Kimyoviy kislorod talabini bilish

Kimyoviy kislorod talabini bilish

1. COD нинг таърифи.

Kimyoviy oksigen talabi (COD) su nashrlari biror shartlarda qattiq oksidant bilan mas'ul qilganda oksidant tomonidan sarflangan miqdori hisoblanadi. Bu su ichida mavjud kamayish jadvalarining miqdorini ko'rsatuvchi belgi hisoblanadi. Su ichidagi kamayish jadvalari turli organik jadvalar, nitritlar, sulfidlar, ferrous saltlari va boshqalariga kiradi, lekin asosan ular organik jadvalardan iborat. Shuning uchun, kimyoviy oksigen talabi (COD) su ichidagi organik jadvalarning miqdorini o'lchash uchun ishlatiladi. Kimyoviy oksigen talabi katta bo'lganda, organik jadvalar tomonidan su tarkibida yuz bergan murakkablashuvning darajasi ham yuqori bo'ladi. Kimyoviy oksigen talabi (COD) o'lchash usuli su nashrlaridagi kamayish jadvalarining o'lchashidan va o'lchash usulidan qaroringa bog'liq. Eng mashhur usullar orqali oksidatsiya usuli (KMnO4) va potasium dikromat (K2Cr2O7) oksidatsiya usuli. Potassium permanganate oksidatsiya usuli oksidatsiya darajasida pastroq, lekin organik maddalar miqdorini su nashrlarida nisbatan oddiy ravishda taqqoslash uchun ishlatilishi mumkin. Potassium dichromate oksidatsiya usuli oksidatsiya darajasida yuqori va yaxshi takrorlanadigan natija beradi, shuning uchun su nashrlaridagi organik maddalar umumiy miqdorini aniqlash uchun mo'ljallangan. Organik maddalar sanoat su tizimlariga juda zarar beradi. Aniqlikdan so'ng, kimyoviy oksigen talabi su ichidagi inorganik kamayish jadvalarini ham o'z ichiga oladi. Umuman olganda, suktalardagi organik maddalar miqdori inorganiklardan ko'p bo'lgani uchun, kimyoviy oksigen talabi umumiy ravishda suktalardagi organik maddalar umumiy miqdorini ifodalash uchun ishlatiladi. O'lchash shartlari bo'yicha, su ichidagi azotdan butun organik maddalar potassium permanganate tomonidan oksidatsiya qilinadi, lekin azotga ega organik maddalar oksidatsiyadan o'tkazish qiyinchroq. Shuning uchun, oksigen talabi tabiiy su yoki oson oksidatsiyaga ega organik maddalar bilan urinma suktalarni o'lchash uchun muvofiqdir, lekin murakkab tarkibdagi organik sanoat suktalari uchun kimyoviy oksigen talabi o'lchaydi.

Organik maddalar bilan ko'p to'la suv desalinatsiya tizimidan o'tganda ion almashish materiallarini, xususan anion almashish materiallarini songlangan holda zaxirlaydi, bu esa materialning almashish qabiliyatini pasaytiradi. Pretreatment (yuqoqilishi, tozalash va filtratsiya) orqali organik maddalar soni %50 gacha kamayishi mumkin, lekin ular desalinatsiya tizimida olib tashlanmaydi, shuning uchun bir necha hollarda ichkili suv orqali duvudga kirib, duvud suvi pH qiymatini pasaytiradi. Ba'zi holatlarda organik maddalar bukhari tizimiga va kondensatga ham kirib, pH ni pasaytiradi va tizim korroziasini sabablanishi mumkin. Sirkulyatsiya suv tizimida organik maddalar miqdori oshsa, bu mikrobiologik kasrni oshiradi. Shuning uchun, desalinatsiya, duvud suvi yoki sirkulyatsiya suvi tizimi uchun ham COD (himmik hisoblash usuli) eng past bo'lishi lozim, ammo bitta umumiy cheklash indeksi mavjud emas. Agar sirkulyatsiya sovuq suv tizimida COD (KMnO4 usuli) 5mg/L dan oshsa, su kachestvo buzilish boshlagan deb hisoblanadi.

