Suyun Biyokimyasal oksijen ihtiyacı hakkında bilgi sahibi

Suyun Biyokimyasal oksijen ihtiyacı hakkında bilgi sahibi

1. BOİ'nin tanımı.

Biyokimyasal oksijen ihtiyacı (genellikle BOİ olarak adlandırılır), belirli koşullar altında suda biyolojik olarak parçalanabilen organik maddeleri parçalayan mikroorganizmaların biyokimyasal reaksiyonunda tüketilen çözünmüş oksijen miktarını ifade eder. Mg/L veya yüzde, ppm olarak ifade edilir. Sudaki organik kirleticilerin içeriğini yansıtan kapsamlı bir göstergedir. Biyolojik oksidasyon süresi beş gün ise beş günlük biyokimyasal oksijen ihtiyacı (BOİ5) olarak adlandırılır ve buna bağlı olarak BOİ10 ve BOİ20 vardır.

Organik maddenin suda ayrışması iki aşamada gerçekleştirilir. İlk aşama karbon oksidasyon aşamasıdır ve ikinci aşama nitrifikasyon aşamasıdır. Karbon oksidasyon aşamasında tüketilen oksidasyon miktarına karbonizasyon biyokimyasal oksijen ihtiyacı (CBOD) denir.

Mikroorganizmaların sudaki organik bileşikleri ayrıştırırken oksijen tüketmeleri gerekir. Sudaki çözünmüş oksijen, mikroorganizmaların ihtiyaçlarını karşılamak için yeterli değilse, su kütlesi kirli bir durumdadır. Bu nedenle BOİ, sudaki organik kirlilik derecesini dolaylı olarak gösteren önemli bir göstergedir. BOİ'nin belirlenmesi sayesinde, kanalizasyonun biyolojik olarak parçalanabilirliğini ve su kütlelerinin kendi kendini temizleme kapasitesini anlayabiliriz. Değer ne kadar yüksek olursa, suda o kadar fazla organik kirletici bulunur ve kirlilik o kadar ciddi olur.

Genel olarak, mikroorganizmaların metabolizması altındaki organik maddenin bozunma süreci iki aşamaya ayrılabilir. İlk aşama, organik maddenin CO2, NH3 ve H2O'ya dönüştürülmesi sürecidir. İkinci aşama, NH3'ün daha sonra nitrit ve nitrata dönüştürülen nitrifikasyon işlemidir. NH3 zaten inorganik bir madde olduğundan, kanalizasyonun biyokimyasal oksijen ihtiyacı genellikle sadece organik maddenin biyokimyasal reaksiyon aşamasında ihtiyaç duyduğu oksijen miktarını ifade eder. Organik maddenin mikroorganizmalar tarafından bozunması sıcaklıkla ilgilidir ve biyokimyasal oksijen talebini ölçmek için genellikle standart sıcaklık olarak 20°C kullanılır. Yeterli oksijen ve sürekli karıştırma ölçüm koşulları altında, organik maddenin temel olarak aşama oksidasyon ayrışma sürecini tamamlaması genellikle 20 gün sürer, yaklaşık% 99 ve 20 günlük BOİ değeri genellikle tam BOİ değeri, yani BOİ20 olarak kabul edilir. Ancak, fiili çalışmada 20 güne ulaşmak zordur. Bu nedenle standart bir süre öngörülür, genellikle 5 gün olarak adlandırılır ki bu süre beş günlük biyokimyasal oksijen ihtiyacı olarak adlandırılır ve BOİ5 olarak kaydedilir. BOİ5, BOİ20'nin yaklaşık% 70'idir.

