Suyun biyokimyasal oksijen talebi hakkında bilgi

Suyun biyokimyasal oksijen talebi hakkında bilgi

1. bod tanımı.

Biyokimyasal oksijen talebi (sıklıkla BOD olarak adlandırılır), belirli koşullar altında su içindeki biyoyedilebilir organik maddeleri ayıran mikroorganizmaların biyokimyasal reaksiyonunda tükettikleri çözünmüş oksijen miktarına atıfta bulunur. Mg/L veya yüzde, ppm cinsinden ifade edilir. Su içindeki organik污染物ların içeriğini yansıtan kapsamlı bir göstergedir. Biyolojik oksidasyon süresi beş gün ise, bu durumda beş günlük biyokimyasal oksijen talebi (BOD5) olarak adlandırılır ve buna göre BOD10 ve BOD20 de vardır.

Suydaki organik maddenin ayrışımı iki aşamada gerçekleştirilir. İlk aşama karbon oksidasyon aşaması ve ikinci aşama nitrifikasyon aşamasıdır. Karbon oksidasyon aşamasında tüketime olanak tanıyan miktar, karbonlaşma biyokimyasal oksijen talebi (CBOD) olarak adlandırılır.

Mikroorganizmalar, su içindeki organik bileşikleri parçalarken oksijen tüketmeye ihtiyaç duyarlar. Eğer su içindeki çözünmüş oksijen mikroorganizmaların ihtiyaçlarını karşılamak için yeterli değilse, su kümesi kirlilik durumundadır. Bu nedenle, BOD su içindeki organik kirliliğin derecesini dolaylı olarak gösteren önemli bir göstergedir. BOD belirlenimiyle, atık suyun biyolojik açıdan bozunabilirliğini ve su kümesinin kendiliğinden temizleme kapasitesini anlayabiliriz. Değer ne kadar yüksekse, su içindeki organik污染物ler o kadar fazla ve kirlilik o kadar ciddidir.

Genellikle, organik maddenin mikroorganizmaların metabolizması altındaki bozunma süreci iki aşamaya bölünebilir. İlk aşama, organik maddenin CO2, NH3 ve H2O'ya dönüşümü olan süreçtir. İkinci aşama, NH3'nin nitrit ve nitrat olarak nitrifikasyonu içeren işlemdir. NH3 zaten bir organik olmayan madde olduğundan, kanalizasyon suyu için biyokimyasal oksijen talebi genellikle yalnızca organik maddenin aşamalı reaksiyonunda gereken oksijen miktarına işaret eder. Mikroorganizmalar tarafından organik maddenin bozunması sıcaklıkla ilgilidir ve biyokimyasal oksijen talebi ölçümleri için 20°C genellikle standart sıcaklık olarak kullanılır. Yeterli oksijen ve sürekli karıştırılma ölçüm koşulları altında, organik maddenin temelde aşamalı oksidasyon ve ayrışma sürecini tamamlaması genellikle 20 gün sürer, yaklaşık %99 oranında; ve 20 günlük BOD değeri sıklıkla tam BOD değeri olarak kabul edilir, yani BOD20. Ancak pratikte 20 gün zorlaşabilir. Bu nedenle, genellikle 5 gün standart zaman olarak belirlenmiş ve bu da beş günlük biyokimyasal oksijen talebi olarak adlandırılır, BOD5 olarak kaydedilir. BOD5, BOD20'nin yaklaşık %70'idir.