Ichki suv standarti asosida, I va II sinf suvlar uchun kimyoviy oksigen talabi (COD) ≤15mg/L, III sinf suv uchun kimyoviy oksigen talabi (COD) ≤20mg/L, IV sinf suv uchun kimyoviy oksigen talabi (COD) ≤30mg/L va V sinf suv uchun kimyoviy oksigen talabi (COD) ≤40mg/L. COD qiymati oshsa, su jismoniy tarkibiga ta'sir qiladigan muhit sirlari darajasi ham oshadi.

2. COD qanday hosil bo'ladi?

COD (kimyoviy oksigen talabi) asosan su namunasidagi kuchli oksidatorlardan oksidatsiya qilinadigan maddalardan kelib chiqadi, xususan organik maddalaridan. Ushbu organik maddalar ichi suv va songlangan suvda ko'p paydalarda mavjud bo'ladi, shug'ullanib, yaqni shakarlar, masalar va ammoniya azotlari kabi. Ushbu maddalarning oksidatsiyasi suvda yopishgan oksigenna foydalanadi va shu sababli kimyoviy oksigen talabini oshiradi. Maxsus holatda:

1. Sug’urli maddalar: misol uchun, glukoz, fruktroz va boshqalar suvchoqqa oziq-ovqat ishlab chiqarish va biotibbiyot sanoatida ko‘p bo‘ladi va ular COD miqdorini oshiradi.

2. Tuzlangich va yomg‘ir: Iqtisodiy ishlab chiqarish jarayonida tuzlangich va yomg‘ir bilan chiqqan suvchoq COD konsentratsiyasini oshirishga ham sabab bo‘ladi.

3. Ammoqanrogen: Ushbu madda COD ni aniqlashga to‘g‘ri takrorlanmasa-da, ammoqanrogenning oksidatsiyasi suvchoqni tozalash jarayonida oksigeni sarflaydi va bu COD qiymatiga takrorlanuvchi ravishda ta’sir qiladi.

Shuningdek, kanalizatsiya suvida COD yaratish mumkin bo'lgan ko'plab turdagi materiallar mavjud, masalan, biologik ravishda yeyiladigan organik maddalar, sanoat organik污染物, oksidatsiyaga qarshi inorganik maddalar, biologik ravishda yeyilmaydigan ba'zi organik maddalar va mikrobiologik metabolitlar. Ushbu maddalarning oksidatsiyasi suvdagi yechilgan oksigeni sarflaydi, bu esa CODning shakllanishi bilan yakunlanadi. Shuning uchun, kimyoviy oksigen talabi suvdagi organik maddalar va oksidatsiyaga qarshi inorganik maddalarning songlangan darajada songlangan darajada songlangan darajada songlangan darajada songlangan darajada songlangan darajasini belgilash uchun muhim ko'rsatkich hisoblanadi. U, maxsus shartlarda (umuman olganda, divaniy kromat yoki divaniy mangant uzatmasidan foydalanib) oksidatorlardan foydalanib oksidatsiya va puzulishga yetarli suvdagi maddalar jami miqdorini bildiradi, ya'ni ushbu maddalar oksigenni qanday darajada sarflaydi.

1. Organik maddalar: Organik maddalar kanalizatsiya suvlaridagi CODning asosiy manbalaridan biridir, shu jumladan belgilangan organik maddalar, proteinlar, ugliseridlar va yaqinorganiklardir. Bu organik maddalar mikrobiologik jarayonlarda ko‘zga chiqarilishi mumkin.

2. Fhenolli maddalar: Fhenolli birlar ba'zi sanoat jarayonlarida suyakchilarni saqlash uchun ishlatiladi. Ular su ekologiyasiga katta ta'sir oshirishi mumkin va COD miqdorini oshiradi.

3. Alkogollar: Etanol va metanol kabi alkogollar ham ba'zi sanoat suvlaridagi CODning umumiy manbasi hisoblanadi.

4. Shakkardi maddalar: Glukoz va fruktоз kabi shakkardi birlar ba'zi ovqatgalarni qisqarish va biotibbiyot sanoatlari suvlarining umumiy tarkibiy qismini tashkil etadi va ular ham COD miqdorini oshiradi.

