7. Qual è la domanda totale di ossigeno?
La domanda totale di ossigeno (TOD) si riferisce alla quantità di ossigeno richiesta quando si riducono le sostanze (principalmente la materia organica) in acqua vengono bruciate ad alta temperatura per diventare ossidi stabili e il risultato viene misurato in mg/L. Il valore di TOD può riflettere la quantità di ossigeno richiesto quando quasi tutta la materia organica in acqua (tra cui carbonio C, idrogeno H, ossigeno O, azoto N, fosforo P, zolfo S e altri componenti) vengono bruciate per diventare CO2, H2O, NOX, SO2 e altri componenti. Si può vedere che il valore TOD è generalmente maggiore del valore CODCR. Al momento, il mio paese non ha incluso TOD negli standard di qualità dell'acqua, ma lo applica solo nella ricerca teorica sul trattamento delle acque reflue. Il principio della determinazione di TOD è quello di iniettare una certa quantità di campione di acqua in un flusso di ossigeno con un contenuto di ossigeno noto e inviarlo in un tubo di combustione al quarzo con acciaio di platino come catalizzatore. Brucia istantaneamente ad alta temperatura di 900 ° C e la materia organica nel campione d'acqua viene ossidata, consumando l'ossigeno nel flusso di ossigeno. La quantità originale di ossigeno nel flusso di ossigeno meno l'ossigeno rimanente è la domanda totale della domanda di ossigeno. La quantità di ossigeno nel flusso di ossigeno può essere misurata dagli elettrodi, quindi la misurazione di TOD richiede solo pochi minuti.
8. Che cos'è la domanda biochimica dell'ossigeno?
Il nome completo della domanda di ossigeno biochimico è la domanda di ossigeno biochimico, che è abbreviata come BOD. Indica la quantità di ossigeno disciolto consumato nel processo di ossidazione biochimica dei microrganismi aerobici che decompongono la materia organica in acqua a una temperatura di 20oc e condizioni aerobiche, cioè la quantità di ossigeno richiesta per la stabilizzazione della materia organica biodegradabile in acqua, in Mg/L. Il BOD include non solo la quantità di ossigeno consumato dalla crescita e dalla riproduzione o dalla respirazione dei microrganismi aerobici in acqua, ma anche dalla quantità di ossigeno consumato riducendo le sostanze inorganiche come solfuro e ferro ferroso, ma la proporzione di questa parte è generalmente molto piccola. Pertanto, maggiore è il valore del corpo, più materia organica c'è nell'acqua.
In condizioni aerobiche, la decomposizione della materia organica da parte dei microrganismi è divisa in due processi: la fase di ossidazione della materia organica contenente carbonio e la fase di nitrificazione della materia organica contenente azoto. In condizioni naturali a 20 ° C, ci vogliono più di 100 giorni affinché la materia organica si ossida nella fase di nitrificazione, ovvero per ottenere una completa decomposizione e stabilizzazione. Tuttavia, in effetti, la domanda di ossigeno biochimico BOD20 di 20 giorni a 20 ° C viene spesso utilizzata per rappresentare approssimativamente la completa domanda di ossigeno biochimico. Nelle applicazioni di produzione, 20 giorni sono ancora troppo lunghi e l'ossigeno biochimico richiede BOD5 di 5 giorni a 20 ° C viene generalmente utilizzato come indicatore per misurare il contenuto di materia organica nelle acque reflue. L'esperienza mostra che il BOD5 delle acque reflue domestiche e vari liquami industriali sono circa il 70 ~ 80% del completo BOD20.
BOD5 è un parametro importante per determinare il carico degli impianti di trattamento delle acque reflue. Il valore BOD5 può essere utilizzato per calcolare la quantità di ossigeno richiesto per l'ossidazione della materia organica nelle acque reflue. La quantità di ossigeno richiesto per la stabilizzazione della materia organica contenente carbonio può essere chiamata BOD di carbonio5. Se si può verificare ulteriormente, può verificarsi una reazione di nitrificazione e la quantità di ossigeno richiesta per i batteri nitrificanti per convertire l'azoto di ammoniaca in azoto nitrato e azoto nitrito può essere chiamata BOD5 di nitrificazione 5. Gli impianti generali di trattamento delle acque reflue possono rimuovere solo BOD di carbonio5, ma non BOD5 di nitrificazione5. Poiché la reazione di nitrificazione è inevitabile nel processo di trattamento biologico di rimozione del BOD 5, il valore misurato di BOD5 è superiore al consumo effettivo di ossigeno della materia organica.
La misurazione BOD richiede molto tempo e la misurazione BOD5 comunemente utilizzata richiede 5 giorni, quindi può essere generalmente utilizzata solo per la valutazione dell'effetto del processo e la regolazione del processo a lungo termine. Per un impianto specifico per il trattamento delle acque reflue, è possibile stabilire la correlazione tra BOD5 e CODCR e il valore BOD5 può essere stimato approssimativamente da CODCR per guidare la regolazione del processo di trattamento.