BOD ve COD arasındaki fark, BOD'nun biyolojik oksijen isteğini ifade etmesi ve COD'nun ise belirli koşullar altında güçlü oksidantlar tarafından oksidasyona uğrayabilecek tüm kirliliklerin (organik ve organik olmayan maddeler dahil) miktarını göstermesidir; bu, oksidasyon için gereken oksijen miktarı mg/L cinsinden ifade edilir. Bu, suyu azaltıcı maddelerle ne kadar kirlendirdiğini yansıtabilir. Genel olarak, atık suyun COD değeri BOD'dan daha yüksektir. Bunun nedeni, esasen daha kapsamlı bir oksidasyonun meydana gelmesidir. Birkaç volatil organik bileşik, aromatik organik bileşikler ve birkaç alkandan başka, çoğu madde genellikle oksidasyona tabi tutulabilir ve bunun yanı sıra bazı inorganik maddelerin miktarı da vardır; ancak BOD yalnızca mikroorganizmalar tarafından doğrudan parçalanabilen organik maddeleri ifade eder ve suda bulunan zehirli maddeler ve bakteriler tarafından kolayca etkilenir. Biyolojik oksijen isteği ile kimyasal oksijen isteğinin oranı, sudaki organik kirliliklerin ne kadarının mikroorganizmalar tarafından parçalanması zor olduğunu gösterebilir. Mikroorganizmalar tarafından parçalanması zor olan organik kirlilikler çevreye daha zararlıdır.

Bir genel ırmak için BOD5 değeri 2mg/L'i geçmez. Eğer bu değer 10mg/L'den daha yüksekse, koku yaymaya başlar. Ültemizin toplu atık suyu salınım standartları, fabrika çıkışı için atık sularının BOD ikinci sınıf izin verilen konsantrasyonunun 60mg/L olması gerektiğini ve yüzey suyu BOD'nun 4mg/L'i aşmaması gerektiğini belirtmektedir.

BOD5 için geleneksel test yöntemi ekimli seyreltme yöntemidir. Belirli yöntemin içeriği, 20±1℃ sıcaklıkta 5 gün boyunca kültür etmek ve öncesi ve sonrası arasındaki örneğin çözünmüş oksijenini ayrı ayrı ölçektir. Bu iki değer arasındaki fark, 5 günlük biyolojik oksijen gereksinimidir. Bu şu anda yaygın olarak kullanılan yöntemdir.

Lianhua Technology tarafından sağlanan biyokimyasal oksijen talebi (BOD) analizörü, farklı basınç yöntemi ölçüm prensibine dayalı olarak tasarlanmıştır. Alet, doğada olan organik maddenin biyolojik bozunumu sürecini simüle eder: deney şişesinin üzerindeki hava içindeki oksijen, su içinde tüketilen çözünmüş oksijeni sürekli olarak yeniler, organik maddenin bozunması sırasında oluşan CO2, muhtiva kapağında bulunan hidroksit sodyum tarafından emilir ve basınç sensörü, deney şişesindeki oksijen basıncındaki değişiklikleri her zaman izler. Biyokimyasal oksijen talebi BOD (yani deney şişesinde tüketilen oksijen miktarı) ile gaz basıncı arasında bir ilişki kurulur ve ardından biyokimyasal oksijen talebi BOD değeri doğrudan gösterilir.

Geleneksel dilüsyon eklemesi yöntemi zahmetli ve zaman alıcıdır ve beş günlük kültür süreç boyunca özel bir kişi gözetimde bulunmalıdır. Karşılaştırma olarak, Lianhua Technology'nin BOD analizörü kullanımı kolay ve testler için uygunlaşmıştır. Ayarlanan kültür süresi (örneğin 5 gün, 7 gün veya 30 gün) tamamlandığında, test sistemi otomatik olarak kapanır ve ölçümler sonucunu kaydeder. Aynı anda 6 veya 12 su örneği analiz edilebilir ve test sırasında özel bir izleyiciye gerek yoktur. Ayrıca dilüsyon yönteminden daha hızlı çalışır. Kuvvetle sürekli karıştırılarak, su örneği için ek oksijen sağlanması ve bakterilerin organik maddelerle daha fazla teması sağlanır. Solunum ve oksijen tüketicisi proseslerin hızlandırılması sayesinde sonuçlar daha hızlı elde edilir. Dilüsyon kültürü yöntemine eşdeğer ölçümler 2-3 gün içinde elde edilebilir. Bu ölçümler süreç kontrolü için kullanılabilir.

