจนทางเคมีของสเปกโตรโฟโตเมตรีการย่อยอาหารที่ปิดสนิทด้วยน้ํา" และ ISO15705-2002 "วิธีท่อปิดผนึกขนาดเล็กสําหรับการกําหนดความต้องการออกซิเจนทางเคมี (COD) ของคุณภาพน้ํา" วิธีการที่เป็นหนึ่งเดียวของประเทศของฉันคือ "วิธีการย่อยตัวเร่งปฏิกิริยาแบบปิดผนึกอย่างรวดเร็ว (รวมถึงสเปกโตรโฟโตเมตรี)" ของสํานักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของรัฐ

วิธีการย่อยอย่างรวดเร็ว

วิธีมาตรฐานแบบคลาสสิกคือวิธีกรดไหลย้อน 2 ชั่วโมง เพื่อเพิ่มความเร็วในการวิเคราะห์ผู้คนได้เสนอวิธีการวิเคราะห์อย่างรวดเร็วต่างๆ มีสองวิธีหลัก: วิธีหนึ่งคือการเพิ่มความเข้มข้นของสารออกซิแดนท์ในระบบปฏิกิริยาการย่อยอาหารเพิ่มความเป็นกรดของกรดซัลฟิวริกเพิ่มอุณหภูมิปฏิกิริยาและเพิ่มตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อเพิ่มความเร็วในการทําปฏิกิริยา วิธีการในประเทศแสดงโดย GB/T14420-1993 "การวิเคราะห์น้ําหม้อไอน้ําและน้ําหล่อเย็น การกําหนดความต้องการออกซิเจนทางเคมี Potassium Dichromate Rapid Method" และวิธีการแบบครบวงจรที่แนะนําโดยสํานักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของรัฐ "วิธีคูลอมเมตริก" และ "วิธีการย่อยตัวเร่งปฏิกิริยาแบบปิดอย่างรวดเร็ว (รวมถึงวิธีโฟโตเมตริก)" วิธีการต่างประเทศแสดงโดยวิธีมาตรฐานของเยอรมัน DIN38049 T.43 "วิธีการอย่างรวดเร็วสําหรับการกําหนดความต้องการออกซิเจนทางเคมีของน้ํา"

เมื่อเทียบกับวิธีมาตรฐานแบบคลาสสิกวิธีการข้างต้นจะเพิ่มความเป็นกรดของกรดซัลฟิวริกของระบบย่อยอาหารจาก 9.0 มก./ลิตรเป็น 10.2 มก./ลิตรอุณหภูมิปฏิกิริยาจาก 150 °C เป็น 165°C และเวลาในการย่อยอาหารตั้งแต่ 2 ชั่วโมงถึง 10 นาที~15 นาที ประการที่สองคือการเปลี่ยนวิธีการย่อยแบบดั้งเดิมโดยการให้ความร้อนด้วยรังสีความร้อน และใช้เทคโนโลยีการย่อยด้วยไมโครเวฟเพื่อปรับปรุงความเร็วในการตอบสนองการย่อยอาหาร เนื่องจากเตาอบไมโครเวฟที่หลากหลายและพลังงานที่แตกต่างกันจึงเป็นเรื่องยากที่จะทดสอบพลังงานและเวลาที่เป็นหนึ่งเดียวเพื่อให้ได้ผลการย่อยที่ดีที่สุด ราคาของเตาไมโครเวฟก็สูงมากเช่นกัน และเป็นการยากที่จะกําหนดวิธีการมาตรฐานแบบครบวงจร

เทคโนโลยี Lianhua ได้พัฒนาวิธีการสเปกโตรโฟโตเมตริกการย่อยอย่างรวดเร็วสําหรับความต้องการออกซิเจนทางเคมี (COD) ในปี 1982 ซึ่งบรรลุการกําหนด COD ในสิ่งปฏิกูลอย่างรวดเร็วด้วยวิธี "การย่อย 10 นาที ค่า 20 นาที" ในปี 1992 ผลการวิจัยและพัฒนานี้รวมอยู่ใน "CHEMICAL ABSTRACTS" ของอเมริกาเพื่อเป็นผลงานใหม่ในสาขาเคมีของโลก วิธีนี้กลายเป็นมาตรฐานการทดสอบของอุตสาหกรรมการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของสาธารณรัฐประชาชนจีนในปี 2550 (HJ/T399-2007) วิธีนี้ประสบความสําเร็จในการบรรลุค่า COD ที่ถูกต้องภายใน 20 นาที ใช้งานง่ายสะดวกและรวดเร็วต้องใช้รีเอเจนต์จํานวนเล็กน้อยช่วยลดมลพิษที่เกิดขึ้นในการทดลองและลดต้นทุนต่างๆ หลักการของวิธีนี้คือการย่อยตัวอย่างน้ําที่เติมด้วยรีเอเจนต์ COD ของ Lianhua Technology ที่ 165 องศาเป็นเวลา 10 นาทีที่ความยาวคลื่น 420 หรือ 610 นาโนเมตร จากนั้นทําให้เย็นเป็นเวลา 2 นาที จากนั้นเติมน้ํากลั่น 2.5 มล. สามารถรับผล COD ได้โดยใช้เครื่องมือกําหนด COD อย่างรวดเร็วของ Lianhua Technology