Vad är COD? Varför är COD en viktig indikator vid rening av avloppsvatten?
Inom industriell produktion och kommunal avloppsrening,COD (kemiskt syrebehov)är en av de viktiga vattenkvalitetsindikatorer som används för att utvärdera graden av organisk förorening i en vattenförekomst.
Det engelska namnet för COD är Chemical Oxygen Demand. Enkelt uttryckt används COD för att representera mängden oxidant som förbrukas när reducerande ämnen i ett vattenprov oxideras av en stark oxidant under vissa förhållanden.
Reducerande ämnen i vatten är inte begränsade till organiskt material; de kan också inkludera nitriter, sulfider, järnsalter och andra. Men i de flesta industriavloppsvatten är halten organiskt material vanligtvis betydligt högre än i andra reducerande ämnen. Därför kan COD generellt användas som en viktig referensindikator för att bestämma den organiska föroreningsbelastningen av avloppsvatten.
Ur avloppsvattenreningsteknikens perspektiv är COD inte bara ett laboratorietestnummer; det är också nära relaterat till avloppsvattnets biologiska nedbrytbarhet, valet av reningsprocesser, luftningskrav, kemikaliedosering och om det slutliga utsläppet uppfyller regulatoriska standarder.
Därför, innan du utför industriell avloppsrening eller konstruerar ett avloppsvattenreningssystem, är en korrekt förståelse av den inflytande COD-koncentrationen en viktig grund för att fastställa reningsplanen.
Vad betyder ett högt COD-värde?
Generellt sett gäller att ju högre COD-koncentrationen är, desto mer reducerande ämnen i vattnet som behöver oxideras.
När en stor mängd organiskt material kommer in i en vattenförekomst, förbrukar mikroorganismer en stor mängd löst syre i processen att bryta ner detta organiska material. Om föroreningsbelastningen fortsätter att öka kan det leda till syrebrist i vattenförekomsten och därigenom påverka det akvatiska ekosystemet.
Därför har kontrollen av COD i avloppsvattenrening i allmänhet betydande betydelse i följande aspekter:
Bedömning av organiska föroreningar
COD hjälper ingenjörspersonal att snabbt bedöma den totala belastningen av organiska föroreningar i avloppsvatten, vilket ger en referens för efterföljande processdesign.
Bedömning av biokemiskt behandlingstryck
För system som använder processer som aktiverat slamprocess, biofilmprocess eller anaerob behandling, påverkar den inkommande COD direkt behandlingsbelastningen av mikroorganismerna.
Hjälpa till med att fastställa behandlingsprocesser
COD från olika källor har olika sammansättning.
Till exempel kan COD i matavloppsvatten huvudsakligen komma från fett, stärkelse, sockerarter och proteiner; COD i papperstillverkningsavloppsvatten kan vara relaterat till ämnen som cellulosa, lignin och hartser.
Därför kan behandlingsprocessen inte väljas enbart baserat på det numeriska COD-värdet; det måste analyseras heltäckande i kombination med BOD, suspenderade fasta ämnen (SS), pH, chroma, TDS och specifika föroreningssammansättningar.
Hur bestäms COD?
COD-testning är en av de grundläggande uppgifterna vid drift och hantering av avloppsvattenrening.
Som introducerat i det bifogade materialet inkluderar vanliga COD-bestämningsmetoder för närvarande:
Sur kaliumpermanganatoxidationsmetod
Kaliumdikromatoxidationsmetod
Grundprincipen för båda metoderna är att använda en oxidant för att oxidera reducerande ämnen i vattenprovet, och sedan beräkna COD baserat på mängden oxidant som förbrukas.
1. Oxidationsmetod för surt kaliumpermanganat
Kaliumpermanganatlösning tillsätts till vattenprovet under sura förhållanden, upphettas till kokning och hålls under en viss period, följt av titrering med natriumsulfitlösning för att erhålla COD-värdet genom relevanta beräkningar.