5. Miyor va yaq: Sanoat ushlab chiqarish jarayonida bo‘lib chiqadigan miyor va yaqli suvlar ham COD koncentrasiyasini oshirishga olib keladi.

6. Ammo尼亚 азоти: Халқа ammoния азоти COD нийлүүлэхтэй тогтмол холбоотой биш болчон, усны шууданга хийх үед ammoния азотын окисид хөдөлгөөнд оролцоход нөөц мөн зэрэг хэмжээнд тусгаж, энэ ньCOD-ийн утгагаа хоорондоо хамаарах боломжтой.

Мөн харин, COD насанга дотор байрлах органик материалд хариуцахад нь тооцоолсондоо, насанд байрлах хямдлагатай байдлын хувьд, жишээлбэл сульфид, феррум ион, натрийн сульфит гэх мэт химийн шавар бодисуудыг ч илрүүлдэг. Иймд, усны шууданга хийхэд ялгарах зам хүчинтэй загварыг ашиглахад хамгийн ихээр хамаарах боломжтой загварыг сонгох, COD-ийн утгыг бууруулж болно.

Organik maddalar CODning asosiy manbaasi hisoblanadi. Ular suyiq atrofida turib o'tadigan turli xil organik maddalar, suspenziya va yeyilmay qoladigan maddalariga ega. Suvda CODning baland miqdori suv ekologiyasiga katta xavf berishi mumkin. CODni muammosini hal qilish va nazorat etish, musirlikdan himoyalash va boshqarish uchun muhim jarayonlardan biridir. Shuning uchun, CODni aniqlash suyiq atrofda va ekologik nazoratda eng mashhur sinov usullaridan biridir.

CODni aniqlash operatsionally oson va analitik hayotiy hissa bilan tajriba qilinadi. Kimyoviy reagentlarni titrallashtirish orqali oksidatsiya mahsulotlari hosil bo'lganda, uzuvning rangining o'zgarishi yoki elektr toki yoki boshqa ishoralar orqali CODni aniqlashni amalga oshirish mumkin. COD qiymati standartdan oshgan bo'lsa, musirlikdan himoyalash uchun mos muommo hal qilinishi kerak. Qisqacha aytganda, CODning ma'nosi suv ekologiyasini himoyalash va musirlikdan himoyalashda vital ro'l oynaydi.

3. Yuqori COD ning ta'siri.

‌ COD (kimyoviy oksigen talabi) suv jismlaridagi organik mutasiyoning darajasini o'lchash uchun muhim ko'rsatkich hisoblanadi. Ushbu miqdordagi oshish sudagi oqim suv sifatiga qarama-qarshi ta'sir o'tkazishi mumkin. ‌

COD o‘lchovlari, 1 litr suvda belgilangan shartlarda oksidator sarflanishi asosida amalga oshiriladi, bu esa kamayish jihatli maddalar (asosan organik maddalar) oksidatsiya va yopishuv jarayoniga tushadi. Kamayish jihatli maddalar yopishuv jarayonida ko‘p miqdordagi ishlangan oksigeni sarflaydi, bu esa suvdagi biologik tuzumlarga oksigen yetarli bo‘lmagicha sibxab qiladi, unda ularning oddiy rivojlantishi va yashashiga ta’sir qiladi, murakkab hollarda esa ulardan katta miqdorda vafotlar sodir bo‘lishi mumkin. Shuningosta, ishlangan oksigen kamayishi suv sifatini noto‘g‘ri holga kelkazib, organik maddalar butirish va yopishuv jarayonini tezlashtiradi va ammoqanrogen kabi zaharli va domla beruvchi maddalar hosil bo‘ladi, bu esa suvdagi biologik tuzumlarga va suv sifatiga keng tarqalgan zarar yetkazishi mumkin. Uzoq muddatli organik maddalar baland kontsentratsiyali chiqish suvi bilan bog‘liq bo‘lganda, bu odamlarning sog‘ligiga ham jiddiy zarar yetkazishi mumkin, masalan, sig‘iz va ko‘z kasalliklari sabablanishi mumkin. Shuning uchun, COD oshuvi faqat suvdagi biologik tuzumlarga xavf beradi balki odamlarning sog‘ligiga ham potentsial xavf ko‘rsatadi.