2. Nasıl BOD üretilir

BOD, çoğunlukla sudaki biyoyıkılgan organik maddelerden kaynaklanır. ‌

Biyokimyasal oksijen talebi (BOD), belirli koşullar altında su içindeki biyoyedilebilir organik maddeleri parçalayan mikroorganizmaların biyokimyasal reaksiyon süreçlerinde tükettikleri çözünmüş oksijen miktarına atıfta bulunur. Bu organik maddeler, insan ve hayvan dışkıları, gıda ve endüstri atıkları gibi olabilir. Bunlar mikroorganizmaların etkisiyle suda parçalanarak suda bulunan çözünmüş oksijeni tüketir. BOD genellikle miligram başına litre veya yüzde olarak veya ppm cinsinden ölçülür. Suyun organik kirliliğin derecesini değerlendirmek için kullanılan önemli bir su kalitesi göstergesidir. Kanalizasyon sularındaki çoğu kirlilik organik madde içerir ve bunlar bilinen on milyonlarca tür ve sayısız bilinmeyen türden oluşur. BOD ve başka bir göstergesi olan kimyasal oksijen talebi (COD) birlikte suyun kirlilik durumunu değerlendirmek için kullanılır. BOD, mikroorganizmalar tarafından parçalanabilen organik maddenin miktarını ölçmeye odaklanırken, COD tüm organik ve inorganik maddelerin oksidasyonunu içerir. Özetle, BOD suda bulunan biyoyedilebilir organik maddelerden kaynaklanmaktadır. Bu organik maddeler mikroorganizmaların etkisiyle suda parçalanarak suyun kendini temizleme kapasitesini ve ekolojik dengesini etkiler. Biyokimyasal oksijen talebi, önemli bir su kalitesi kirlilik parametresidir. Atık su, atık su işleyici tesislerinden gelen çıkıntı suyu ve kirli sularda, mikroorganizmaların büyümesi ve çoğalması için kullandığı organik maddelerle ilgili gereken oksijen miktarıdır; bu da degradasyonlu (mikroorganizma-kullanılabilir) organik maddenin oksijen eşdeğeridir. Yüzey sulardaki kirlilikler, mikroorganizmaların medyanede olduğu oksidasyon sürecinde çözünmüş oksijeni tüketir. Tüketilen çözünmüş oksijen miktarına biyokimyasal oksijen talebi denir ve bu, suda bulunan biyoyedilebilir organik maddenin miktarını dolaylı olarak yansıtır. Su içindeki organik maddelerin mikroorganizmaların biyokimyasal etkisiyle oksidasyon ve parçalanması sonucu inorganik veya gaz hâline gelmesi sırasında suda tükettikleri çözünmüş oksijenin toplam miktarıdır. Değer ne kadar yüksekse, sudaki organik kirlilikler o kadar fazla ve kirlilik o kadar ciddidir. Ev seli ve şeker, gıda, kağıt imalatı ve lif gibi endüstriyel atıklarda bulunan hidrokarbonlar, proteinler, yağlar, lignin gibi susuz veya çözünmüş halde bulunan maddeler hepsi organik kirliliklerdir ve bu maddeler aerob bakterilerin biyokimyasal etkisiyle parçalanabilir. Parçalanma sürecinde oksijen tükendiği için aynı zamanda aerob kirlilikler olarak da adlandırılır. Eğer bu tür kirlilikler su basınına fazla miktarda salınırsa, bu durum suda çözünmüş oksijen eksikliği yaratır. Aynı zamanda, su içinde anaerob bakterilerin etkisiyle organik maddeler çürüyor ve metan, hydrogen sulfide, merkapthan ve amonyak gibi kötü kokulu gazlar üretiliyor, bu da suyun bozulmasına ve kötü kokmasına neden olur.