Denna metod är mer lämplig för naturligt vatten eller allmänt avloppsvatten som innehåller lätt oxiderbart organiskt material.
2. Kaliumdikromatoxidationsmetod
Kaliumdikromatmetoden innebär att man tillsätter kaliumdikromat och koncentrerad svavelsyra till vattenprovet. Efter uppvärmning för reaktion används en ammoniumjärnsulfatlösning för titrering, och COD beräknas baserat på förbrukningen av kaliumdikromat.
Jämfört med den sura kaliumpermanganatoxidationsmetoden kan kaliumdikromatmetoden oxidera en större mängd organiskt material och har därmed starkare tillämpbarhet för COD-testning av industriellt avloppsvatten med mer komplexa sammansättningar.
I verklig konstruktion bör lämplig testmetod väljas enligt vattenprovstyp, testmetoder och tillämpliga standarder.
COD-standarder och kontrollkrav för olika avloppsvatten
COD-utsläppskraven varierar beroende på vattenkroppstyp, industri och specifika utsläppsstandarder.
Referensdata som tillhandahålls i det bifogade materialet inkluderar:
Ytvatten COD-krav: 15–40 mg/L
Krav på avloppsvatten COD: 50–500 mg/L
Pappersindustrins COD-utsläppsstandard: 200 mg/L
Livsmedelsindustrins COD-utsläppsstandard: 300 mg/L
Kemisk industri COD-utsläppsstandard: 400 mg/L
Det bör särskilt noteras att faktiska ingenjörsprojekt inte kan avgöra om utsläpp är tillåtet enbart baserat på ett allmänt COD-numeriskt värde; bekräftelse måste göras i enlighet med gällande nationella standarder, lokala standarder, industristandarder och specifika krav för miljökonsekvensbedömning (MKB) för projektplatsen.
För företag är nyckeln till att behandla överdriven COD inte bara att tillsätta en viss kemikalie, utan att först klargöra källan till COD, föroreningssammansättning och målkrav för utsläpp, och sedan fastställa en lämplig kombinerad process.
Vilka effekter ger överdriven COD?
När avloppsvatten COD förblir på en hög nivå under en lång tid, kommer det att ge flera effekter på vattenmiljön och avloppsvattenreningssystemet.
1. Utarmning av löst syre i vattendrag
En stor mängd organiskt material som kommer in i en vattenförekomst kommer att brytas ned av mikroorganismer. Denna process kräver förbrukning av en stor mängd löst syre.
Om den organiska föroreningsbelastningen är för hög kan det orsaka syrebrist i vattenförekomsten och därmed påverka fiskar och andra vattenlevande organismers normala överlevnad.
2. Påverka den sensoriska kvaliteten på vattenförekomster
En högre organisk föroreningsbelastning kan åtföljas av problem som färgning, grumlighet och lukt, vilket minskar genomskinligheten i vattenförekomsten och påverkar den övergripande kvaliteten på vattenmiljön.
3. Öka drifttrycket i avloppsvattenreningssystem
För industriella avloppsreningsverk innebär en högre inflytande COD en högre organisk belastning.
Om det biokemiska systemets designkapacitet är otillräcklig kan följande problem uppstå:
För hög belastning i biokemisk tank
Ökat behov av löst syre
Onormala slamförhållanden
Instabilt avloppsvatten COD
Ökat tryck på efterföljande avancerad behandling
Därför bör COD-kontroll löpa genom flera stadier av avloppsvattenreningssystemet, inklusive förbehandling, biokemisk rening och avancerad rening.
Hur kan man minska COD? Tre huvudsakliga behandlingsmetoder
Kärnkonceptet för att minska COD är att separera, oxidera, omvandla eller biologiskt bryta ned organiska föroreningar i vatten genom fysiska, kemiska och biologiska metoder.
I verklig teknik finns det sällan en enda process som är tillämplig på alla typer av hög-COD-avloppsvatten. Därför måste kombinerad design utföras enligt avloppsvattnets egenskaper.