Su va odam sog'ligini himoyalash uchun COD-ni oshirishdan oldini olish va boshqarish uchun effektiv tadbirlar ijro qilinishi kerak. Bu, sanoat va xotinchilik faoliyati davomida organik maddalarning sayyorlashini kamaytirish, shuningdek, su noto'g'risini tozalash va monitoringni kuchaytirish orqali sayyorlangan su kachestigi standartlarga mos keladi, bunda yaxshi su ekologik muhit saqlanadi.

COD su dagi organik maddalar miqdorining ko'rsatkichi hisoblanadi. COD oshsa, unda su organik maddalar bilan songlandi. Toksik organik maddalar suga kirganida, u faqat su ichki organizmlariga, masalan, baliklarga zarar beradi, balki taom-suyuq qatorida koncentrallashtirilishi mumkin va odam tanaiga kirib, kronsiz zaharlangishga olib kelishi ham mumkin.

COD su aniqati va ekologik muhitga katta ta'sir yetkazadi. Agar yukori COD miqdoridagi organik murolalar daryo, ko'l yoki reservuarlarga kirib, vaqtinchalik ishlab chiqilmasa, bir qancha organik maddalar su pastidagi yerda to'qilishi mumkin va yillar davomida yaqinlashadi. Bu organik maddalar su ichidagi turli hayvonlarni pozadishi mumkin va bir necha yildan keyin ham zaharlangan holatda saqlanishi mumkin. Ushbu zaharlangan holat ikki xil ta'sir ko'rsatadi:

Bir qismiga ko'ra, bu su ichidagi keng tarqalgan hayvonlarning katta sonining vafotiga olib keladi, su jismini ekologik balansini buzib tashlaydi, hatta butun daryo ekosistemasini ham to'xtatishi mumkin.

Bir qandan, zaharli mavora suv organizmlari kabi mastur va qovurgacha ichki jihatdan pastki darajada to'xtaydi. Ushbu zaharli suv organizmlarini odamlar yeyganda, ulardagi zaharlar bashqalariga kirib, yilda bir necha yil davom etadi va kanser, formaviy anomaliklar va gen mutatsiyalari kabi oldindan aytilmagan jiddiy natijalarga olib kelishi mumkin. Shu bilan birga, agar odamlar songan suvni sulish uchun ishlatilsa, sabzavotlar ham teglangan bo'ladi va odamlar uni ovqatlanish jarayonida ko'p xarmoq zaharli materiallarni tushunarli hisoblanadi.

COD o`rtasida juda yuqori bo`lganda, bu tabiiy suvning sifatini yomonlashtirishi mumkin. Sababi, suvning o`z-o`zidan tozalash jarayoni ushbu organik maddalarining uzayishi talab qiladi. COD uzayishi nechqa oksigen talab qiladi va suvdagi qayta oksigenatsiya imkoniyati talabga javob bermaydi. DO toqiqdan 0 ga past bo`lib, anerob holatga o`tadi. Anerob holatda, bu davom etib uzayadi (mikrobiologik anerob maslahatlar), va suv qora va tandiq bo`ladi (anerob mikrobiologlar juda qora ko`rinishi va sulfid hidrogen gazi bor).

4. CODni maslahatlashdirish usullari

Birinchi nuqta

Fizikiy usul: Bu usul fizikiy harakat orqali ichra suvindagi suspendirovlangan materiyani yoki ochilganlikni ajratadi, bu esa ichra suvindagi CODni olib tashlaydi. Mashhur usullar ichra suvini sedimentatsiya havzasi, filtr mashlagi, filtrlar, yaq sochqichlari, yaq-suv ajratgichlari va boshqalar orqali oldindan maslahatlashdirishga olib keladi, bu esa ichra suvindagi quydagi jismoniy qutiqni oddiy ravishda CODdan tozalaydi.