Kanalizasyondaki tüm organik maddenin tamamen oksitlenmesi ve ayrışması yaklaşık 100 gün sürer. Tespit süresini kısaltmak için, biyolojik oksijen isteği genellikle 20°C'de beş gün içindeki deneylerdeki su numunesinin oksijen tüketimleriyle temsil edilir; bu da beş günlük biyolojik oksijen isteği olarak adlandırılır ve BOD5 olarak kısaltılır. Ev seluları için, bu tam oksidasyon ve ayrışma için yapılan oksijen tüketiminin yaklaşık %70'ine eşittir.

3. BOD'un etkisi.

Su kalitesi tespiti için BOD, biyolojik oksijen talebi cihazının kısaltmasıdır ve sudaki oksijen tüketici kirlilik maddelerinin içeriğini gösteren bir toplu göstergedir. Aşırı BOD'nun tehlikeleri şu alanlarda belirgin şekilde ortaya çıkar:

1. Su içinde çözünmüş oksijen tüketimi: Aşırı BOD içeriği, aerob bakterilerin ve aerob organizmaların çoğalma oranını hızlandırır ve bu da su içindeki oksijenin hızlı bir şekilde tüketilmesine neden olur, böylece su yaratıklarının ölümüne yol açar.

2. Su kalitesi bozulması: Su kütleindeki oksijen tüketicisi mikroorganizmaların fazla çoğalması, çözünmüş oksijeni tüketerek organik kirliliği kendi yaşam bileşenlerine dönüştürür. Bu, su kümesinin kendini temizleme özelliği olarak bilinir. Çok yüksek BOD, aerob bakterilerin, aerob protozoaların ve aerob protistlerin büyük ölçüde çoğalmasına neden olur, oksijeni hızlıca tüketir, balıkların ve deniz yengeçlerinin ölümüne yol açar ve anaerob bakterilerin fazla çoğalmasına neden olur.

3. Su kümesinin kendini temizleme yeteneğini etkilemek: Su kümesindeki çözünmüş oksijen miktarı, su kümesinin kendini temizleme yeteneğiyle sıkı bir şekilde ilgilidir. Çözünmüş oksijen miktarı ne kadar düşükse, su kümesinin kendini temizleme yeteneği o kadar zayıftır.

4. Koku oluşturmak: Çok yüksek BOD içeriği, su kütlelerinde koku oluşmasına neden olur ki bu, sadece su kalitesini etkilemez, aynı zamanda çevreye ve insan sağlığına tehdit oluşturur.

5. Kırmızı潮 ve alg bloomu tetikleme: Aşırı BOD, su cisimlerinineutrofolasyonuna neden olur, kırmızı潮 ve alg bloomunu tetikler, bu da su ekosistem dengesini bozar ve insan sağlığını ve içme suyunu tehdit eder.

Dolayısıyla, aşırı BOD, suyu biyolojik olarak parçalanabilir organik maddenin içeriğini dolaylı yoldan yansıtan çok önemli bir su kirliliği parametresidir. Aşırı BOD'ya sahip atık su, nehirler ve okyanuslar gibi doğal su cisimlerine boşaltılırsa, sadece su içindeki organizmaların ölümüne neden olur, ancak aynı zamanda besin zincirinde birikir ve insana ulaşır, kronik zehirlenmeye neden olur, sinir sistemi üzerinde etki eder ve karaciğer fonksiyonlarını tahrip eder. Bu nedenle, ölçüm için bir Shenchanghong BOD cihazı satın alınması gerekir. Sadece testten geçtikten sonra atık su su basına boşaltılabilir.