BOİ ve KOİ arasındaki fark, BOİ'nin biyokimyasal oksijen ihtiyacı olmasıdır; KOİ, belirli koşullar altında güçlü oksidanlar tarafından oksitlenebilen sudaki tüm kirleticilerin (organik ve inorganik maddeler dahil) miktarını ifade eden ve oksidasyon için gerekli olan mg/L oksijen cinsinden ifade edilen kimyasal oksijen talebidir. Maddeleri azaltarak su kirliliğinin derecesini yansıtabilir. Genel olarak konuşursak, kanalizasyonun KOİ'si BOİ'den daha büyüktür. Bunun nedeni, birincisinin daha iyi oksitlenmesidir. Birkaç uçucu organik bileşik, aromatik organik bileşik ve birkaç alkan dışında, genellikle oksitlenebilirler ve ayrıca inorganik maddelerin miktarının bir kısmı da vardır; BOİ ise sadece mikroorganizmalar tarafından doğrudan ayrıştırılabilen ve sudaki toksik maddeler ve bakteriler tarafından kolayca müdahale edilen organik maddeleri ifade eder. Biyokimyasal oksijen talebinin kimyasal oksijen talebine oranı, sudaki organik kirleticilerin ne kadarının mikroorganizmalar tarafından ayrıştırılmasının zor olduğunu gösterebilir. Mikroorganizmaların ayrışması zor olan organik kirleticiler çevreye daha zararlıdır.

Genel bir nehrin BOİ5'i 2mg/L'yi geçmez. 10mg / L'den yüksekse, kötü bir koku yayar. Ülkemin kapsamlı kanalizasyon deşarj standardı, fabrika satış mağazasında, BOİ ikincil atık su standardının izin verilen konsantrasyonunun 60 mg / L olduğunu ve yüzey suyu BOİ'sinin 4 mg / L'yi aşmamasını şart koşar.

BOİ5 için geleneksel test yöntemi, aşılama seyreltme yöntemidir. Spesifik yöntem, 20±1 ° C'de 5 gün boyunca kültürlemek ve sırasıyla kültürden önce ve sonra numunenin çözünmüş oksijenini ölçmektir. İkisi arasındaki fark, 5 günlük biyokimyasal oksijen ihtiyacıdır. Bu, şu anda yaygın olarak kullanılan yöntemdir.

Lianhua Technology tarafından sağlanan biyokimyasal oksijen ihtiyacı (BOİ) analizörü, diferansiyel basınç yönteminin ölçüm prensibine göre tasarlanmıştır. Cihaz, doğadaki organik maddenin biyolojik bozunma sürecini simüle eder: test şişesinin üzerindeki havadaki oksijen, suda tüketilen çözünmüş oksijeni sürekli olarak yeniler, organik maddenin bozunması sırasında üretilen CO2, sızdırmazlık kapağındaki sodyum hidroksit tarafından emilir ve basınç sensörü, herhangi bir zamanda test şişesindeki oksijen basıncındaki değişiklikleri izler. Biyokimyasal oksijen ihtiyacı BOİ'si (yani, test şişesinde tüketilen oksijen miktarı) ile gaz basıncı arasında bir korelasyon kurulur ve ardından biyokimyasal oksijen ihtiyacı BOD değeri doğrudan görüntülenir.

Geleneksel seyreltme aşılama yöntemi zahmetli ve zaman alıcıdır ve beş günlük kültür süreci sırasında denetlemek için özel bir kişi gerekir. Buna karşılık, Lianhua Technology'nin BOD analizörünün kullanımı kolaydır ve test edilmesi kolaydır. Ayarlanan kültür süresine (5 gün, 7 gün veya 30 gün gibi) ulaşıldığında, test sistemi otomatik olarak kapanır ve ölçüm sonuçlarını saklar. Aynı anda 6 veya 12 su numunesi yapabilir ve test sırasında izlemek için özel bir kişiye gerek yoktur. Ve seyreltme yönteminden daha hızlıdır. Şişeyi sürekli karıştırma durumunda tutmak, su numunesi için ek oksijen sağlayabilir ve bakterilerin organik madde ile daha fazla temas etmesine izin verebilir. Solunum ve oksijen tüketim süreci hızlandırılarak sonuçlar daha hızlı elde edilebilir. Seyreltme kültürü yöntemine eşdeğer ölçüm sonuçları 2 ila 3 gün içinde elde edilebilir. Bu ölçüm sonuçları proses kontrolü için kullanılabilir.