1. Fysisk metod: Separation först, sedan minskning av efterföljande behandlingsbelastning
Fysisk behandling använder främst metoder som sedimentering, filtrering, adsorption och förångning för att separera föroreningar från vatten.
Vanlig fysisk förbehandlingsutrustning inkluderar:
Barskärmar
Sedimentationstankar
Filtreringsutrustning
Olje-vattenavskiljare
Utjämningstankar
Luftflotningsutrustning
Fördelen med fysisk behandling är att processen är relativt enkel och snabbt kan avlägsna vissa suspenderade ämnen, flytande oljor, sediment och andra föroreningar.
Men för organiska föroreningar som verkligen är lösta i vatten är det vanligtvis svårt att enbart förlita sig på fysiska metoder att få bort det. därför måste de ofta kombineras med biokemisk behandling eller avancerade behandlingsprocesser.
2. Kemisk metod: Snabb behandling av eldfasta föroreningar
Kemisk behandling använder huvudsakligen reaktioner som oxidation, reduktion, klorering och flockning för att omvandla föroreningar eller bilda ämnen som är lätta att separera.
Till exempel, i vissa industriella avloppsvatten med hög-COD, om det finns en stor mängd eldfast biologiskt nedbrytbart organiskt material, kan man överväga att förbättra behandlingsbarheten för föroreningar genom avancerad oxidation och andra metoder.
Kemisk behandling har i allmänhet snabb reaktionshastighet och hög behandlingseffektivitet, men kemikalieförbrukning, driftskostnader och kontroll av biprodukter måste också vara nyckelfaktorer i teknisk design.
För avloppsvatten som innehåller en stor mängd suspenderade ämnen och kolloidala föroreningar kan koagulering och flockning också fungera som en viktig länk vid förbehandling eller avancerad rening.
3. Biologisk metod: Använda mikroorganismer för att bryta ned organiskt material
Biologisk rening är en av de viktiga metoderna för att avlägsna COD från industriellt avloppsvatten.
Dess grundläggande princip är att använda mikroorganismers metaboliska verkan för att omvandla biologiskt nedbrytbart organiskt material till koldioxid, vatten och andra oorganiska ämnen.
Vanliga biologiska behandlingsmetoder inkluderar:
Aerob aktivt slamprocess
Anaerob matsmältning
Biofilmprocess
Andra biokemiska behandlingsprocesser
För avloppsvatten med god biologisk nedbrytbarhet har biologisk rening vanligtvis fördelen av relativt lägre driftskostnader.
Biologiska system är dock ganska känsliga för temperatur, pH, löst syre, näringsförhållanden och förändringar i inflytande belastning. Därför kräver COD-borttagning från industriellt avloppsvatten processdesign kombinerat med faktisk vattenkvalitet, snarare än att bara kopiera standardprocedurer.
Varför kräver hög-COD-avloppsvatten kombinerade processer?
I verklig teknik är COD-källor ofta relativt komplexa.
Till exempel kan ett industriavloppsvatten samtidigt innehålla suspenderade fasta ämnen, kolloider, organiskt material, fett, kromatografi och eldfasta föroreningar. Om bara en enda reningsmetod används är det svårt att ta emot olika föroreningar.
Därför en komplett uppsättning avreningsutrustning för avloppsvattenkan i allmänhet ställas in enligt föroreningsegenskaper:
Förbehandling-Biokemisk behandling-Avancerad behandling -Slambehandling
En sådan kombinationsmetod kan först minska föroreningsbelastningen, sedan ta bort biologiskt nedbrytbart organiskt material genom biokemiska processer och slutligen använda avancerad rening för att ytterligare förbättra kvaliteten på avloppsvattnet.