5. BOD'nun tedavi yöntemleri

Su içerisindeki aşırı BOD (biyokimyasal oksijen talebi) sorununu tedavi etmek için fiziksel, biyolojik ve kimyasal yöntemler gibi çeşitli yöntemler kullanmak gerekir. Aşağıdakiler bazı etkili yöntemlerdir:

1. Fiziksel yöntem:

A. Askıda olan katı maddeleri ve çamurları kaldırmak için atık suyu önişleme yapın, genellikle sedimentasyon, filtreleme veya sentrifüj gibi fiziksel yöntemler kullanılır.

B. Ekranlama ve sedimentasyon. Atık su içindeki askıda olan katı maddeleri fiziksel ekranlama ve sedimentasyon ile kaldırın. Bu katı maddeler genellikle yüksek BOD içerir.

2. Biyolojik yöntem:

A. Biyolojik tedavi, atık suyu içindeki BOD'yi çıkarmak için ana adımlardan biridir. Mikroorganizmaların metabolik kapasitesini kullanarak organik maddeleri parçalar ve BOD içeriğini azaltır. Yaygın yöntemler arasında aktif çamur yöntemi ve biofilm yöntemi bulunur.

B. Aktif çamur yöntemi: Karıştırma, havalandırma ve diğer yöntemler aracılığıyla mikroorganizmaların organik maddeleri parçalamasına uygun çevresel koşullar oluşturun.

C. Biyofilm yöntemi: Mikroorganizmaları sabit bir membrana bağlıyor ve organik maddeler, mikroorganizmalar tarafından atık suyun membrana geçtiği zaman kaldırılıyor.

D. pH değeri ayarlama: Atık suyu içindeki pH değeri, mikroorganizmaların aktivitesi ve BOD kaldırma etkisi üzerinde belirli bir etkiye sahip olup, belirli atık suunun özelliklerine göre ayarlanması gerekiyor.

E. Havalandırma ile çözünmüş oksijen artırma: Oksijen tedariki artırılarak, mikroorganizmaların aktivitesi ve atık suyu içindeki BOD'un kaldırılma verimliliği geliştirilir.

F. Artan çamur tedavisi: Biyolojik tedavi sürecinde üretilen çamur ilave olarak işlenmesi gerekiyor, bu da anaerob digestyon, aerob digestyon, su çıkarma, kurutma vb. içerir.

3. Kimyasal yöntem:

A. Kimyasal oksidasyon: Ozon, klor veya persülfat gibi oksidantları kullanarak kanalizasyondaki organik maddeleri oksidasyona tabi tutularak BOD azaltılır.

B. Flokülasyon ve kıyım: Askıda olan parçacıkların ve organik maddelerin daha büyük flokullara dönüşmesini sağlamak için flokulan ekleyin ve ardından onları kıyım yoluyla kaldırın.

4. İleri düzeyde treatment teknolojisi:

A. Anoksik amonya oksidasyon teknolojisi: Belirli koşullar altında, anoksik amonya oksidasyon bakterileri kullanılarak atık suyu içindeki amonyum azotu kaldırılır ve aynı zamanda BOD azaltılır.

B. Yapay sulandırma sistemi: Yapay sulandırma sistemlerinde bitkilerin ve mikroorganizmaların sinerjik etkisiyle organik maddeler, azot ve fosfor gibi污染物ler kaldırılır.

5. Süreç optimizasyonu:

A. SBR (Sıralı Toplu Aktif Çamurlu Süreç): Periyodik su doldurma, havalandırma, çökme ve drenaj süreçleri aracılığıyla atık su işlemenin verimliliğini artırır.

B. CAST (Döngülü Aktif Çamur Süreci): Havalandırma ve karıştırma periyodik operasyonlarını birleştirerek organik maddenin kaldırılma verimliliğini artırır.

6. Ön-ve son-işlem:

A. Kabo filtreler, ince filtreler ve kum odaları gibi önTedavi yöntemleri, organik maddelerin büyük parçacıklarını kaldırır ve ardından gelen biyolojik Tedaviye olan yükü azaltır.