 

2. BOİ nasıl üretilir?

BOİ esas olarak sudaki biyolojik olarak parçalanabilen organik maddelerden gelir.‌

Biyokimyasal oksijen ihtiyacı (BOİ), suda biyolojik olarak parçalanabilen organik maddeleri belirli koşullar altında parçalayan mikroorganizmaların biyokimyasal reaksiyon sürecinde tüketilen çözünmüş oksijen miktarını ifade etmektedir. Bu organik maddeler insan ve hayvan dışkısı, gıda ve endüstriyel atıklar vb. Olabilir. Mikroorganizmaların etkisiyle suda ayrışırlar, böylece suda çözünmüş oksijen tüketirler. BOİ genellikle litre başına miligram cinsinden ölçülür veya yüzde veya ppm olarak ifade edilir. Su kütlelerindeki organik kirlilik derecesini değerlendirmek için kullanılan önemli bir su kalitesi göstergesidir. Kanalizasyondaki kirleticilerin çoğu, on milyonlarca bilinen tür ve sayısız bilinmeyen tür dahil olmak üzere organik maddelerdir. BOİ ve başka bir gösterge olan kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ), su kütlelerinin kirlilik durumunu değerlendirmek için birlikte kullanılır. BOİ, mikroorganizmalar tarafından ayrıştırılabilen organik madde miktarını ölçmeye odaklanırken, KOİ, her türlü organik ve inorganik maddenin oksidasyonunu içerir. Özetle, BOİ esas olarak sudaki biyolojik olarak parçalanabilen organik maddelerden gelir. Bu organik maddeler suda mikroorganizmalar tarafından ayrışır, böylece su kütlelerinin kendi kendini temizleme kapasitesini ve ekolojik dengesini etkiler. Biyokimyasal oksijen ihtiyacı önemli bir su kalitesi kirliliği parametresidir. Atık sularda, atık su arıtma tesislerinden çıkan atık sularda ve kontamine sularda, mikroorganizmaların organik madde kullanarak üremesi ve çoğalması için gerekli olan oksijen miktarı, parçalanabilir (mikroorganizma tarafından kullanılabilen) organik maddenin oksijen eşdeğeridir. Yüzey sularındaki kirleticiler, mikroorganizmaların aracılık ettiği oksidasyon sürecinde çözünmüş oksijeni tüketir. Tüketilen çözünmüş oksijen miktarına biyokimyasal oksijen ihtiyacı denir ve bu da dolaylı olarak sudaki biyolojik olarak parçalanabilen organik madde miktarını yansıtır. Sudaki organik madde, mikroorganizmaların biyokimyasal etkisiyle oksitlenip ayrışarak onu inorganik veya gaz haline getirdiğinde suda tüketilen toplam çözünmüş oksijen miktarını gösterir. Değer ne kadar yüksek olursa, suda o kadar fazla organik kirletici bulunur ve kirlilik o kadar ciddi olur. Evsel atık sularda ve şeker, gıda, kağıt yapımı ve lif gibi endüstriyel atık sularda askıda veya çözünmüş halde bulunan hidrokarbonlar, proteinler, yağlar, lignin vb. aerobik bakterilerin biyokimyasal etkisiyle ayrışabilen organik kirleticilerdir. Ayrışma işlemi sırasında oksijen tüketildiği için aerobik kirleticiler olarak da adlandırılırlar. Bu tür kirleticilerin çok fazlası su kütlesine boşaltılırsa, suda çözünmüş oksijen eksikliğine neden olur. Aynı zamanda organik madde, sudaki anaerobik bakterilerin ayrışması yoluyla bozulmaya neden olarak metan, hidrojen sülfür, merkaptan ve amonyak gibi kötü kokulu gazlar üreterek su kütlesinin bozulmasına ve kokmasına neden olur.