Det är också därför avloppsvattenreningsprojekt inte bara kan titta på "vad COD är", utan också måste förstå:
BOD
TORSK
SS
pH
TDS
Chroma
Fett
Vattentemperatur
Avloppsvattenkälla
Krav på utsläpp eller återanvändning
Endast genom att erhålla relativt fullständiga vattenkvalitetsdata kan processen för avlägsnande av COD väljas mer rimligt.
Fallstudie för papperstillverkning av avloppsvatten COD Treatment
I det bifogade fallet kommer avloppsvattnet från ett pappersbruk huvudsakligen från produktionsprocesser som pappersmaskiner, uppslagare och blekmaskiner.
Avloppsvattnet innehåller en stor mängd organiskt material som cellulosa, lignin, hartser och fett, och den inkommande COD når:
1000 mg/L
Det nationella standardreferensvärdet som antas i det bifogade fallet är:
200 mg/L
Därför kan detta avloppsvatten inte släppas ut direkt och kräver systematisk rening.
Behandlingsplan
För detta avloppsvatten för papperstillverkning antog projektet:
Förbehandlingssystem + Biokemiskt behandlingssystem + Avancerat behandlingssystem + Slambehandlingssystem
I förbehandlingssteget användes fysikaliska metoder som stångsilar, sedimentering och filtrering för att avlägsna suspenderade fasta ämnen, sediment och flytande olja, vilket minskade COD med ungefär:
30%
Därefter gick det in i det biokemiska behandlingsstadiet, där aeroba aktiverade slamprocesser användes för att bryta ned organiska föroreningar via mikroorganismer, vilket ytterligare minskade COD med ungefär:
70%
Efteråt antogs ozonoxidation som ett avancerat behandlingsmedel för att ytterligare oxidera eldfast organiskt material och kromaämnen, vilket minskar COD med ungefär:
10%
Slam awattnades genom en filterpress för att minska slamvolymen och vikten, vilket underlättade efterföljande transport och bortskaffande.
Slutlig behandlingseffekt
Efter behandling med den kompletta uppsättningen av reningsutrustning för avloppsvatten:
COD reducerades från 1000 mg/L till 150 mg/L.
I det bifogade fallet uppfyllde den slutliga COD kraven, medan indikatorer som kromatografi, grumlighet och lukt också förbättrades avsevärt.
Det här fallet illustrerar att för hög-COD-avloppsvatten för papperstillverkning kan den rationella konfigurationen av förbehandling, biokemisk behandling och avancerad rening bilda en fler-väg för avlägsnande av COD.
Livsmedelsbearbetning avloppsvatten COD-behandling Fallstudie
Ett annat fall kommer från livsmedelsindustrin.
Avloppsvatten från denna livsmedelsanläggning genereras huvudsakligen från processer som livsmedelsbearbetning, rengöring och desinfektion, som innehåller organiskt material som fett, stärkelse, sockerarter och proteiner.
Den inflytande COD i fallet nådde:
800 mg/L
Livsmedelsindustrins COD-standardreferensvärde i bilagan är:
300 mg/L
Därför måste detta avloppsvatten genomgå ytterligare rening för att uppfylla utsläppskraven.
Behandlingsplan
Detta projekt antog:
Förbehandlingssystem + Biokemiskt behandlingssystem + Avancerat behandlingssystem + Slambehandlingssystem
Först användes utrustning som olje-vattenavskiljare, utjämningstankar och luftflotationsmaskiner för att behandla fett, suspenderade ämnen och avskum, vilket minskade COD med ungefär:
40%
Efteråt antogs en anaerob rötningsprocess för att omvandla vissa organiska föroreningar till biogas och oorganiska salter genom inverkan av anaeroba mikroorganismer, vilket minskade COD med ungefär:
50%
I det avancerade behandlingsstadiet användes en biofilmprocess för att ytterligare avlägsna kvarvarande organiskt material, vilket minskade COD med ungefär:
10%
Slutligen behandlades slam via en avvattningsmaskin för att minska slamvolymen och vikten.