9. Che cos'è la domanda di ossigeno chimico?
La domanda di ossigeno chimico è la domanda di ossigeno chimico in inglese. Si riferisce alla quantità di ossigeno convertito dall'ossidante consumato dalla reazione della materia organica in acqua con ossidanti forti (come dicromato di potassio, permanganato di potassio, ecc.) In determinate condizioni, misurato in mg/L di ossigeno.
Quando il dicromato di potassio viene usato come ossidante, quasi tutta (90%~ 95%) la materia organica nell'acqua può essere ossidata. La quantità di ossigeno convertito dall'ossidante consumato è ciò che è comunemente chiamato domanda di ossigeno chimico, spesso abbreviata come CODCR (vedere GB 11914--89 per metodi di analisi specifici). Il valore del CODCR delle acque reflue non include solo il consumo di ossigeno per l'ossidazione di quasi tutta la materia organica nell'acqua, ma include anche il consumo di ossigeno per l'ossidazione della riduzione delle sostanze inorganiche come nitrito, sale ferroso e solfuro nell'acqua.
10. Che cos'è l'indice del permanganato di potassio (consumo di ossigeno)?
La domanda di ossigeno chimica misurata usando il permanganato di potassio come ossidante si chiama indice permanganato di potassio (vedere GB 11892--89 per metodi di analisi specifici) o consumo di ossigeno, abbreviato come CODMN o OC in inglese e l'unità è Mg/L.
Poiché il permanganato di potassio ha una capacità di ossidante più debole rispetto al dicromato di potassio, il valore specifico del CODMN indice del permanganato di potassio dello stesso campione di acqua è generalmente inferiore al suo valore di CODCR, cioè CODMN può solo indicare il contenuto di sostanze organiche o inorganiche che sono facilmente ossidate nell'acqua. Pertanto, il mio paese e molti paesi come l'Europa e gli Stati Uniti usano CODCR come indicatore completo per il controllo dell'inquinamento organico e usano solo il CODMN indice permanganato di potassio come indicatore per valutare e monitorare il contenuto organico dei corpi delle acque superficiali come acqua di mare, fiumi, laghi o acqua potabile.
Poiché il permanganato di potassio non ha quasi alcun effetto ossidante su sostanze organiche come benzene, cellulosa, acidi organici e aminoacidi e il dicromato di potassio può ossidare quasi tutte queste sostanze organiche, è più appropriato usare CODCR come parametro per indicare il grado di inquinamento da acque reflue e controllare il processo di trattamento della luce. Tuttavia, poiché l'indice del permanganato di potassio CODMN è semplice e rapido da determinare, il CODMN è ancora usato per indicare il grado di inquinamento, ovvero la quantità di materia organica in esso, quando si valuta la qualità dell'acqua delle acque superficiali relativamente pulite.
11. Come determinare la biodegradabilità delle acque reflue analizzando il suo BOD5 e CODCR?
Quando l'acqua contiene materia organica tossica, il valore BOD5 nelle acque reflue non può essere determinato accuratamente. Il valore CODCR può determinare in modo più accurato il contenuto della materia organica nell'acqua, ma il valore CODCR non può distinguere tra sostanze biodegradabili e non biodegradabili. Le persone sono abituate a utilizzare il BOD5/CODCR delle acque reflue per determinarne la biodegradabilità. Si ritiene generalmente che se il BOD5/CODCR delle acque reflue è maggiore di 0,3, può essere trattato mediante biodegradazione. Se il BOD5/CODCR delle acque reflue è inferiore a 0,2, solo altri metodi possono essere considerati per il trattamento.
12. Qual è la relazione tra BOD5 e CODCR?
La domanda di ossigeno biochimico BOD5 indica la quantità di ossigeno richiesta per la decomposizione biochimica degli inquinanti organici nelle acque reflue, che può spiegare direttamente il problema in senso biochimico. Pertanto, BOD5 non è solo un importante indicatore di qualità dell'acqua, ma anche un parametro di controllo estremamente importante nel trattamento biologico delle acque reflue. Tuttavia, BOD5 è anche soggetto a alcune limitazioni nel suo utilizzo. In primo luogo, il tempo di misurazione è relativamente lungo (5 giorni), che non può riflettere e guidare il funzionamento delle apparecchiature per il trattamento delle acque reflue in modo tempestivo. In secondo luogo, poiché alcuni liquami industriali non hanno le condizioni per la crescita e la riproduzione microbica (come la presenza di materia organica tossica), il suo valore BOD5 non può essere misurato.