Kanalizasyondaki tüm organik maddelerin tamamen oksitlenmesi ve ayrışması yaklaşık 100 gün sürer. Tespit süresini kısaltmak için, biyokimyasal oksijen ihtiyacı genellikle test edilen su numunesinin beş gün içinde 20°C'de oksijen tüketimi ile temsil edilir, bu da BOİ5 olarak adlandırılan beş günlük biyokimyasal oksijen ihtiyacı olarak adlandırılır. Evsel kanalizasyon için, tam oksidasyon ve ayrışma için oksijen tüketiminin yaklaşık% 70'ine eşittir.

 

3. BOİ'nin etkisi.

Su kalitesi tespiti BOİ, sudaki oksijen tüketen kirleticilerin içeriğinin kapsamlı bir göstergesi olan biyokimyasal oksijen ihtiyaç ölçerin kısaltmasıdır. Aşırı BOİ'nin tehlikeleri temel olarak aşağıdaki yönlerde kendini gösterir:

 

1. Suda çözünmüş oksijen tüketimi: Aşırı BOİ içeriği, aerobik bakteri ve aerobik organizmaların üreme hızını hızlandırarak sudaki oksijenin hızla tüketilmesine ve böylece suda yaşayan organizmaların ölümüne yol açacaktır.

2. Su kalitesinin bozulması: Su kütlesinde çok sayıda oksijen tüketen mikroorganizmanın üremesi, çözünmüş oksijeni tüketecek ve organik kirliliği kendi yaşam bileşenlerine sentezleyecektir. Bu, su kütlesinin kendi kendini temizleme özelliğidir. Çok yüksek BOİ, aerobik bakterilerin, aerobik protozoaların ve aerobik protofitlerin çok sayıda çoğalmasına, hızla oksijen tüketmesine, balık ve karideslerin ölümüne neden olmasına ve çok sayıda anaerobik bakterinin çoğalmasına neden olur.

3. Su kütlelerinin kendi kendini temizleme kabiliyetini etkiler: Su kütlelerindeki çözünmüş oksijen içeriği, su kütlelerinin kendi kendini temizleme kabiliyeti ile yakından ilgilidir. Çözünmüş oksijen içeriği ne kadar düşükse, su kütlelerinin kendi kendini temizleme kabiliyeti o kadar zayıf olur.

4. Koku üretin: Çok yüksek BOİ içeriği su kütlelerinde kokuya neden olur, bu da sadece su kalitesini etkilemekle kalmaz, aynı zamanda çevredeki çevreyi ve insan sağlığını da tehdit eder.

5. Kırmızı gelgit ve alg patlamasına neden olur: Aşırı BOİ, su kütlelerinin ötrofikasyonuna neden olur, kırmızı gelgit ve alg patlamasını tetikler, bu da sucul ekolojik dengeyi tahrip eder ve insan sağlığını ve içme suyunu tehdit eder.

 

Bu nedenle, aşırı BOİ, sudaki biyolojik olarak parçalanabilen organik madde içeriğini dolaylı olarak yansıtabilen çok önemli bir su kirliliği parametresidir. Aşırı BOİ'ye sahip kanalizasyon, nehirler ve okyanuslar gibi doğal su kütlelerine boşaltılırsa, sadece sudaki organizmaların ölümüne neden olmakla kalmaz, aynı zamanda besin zincirinde birikir ve insan vücuduna girerek kronik zehirlenmelere neden olur, sinir sistemini etkiler ve karaciğerin işlevini yok eder. Bu nedenle, ölçüm için bir Shenchanghong BOD metre satın almak gerekir. Sadece testi geçtikten sonra kanalizasyon su kütlesine deşarj edilebilir.