Ikkinchi nuqta

Kimyoviy usul: Bu usul, necha oqimda yutuqlarni yoki kolloidal tarkibni sifatli suvda olib tashlash uchun kimyoviy reaksiyalardan foydalanadi va sifatli suvdagi COD ni olib tashlaydi. Mashhur usullar quyidagilar: neutralizatsiya, ochish, oksidatsiya-reduktsiya, katalitik oksidatsiya, foto-katalitik oksidatsiya, mikro-elektroliz, elektrolitik flokulyatsiya, yong'ina ishlatish va hokazo.

Uchinchisi

Fiziko-kimyoviy usul: Bu usul fiziko-kimyoviy reaksiyalardan foydalanib, sifatli suvdagi yutuqlarni yoki kolloidal tarkibni olib tashlaydi. U sifatli suvdagi COD ni olib tashlaydi. Mashhur usullar quyidagilar: chelak, filtratsiya, tsentrifugatsiya, tozalash, filtratsiya, mas navbatida ajratish va hokazo.

To'rtinchisi

Biologik muamalat usuli: Bu usul mikrobiologik metabolizm orqali sifatli suvdagi organik mumkin bo'lmaydigan vositalar va biologik yoqligini oson va bahoni bo'lmagan vositalarga aylantiradi. Mashhur usullar quyidagilar: faollav santrifugatsiya usuli, biofilm usuli, anaerob biologik dajjal usuli, stabilizatsiya sharti va sabzor muamalati va hokazo.

5. COD taqdimot usuli.

Dihromat usuli

Kimyoviy oksigen talabi (KOT) ni aniqlashning standart usuli Xitoy standarti GB 11914 "Suv sifatining KOT ini dikromat usuli bilan belgilash" va dunyo miqdori standarti ISO6060 "Suv sifatining KOT ini belgilash" orqali ifodalangan. Ushbu usul yuqori oksidatsiya darajasi, yaxshi takrorlanish imkoniyati, aniqlik va ishonchli bo'lib, hozirgi kunda jahon jamoasida umumiy qabul qilingan klassik standart usul hisoblanadi.

Belgilash printsipi quyidagicha: sirkat kislotasi kislotli o'rinda, potatsium dikromat oksidator sifatida,riblyuq sulfat katalizator sifatida va qurshum sulfat esa klorid ionlarni masquaralash uchun ishlatiladi. Pishirish reaksiyasi suvining sirkat kislotasi kislotligi 9 mol/L. Pishirish reaksiya suviga 148℃±2℃ kiptish nuqtasi temperaturasi bilan kiptiriladi. Reaksiya suv yordamida sochiladi va 2 soatga qaytariladi. Pishirilgan suv tabiiy ravishda sochilgandan so'ng, suv bilan 140ml gacha singkilinadi. Ferroklorin ko'rsatkich sifatida ishlatiladi va qoldiq potatsium dikromat amoniya ferrous sulfat yechimi bilan titrallashtiriladi. Suv namunasining COD qiymati amoniya ferrous sulfat yechimi tafsiysi asosida hisoblanadi. Ishlatiladigan oksidator potatsium dikromatdir va oksidatsiya agenti seksavalent xromdir, shuning uchun bu usul dikromat usuli deb ataladi.

Maslahatli standart usul hali ham kamchiliklarga ega: ravish qurilmasi katta tadqiqot joyini egallaydi, ko'p suv va elektr energiyasini sarflaydi, katta miqdordagi reagentlardan foydalanadi, bajarilishi qiyin va katta miqdordagi uzluksiz o'lchashda tezlikda muammo bor.

Potassium permanganate usuli

COD potassium permanganate oxidatoridan foydalanib o'lchaydi va natija potassium permanganate indeksi deb ataladi.