B. Sonraki Tedavi: Biyolojik Tedavi sonrası, BOD (Beş Günlük Kimyasal Oksijen Talebi), filtreleme, adsorpsiyon ve diğer yöntemlerle daha da düşürülür.

Özetle, Tedavi edilmiş suyun fazla BOD sorunu, atık suyun karakteristiği, Tedavi gereksinimleri ve ekonomik koşullar gibi faktörleri kapsamlı bir şekilde değerlendirmek, uygun Tedavi yöntemleri seçmek ve Tedavi sürecindeki enerji tüketimi ve emisyonlara dikkat etmek suretiyle, Tedavi sürecinin çevresel koruma gereksinimlerini karşılamasını sağlamak gerekir.

5. BOD analizi yöntemi.

BOD analizi yöntemleri, beş günlü kültivasyon yöntemi, basınç ölçüm yöntemi, mikrobiyal elektrot yöntemi, BOD5 yöntemi, BOD20 yöntemi, biosensör yöntemi, optik oksijen sensör yöntemi, kimyasal analiz yöntemi vb.主要包括 eder. 1, ‌  Beş günlik eğitim yöntemi, yaygın olarak kullanılan bir BOD ölçüm yöntemimdir. Bu yöntem, su örneklerinin (20 ± 1 °C) koşullarında 5 gün boyunca değiştirilmesiyle ve ardından su örneği öncesi ve sonrası arasındaki oksijen içeriğindeki değişikliklerin belirlenmesiyle BOD değerini hesaplar. Kapalı sistemdeki değişiklikleri ölçerek BOD değerini hesaplamaktadır. Mikrobiyal metabolik aktiviteler tarafından oluşturulan elektrik sinyali değişiklikleri, BOD değerini belirlemek için kullanılır. Bu yöntem yüksek duyarlılığa ve doğrulukka sahiptir. BOD5 yöntemi basit ve ekonomiktir ve su kalitesi izleme alanında yaygın olarak kullanılmaktadır, ancak BOD20 kuralı su kütlelerindeki organik maddenin bozunmasını daha kapsamlı olarak değerlendirmek için uygundur ve daha doğru BOD değerlendirmesi gerektiği durumlarda uygun görülmektedir. Hızlı yanıt, basit işlem ve yüksek duyarlılık gibi avantajlara sahiptir. Kimyasal rejanların organik maddeyle olan reaksiyonları hesaplanarak BOD değeri belirlenir. Bu yöntem genellikle daha uzun bir işlem süresi ve karmaşık deney adımları gerektirir, ancak bazı özel durumlarda hala BOD değerini belirlemek için etkili bir yöntemdir. Ayrıca, farklı ülkeler ve bölgeler farklı standartlara ve gerekliliklere sahip olabilir. Bu nedenle, BOD ölçümlerinde ilgili bölgenin uygulayabileceği yöntemlere ve standartlara başvurulması gerekir ki sonuçların doğruluğu ve karşılaştırması güvence altına alınabilsin.

Lianhua Technology'nin biyolojik oksijen isteği (BOD5) analizörü, farklı basınç ölçüm prensibi üzerine tasarlanmıştır. Doğadaki organik maddelerin biyolojik bozunumu sürecini simüle eder. Kapalı bir kültür kolu içinde, kültür kolu üzerindeki hava katmanındaki oksijen, numune içindeki organik maddenin parçalanması sırasında tükettiği çözünmüş oksijeni sürekli olarak yeniler. Organik maddenin bozunması sırasında oluşan CO2 çıkarılır ve bu, kültür kolu içindeki havanın basıncını değiştirebilir. Kültür kolu içindeki hava basıncında meydana gelen değişikliği algılayarak, numune için biyolojik oksijen isteği (BOD) değeri hesaplanır. Geniş algılama aralığı, 4000mg/L'nin altındaki doğrudan test, sonuçların otomatik yazdırılması, 1-30 gün arasında seçilebilen ölçümlü döngü, basit kullanımı.