 

5. BOİ tedavisi için yöntemler

Sudaki aşırı BOİ (biyokimyasal oksijen ihtiyacı) sorununu tedavi etmek için fiziksel, biyolojik ve kimyasal yöntemler gibi çeşitli yöntemler kullanmak gerekir. Aşağıdakiler bazı etkili yöntemlerdir:

 

1. Fiziksel yöntem:

 

A. Askıda katı maddeleri ve tortuları gidermek için genellikle çökeltme, filtrasyon veya santrifüjleme gibi fiziksel yöntemler kullanarak atık suyu ön arıtma.

 

B. Tarama ve sedimantasyon. Kanalizasyondaki askıda katı maddeleri fiziksel tarama ve çökeltme yoluyla uzaklaştırın. Bu katılar genellikle yüksek BOİ içerir.

 

2. Biyolojik yöntem:

 

A. Biyolojik arıtma, atık sudaki BOİ'yi gidermek için en önemli adımlardan biridir. Organik maddeyi ayrıştırmak ve BOİ içeriğini azaltmak için mikroorganizmaların metabolik kapasitesini kullanır. Yaygın yöntemler arasında aktif çamur yöntemi ve biyofilm yöntemi bulunur.

 

B. Aktif çamur yöntemi: Mikroorganizmaların organik maddeleri ayrıştırmasını sağlamak için karıştırma, havalandırma ve diğer yöntemlerle uygun çevre koşulları oluşturun.

 

C. Biyofilm yöntemi: Mikroorganizmaları sabit bir zara bağlayın ve atık sudaki organik madde zardan geçtiğinde mikroorganizmalar tarafından uzaklaştırılır.

D. pH değerini ayarlayın: Atık sudaki pH değeri, mikroorganizmaların aktivitesi ve BOİ giderme etkisi üzerinde belirli bir etkiye sahiptir ve belirli atık suyun özelliklerine göre ayarlanması gerekir.

E. Çözünmüş oksijeni artırmak için havalandırma: Oksijen kaynağını artırarak, mikroorganizmaların aktivitesi ve atık sudaki BOİ'nin giderim verimliliği iyileştirilir.

F. Artık çamur arıtımı: Biyolojik arıtma prosesi sırasında, üretilen çamurun anaerobik çürütme, aerobik çürütme, dehidrasyon, kurutma vb. dahil olmak üzere daha fazla arıtılması gerekir.

3. Kimyasal yöntem:

A. Kimyasal oksidasyon: Kanalizasyondaki organik maddeyi oksitlemek ve BOİ'yi azaltmak için ozon, klor veya persülfat gibi oksidanlar kullanın.

B. Flokülasyon ve yüzdürme: Asılı parçacıkların ve organik maddenin daha büyük topaklar halinde yoğunlaşmasını sağlamak için topaklaştırıcılar ekleyin ve ardından bunları yüzdürme yoluyla çıkarın.

4. Gelişmiş tedavi teknolojisi:

A. Anaerobik amonyak oksidasyon teknolojisi: Belirli koşullar altında, anaerobik amonyak oksidasyon bakterileri, kanalizasyondaki amonyak azotunu uzaklaştırmak ve aynı zamanda BOİ'yi azaltmak için kullanılır.

B. Yapılı sulak alan sistemi: İnşa edilmiş sulak alanlardaki bitki ve mikroorganizmaların sinerjik etkisi ile organik madde, azot ve fosfor gibi kirleticiler uzaklaştırılır.

5. Süreç optimizasyonu:

A. SBR (Sıralı Toplu Aktif Çamur Prosesi): Periyodik su doldurma, havalandırma, çökeltme ve drenaj işlemleri yoluyla kanalizasyon arıtımının verimliliğini artırın.

B. CAST (Dolaşımlı Aktif Çamur Prosesi): Organik maddenin giderim verimliliğini artırmak için havalandırma ve karıştırmanın periyodik çalışmasını birleştirir.

6. Tedavi öncesi ve tedavi sonrası:

A. Kaba elekler, ince elekler ve kum odaları gibi ön arıtma, büyük organik madde parçacıklarını giderir ve sonraki biyolojik arıtmanın yükünü azaltır.