La domanda di ossigeno chimica CODCR riflette il contenuto di quasi tutta la materia organica e riduce la materia inorganica nelle acque reflue, ma non può spiegare direttamente il problema in senso biochimico come il BOD5 della domanda di ossigeno biochimico5. In altre parole, il valore CODCR delle acque reflue può determinare accuratamente il contenuto di materia organica in acqua, ma il valore CODCR non può distinguere tra materia organica biodegradabile e materia organica non biodegradabile.
Il valore di CODCR della domanda di ossigeno chimico è generalmente superiore al valore BOD5 della domanda di ossigeno biochimico e la differenza tra loro può riflettere approssimativamente il contenuto della materia organica nelle acque reflue che non può essere degradata dai microrganismi. Per le acque reflue con componenti inquinanti relativamente fissi, esiste generalmente una certa relazione proporzionale tra CODCR e BOD5 e possono essere calcolate l'una dall'altra. Inoltre, la determinazione del CODCR richiede meno tempo. Secondo il metodo di reflusso standard nazionale per 2 ore, ci vogliono solo 3 ~ 4 ore dal campionamento ai risultati, mentre ci vogliono 5 giorni per determinare il valore BOD5. Pertanto, il CODCR viene spesso utilizzato come indicatore di controllo nella gestione delle operazioni di trattamento delle acque reflue.
Per guidare il funzionamento di produzione il prima possibile, alcuni impianti di trattamento delle acque reflue hanno anche formulato standard aziendali per determinare CODCR mediante reflusso per 5 minuti. Sebbene i risultati misurati abbiano determinati errori con il metodo standard nazionale, poiché l'errore è un errore sistematico, i risultati del monitoraggio continuo possono riflettere correttamente la tendenza effettiva delle variazioni della qualità dell'acqua e il tempo di determinazione può essere ridotto a meno di 1 ora, che fornisce una garanzia tempestiva di emposizioni di eplicazioni di eplicazione dei gravi del trattamento dei bei di trattamento dei bei di trattamento dei bevande di cura.
13. Quali sono le precauzioni per la determinazione del CODCR?
La determinazione del CODCR utilizza il dicromato di potassio come ossidante, solfato d'argento come catalizzatore in condizioni acide, ebollizione e reflusso per 2 ore e determina il consumo di dicromato di potassio, che viene quindi convertito in consumo di ossigeno (GB11914--89). Dicromato di potassio, solfato mercurico e acido solforico concentrato sono usati nella determinazione del CODCR. Sono altamente tossici o corrosivi e devono essere riscaldati e riflusso. Pertanto, l'operazione deve essere eseguita in un cofano e deve essere molto attento. Il liquido di scarto deve essere recuperato e trattato separatamente.
Al fine di promuovere la piena ossidazione della riduzione delle sostanze in acqua, il solfato d'argento deve essere aggiunto come catalizzatore. Al fine di rendere uniformemente distribuito il solfato d'argento, il solfato d'argento dovrebbe essere sciolto in acido solforico concentrato. Dopo che è completamente sciolto (circa 2 giorni), viene aggiunto al pallone conico insieme all'acidificante acido solforico. Il metodo di test standard nazionale stabilisce che per ciascuna determinazione del CODCR (20 ml di campioni di acqua), ma per i dati rilevanti mostrano che per i dati relativi al campione di CODCR), ma per i dati relativi all'acqua generale, aggiungendo 0,3GAG2SO4/30MLH2SO4 e non è necessario utilizzare più solfati d'argento. Per i campioni di liquami che vengono frequentemente misurati, in caso di confronto sufficiente di dati, la quantità di solfato d'argento può essere adeguatamente ridotta.
Il CODCR è un indicatore del contenuto di materia organica nelle acque reflue, quindi il consumo di ossigeno di ioni cloruro e sostanze a riduzione inorganica deve essere rimosso durante la misurazione. Per l'interferenza di sostanze riducenti inorganiche come Fe 2+ e S2-, il valore di CODCR misurato può essere corretto dalla domanda di ossigeno teorico in base alla concentrazione misurata. L'interferenza degli ioni cloruro CL-1 è generalmente rimossa dal solfato mercurico. Quando l'importo aggiuntivo è 0,4 GHGSO4 per campione d'acqua da 20 ml, è possibile rimuovere l'interferenza di ioni cloruro da 2000 mg/L. Per campioni di liquami con componenti relativamente fissi che vengono frequentemente misurati, se il contenuto di ioni cloruro è basso o un campione di acqua con un fattore di diluizione più elevato viene utilizzato per la misurazione, la quantità di solfato mercurico può essere adeguatamente ridotta.