Spektrofotometriya

Klassik standart usulga asoslangan holda, potassiyum dikromat organik materiyalni oksidatsiya qiladi va shestivalentniy krom trivalent krom yashiradi. Suv namunasi uchun KOH qiymati, suv namunasining kimyoviy oksigen talabi (KOH) qiymati va shestivalent yoki trivalent kromning absolyut qiymati orasidagi munosabatni aniqlash orqali aniqlanadi. Yuqoridagi printsipni ishlatib, eng namunaviy usullar xalqaro darajada EPA.Method 0410.4 "Avtomatik Manual Rangimetr", ASTM: D1252-2000 "Kimyoviy oksigen talabi (KOH) ni belgilash uchun spektrofotometriya usuli" va ISO15705-2002 "Suv sifati uchun kimyoviy oksigen talabi (KOH) ni aniqlash uchun kichik yopiq probirkalar usuli". Bizning mamlakatimizda birlashtirilgan usul davlat ekologik himoya idorasi tomonidan taklif etilgan "Tez yopiq katalit bo‘yicha pishirish usuli (spektrofotometriya da kiritilgan)".

Tez Pishirish Usuli

Klassik standart usul 2 soatli refleks usuli hisoblanadi. Tahlil tezligini oshirish uchun odamlar turli tez tahlil usullarini taklif qildilar. Ehtimol bo'lgan ikki asosiy usul mavjud: bitta usul, ozidantning reaksiya tizimidagi konsentratsiyasini oshirish, surxchingar kislotingi kuchligini oshirish, reaksiya haroratini oshirish va katalizatorni oshirish orqali reaksiya tezligini oshiradi. Domashnii usul GB/T14420-1993 "Kotlotnaya voda va oilaning kimyoviy oksigen talabi belgilash uchun potassiya khromat tez usuli" va Davlat Ekologiya Idoriyati tomonidan taklif etilgan muvofiq usullar "Kulometrik usul" va "Tez yopiq katalitik pishiriqlash usuli (Fotometrik usulni o'z ichiga oladi)". Xorijiy usul German standarti DIN38049 T.43 "Suvning kimyoviy oksigen talabini aniqlash uchun tez usul" bilan ta'minlangan.

Klassik standart usul bilan solishtirganda, yuqoridagi usul pishirish tizimida surx cheltak asitning kuchini 9.0 mg/L dan 10.2 mg/L gacha, reaksiya haroratini 150℃ dan 165℃ gacha va pishirish vaqti 2 soatdan 10-15 daqiqa gacha oshiradi. Ikkinchi usul esa traditsioniy termal radiatsiya orqali ishlanishni o'zgartirib, mikrotoq o'tkazma texnologiyasidan foydalanadi, bu pishirish reaksiyasi tezligini oshiradi. Mikrotoq o'tkazma pechlarining turli xil turlari va quvvati mavjud bo'lgani uchun eng yaxshi pishirish natijasiga erishish uchun birlashgan quvvat va vaqtni sinov qilish qiyin. Mikrotoq o'tkazma pechlarining narxi ham juda baland va birlashgan standart usul belgilash qiyin.

1982-yilda Lianhua Texnologiyasi kompaniyasi kimyoviy oksigen talabi (COD) uchun tez spektrofotometrik usul rivojlantirdi, bu esa "10 daqiqa pastlash, 20 daqiqa natija" usuli orqali kanalizatsiya suvlaridagi COD-ni tez taqdim etishga imkon berdi. 1992-yilda ushbu tadqiqot va rivojlanish natijalari Amerika "CHEMICAL ABSTRACTS" jurnali tomonidan dunyo kimyo sohasiga yangi kontributsiya sifatida qabul qilindi. Ushbu usul 2007-yilda Xalq Respublikasi Chinali muhofaza sanoat testlash standarti (HJ/T399-2007) bo'lib, 20 daqiqada aniqlikka erishgan COD qiymatini taqdim etdi. Bu usul ishlatishidan oddiy, qulay va tez, kam miqdordagi reaktantlarni talab qiladi, eksperimentda yaralgan mumkin bo'lgan songa qaramasdan songa ko'paytirilishni va shuningdek turli xil xarajatlarni kamaytiradi. Usulning asosiy principi, Lianhua Texnologiyasi tomonidan ishlab chiqilgan COD reaktantlari bilan to'ldirilgan suv namunasini 420 yoki 610nm dalda 165 gradusda 10 daqiqa pastlash, keyin uni 2 daqiqa sovuq qilish va 2.5ml distillirovanniy suv qo'shish. Natijani Lianhua Texnologiyasi COD tez belgilash uskunasidan foydalanib olish mumkin.