B. Tedavi sonrası: Biyolojik arıtmadan sonra, BOİ filtrasyon, adsorpsiyon ve diğer yöntemlerle daha da azaltılır.

Özetle, arıtılmış sudaki aşırı BOİ sorununun, atık suyun doğası, arıtma gereksinimleri ve ekonomik koşullar gibi faktörleri kapsamlı bir şekilde göz önünde bulundurması, uygun arıtma yöntemlerini seçmesi ve arıtma işleminin çevre koruma gereksinimlerini karşıladığından emin olmak için arıtma işlemi sırasında enerji tüketimine ve emisyonlara dikkat etmesi gerekir.

5. BOD analiz yöntemi.

BOİ analiz yöntemleri esas olarak beş günlük kültür yöntemi, basınç ölçüm yöntemi, mikrobiyal elektrot yöntemi, BOİ5 yöntemi, BOİ20 yöntemi, biyosensör yöntemi, optik oksijen sensörü yöntemi, kimyasal analiz yöntemi vb. içerir.‌ Beş günlük eğitim yöntemi, yaygın olarak kullanılan bir BOİ ölçüm yöntemidir. (20 ± 1 °C) koşullarındaki su numunelerini 5 gün boyunca değiştirerek ve ardından su numunesinden önce ve sonra su numunesindeki oksijen içeriğindeki değişiklikleri belirleyerek BOİ değerini hesaplar. Kapalı sistemdeki değişimleri ölçerek, kapalı sistemdeki değişimleri ölçerek BOİ değerini hesaplamaktır. BOİ değerini belirlemek için mikrobiyal metabolik aktivitelerin neden olduğu elektrik sinyali değişir. Bu yöntem yüksek hassasiyet ve doğruluğa sahiptir. BOİ5 yöntemi basit ve ekonomiktir ve su kalitesi izleme alanında yaygın olarak kullanılırken, BOİ20 kuralı su kütlesindeki organik maddenin bozunmasını daha kapsamlı bir şekilde değerlendirebilir ve BOİ'nin daha doğru bir şekilde değerlendirilmesini gerektiren durumlar için uygundur. Hızlı tepki, basit kullanım ve yüksek hassasiyet avantajları vardır. BOİ değerini hesaplamak için kimyasal reaktifler ve organik madde arasındaki reaksiyon hesaplanır. Bu yöntem genellikle daha uzun bir çalışma süresi ve karmaşık deneysel adımlar gerektirir, ancak bazı özel durumlarda, BOD değerini belirlemek için hala etkili bir yöntemdir. Ayrıca, farklı ülkeler ve bölgeler farklı standartlara ve gereksinimlere sahip olabilir. Bu nedenle, BOİ yapılırken, ölçüm sonuçlarının doğruluğunu ve karşılaştırılabilirliğini sağlamak için alana uygulanabilir ilgili yöntemlere ve standartlara başvurmak gerekir.

 

Lianhua Technology'nin biyokimyasal oksijen ihtiyacı (BOİ5) analizörü, diferansiyel basınç ölçüm prensibine göre tasarlanmıştır. Doğadaki organik maddenin biyolojik bozunma sürecini simüle eder. Kapalı bir kültür şişesinde, kültür şişesinin üzerindeki havadaki oksijen, numunedeki organik maddenin ayrışmasıyla tüketilen çözünmüş oksijeni sürekli olarak yeniler. Organik maddenin bozunması sırasında üretilen CO2 uzaklaştırılır ve kültür şişesindeki hava basıncının değişmesine neden olur. Kültür şişesindeki hava basıncındaki değişiklik tespit edilerek, numunenin biyokimyasal oksijen ihtiyacı (BOİ) değeri hesaplanır. Geniş algılama aralığı, 4000mg / L'nin altında doğrudan test, sonuçların otomatik yazdırılması, 1-30 günlük isteğe bağlı ölçüm döngüsü, basit kullanım.