14. Qual è il meccanismo catalitico del solfato d'argento?
Il meccanismo catalitico del solfato d'argento è che i composti idrossilici nella materia organica vengono prima ossidati in acidi carbossilici mediante dicromato di potassio in un forte mezzo acido e gli acidi grassi generati dalla materia organica idrossile reagiscono con solfato d'argento per generare argento acido grasso. A causa dell'azione degli atomi d'argento, il gruppo carbossilico genera facilmente anidride carbonica e acqua e allo stesso tempo genera un nuovo argento acido grasso, ma il suo atomo di carbonio è uno in meno del primo. Questo ciclo ripete e ossida gradualmente tutta la materia organica in anidride carbonica e acqua.
15. Quali sono le precauzioni per la determinazione BOD5?
La determinazione BOD5 di solito adotta il metodo di diluizione e inoculazione standard (GB 7488--87). L'operazione consiste nel posizionare il campione d'acqua dopo la neutralizzazione e la rimozione di sostanze tossiche e diluizione (aggiungere una quantità adeguata di soluzione di inoculazione contenente microrganismi aerobici se necessario) in una bottiglia di coltura e coltivarlo al buio a 20 ° C per 5 giorni. Misurando il contenuto di ossigeno disciolto nel campione d'acqua prima e dopo la coltura, viene calcolato il consumo di ossigeno entro 5 giorni e quindi il BOD5 viene ottenuto in base al multiplo di diluizione.
La determinazione del BOD5 è il risultato di reazioni biologiche e chimiche. Deve essere eseguito rigorosamente in conformità con le specifiche operative. La modifica di qualsiasi condizione influenzerà l'accuratezza e la comparabilità dei risultati della determinazione. Le condizioni che influenzano la determinazione del BOD5 comprendono il valore del pH, la temperatura, le specie microbiche e la quantità, il contenuto di sale inorganico, i multipli di ossigeno disciolto e diluizione.
Il campione d'acqua per i test BOD5 deve essere riempito e sigillato nella bottiglia di campionamento e conservato in frigorifero a 2-5 ° C fino all'analisi. In generale, il test deve essere eseguito entro 6 ore dal campionamento. In ogni caso, il tempo di conservazione del campione d'acqua non può superare le 24 ore.
Nel determinare il BOD5 delle acque reflue industriali, poiché le acque reflue industriali di solito hanno un basso contenuto di ossigeno disciolto e la maggior parte dei suoi componenti sono materia organica biodegradabile, al fine di mantenere lo stato aerobico nella bottiglia di coltura, il campione di acqua deve essere diluito (o inoculato e diluito). Questa operazione è la più grande caratteristica del metodo di diluizione standard. Per garantire l'affidabilità dei risultati misurati, il consumo di ossigeno del campione di acqua diluita per 5 giorni di coltura deve essere maggiore di 2 mg/L e l'ossigeno disciolto residuo deve essere maggiore di 1 mg/l.
L'inoculo viene aggiunto per garantire che una certa quantità di microrganismi degrada la materia organica nell'acqua. La quantità di inoculo è preferibilmente tale che il consumo di ossigeno in 5 giorni è inferiore a 0,1 mg/L. Quando si utilizza acqua distillata preparata da un distillatore di metallo come acqua di diluizione, è necessario controllare il contenuto di ioni metallici in esso per evitare di inibire la riproduzione e il metabolismo dei microrganismi. Per garantire che l'ossigeno disciolto nell'acqua di diluizione sia vicino alla saturazione, se necessario, può essere introdotto l'aria purificata o l'ossigeno puro, e quindi collocato in un incubatore da 20 ° C per un certo periodo di tempo per bilanciarlo con la pressione parziale dell'ossigeno nell'aria.
Il multiplo di diluizione è determinato in base al principio secondo cui il consumo di ossigeno in 5 giorni di coltura è maggiore di 2 mg/L e il restante ossigeno disciolto è maggiore di 1 mg/L. Troppo grande o troppo piccolo un multiplo di diluizione comporterà un guasto al test. Inoltre, a causa del lungo ciclo di analisi BOD5, una volta che si verifica una situazione simile, è impossibile ripetere il test del campione originale. Quando inizialmente si misura il BOD5 di una certa acque reflue industriali, il suo CODCR può essere misurato per primo, quindi i dati di monitoraggio rilevanti delle acque reflue con una qualità dell'acqua simile possono essere consultati e riferiti a determinare in modo preliminare il valore BOD5/CODCR del campione d'acqua da testare e la gamma approssimativa di BOD5 può essere calcolata e la diluizione può essere determinata di conseguenza.
Per i campioni di acqua contenenti sostanze che inibiscono o uccidono le attività metaboliche dei microrganismi aerobici, i risultati della misurazione diretta di BOD5 usando metodi convenzionali si discuteranno dal valore effettivo e il corrispondente pretrattamento deve essere eseguito prima della misurazione. Queste sostanze e fattori che influenzano la misurazione BOD5 includono metalli pesanti e altre sostanze tossiche inorganiche o organiche, sostanze ossidanti come cloro residuo e valori di pH troppo alti o troppo bassi.