Slutlig behandlingseffekt
Efter behandling med hela behandlingssystemet:
COD reducerades från 800 mg/L till 200 mg/L.
Enligt det bifogade fallet uppfyllde detta behandlingsresultat de standardkrav som antagits av ärendet, samtidigt som indikatorer som kromatografi, grumlighet och lukt också förbättrades.
Hur väljer man en lämplig COD-behandlingsplan?
COD-sammansättningen av avloppsvatten som produceras av olika industrier varierar kraftigt.
När man väljer en COD-reningsplan för avloppsvatten kan därför inte bedömningar göras enbart baserat på den höga eller låga COD-koncentrationen.
Till exempel:
Matavloppsvatten:Kräver generellt fokus på organiska föroreningar som fett, proteiner, sockerarter och stärkelse; Man kan överväga att kombinera förbehandling med anaeroba och aeroba biokemiska processer.
Avloppsvatten för papperstillverkning:Kräver uppmärksamhet på föroreningar som cellulosa, lignin, hartser och kroma; kräver vanligtvis en kombination av förbehandling, biokemisk behandling och avancerad behandling.
Kemiskt avloppsvatten:Föroreningssammansättningen kan vara mer komplex; det är nödvändigt att ytterligare analysera eldfast organiskt material, giftiga ämnen, salthalt och andra karakteristiska föroreningar innan man bestämmer lämplig behandlingsteknik.
Därför bör verkligt professionella reningsplaner för industriellt avloppsvatten upprättas baserat på vattenkvalitetsanalys och reningsmål.
Hur tillhandahåller ECOLINK TECHNOLOGY lösningar för avloppsvattenrening?
ECOLINK TECHNOLOGY är specialiserat på leverans av vattenreningskemikalier(PAM & PAC) ochvattenbehandlingsutrustning, förse industrikunder med produktmatchning, teknisk support och en{0}}vattenreningstjänster.
För olika typer av industriavloppsvatten kan vi hjälpa till med att analysera lämpliga reningsanvisningar baserat på vattenkvalitetsdata, reningsvolym och slutliga utsläpp eller återanvändningskrav från kunderna.
Tjänstens innehåll kan omfatta:
Utrustning för behandling av avloppsvatten
Industriella reningssystem för avloppsvatten
Vattenbehandlingskemikalier
Koagulations- och flockningsbehandling
Biokemiska behandlingssystem
Avancerade behandlingssystem
Slambehandling
RO/UF/EDI och annan vattenbehandlingsutrustning
Projekt produktmatchning
Teknisk datasupport
Provprovning och produktutvärdering
För industriella kunder som behöver minska COD, rekommenderas det att tillhandahålla så fullständiga vattenkvalitetsdata som möjligt i ett tidigt skede av projektet, inklusive influent COD, BOD, SS, pH, TDS, chroma, reningsvolym och målavloppsindikatorer.
ECOLINK TECHNOLOGY kan hjälpa till att bedöma om fysisk, kemisk eller biologisk behandling, eller en kombination av flera processer, är mer lämplig baserat på dessa grundläggande informationspunkter.
Att minska COD är inte bara att "tillsätta kemikalier"
När man stöter på överdriven COD kan många företags första reaktion vara att öka mängden kemikaliedosering.
Ur ett ingenjörsperspektiv är det dock ofta mycket viktigare att analysera orsaken till överdriven COD än att bara tillsätta kemikalier.
Om COD huvudsakligen kommer från biologiskt nedbrytbart organiskt material, kan det vara mer ekonomiskt att optimera det biokemiska systemet än enkel kemisk oxidation.
Om COD huvudsakligen kommer från suspenderade fasta ämnen och kolloider, kan det vara mer effektivt att optimera koagulations-, sedimentations- eller luftflotationslänkarna.
Om COD huvudsakligen kommer från eldfast organiskt material är det nödvändigt att överväga ozonoxidation, avancerad oxidation, bio-augmentation eller andra avancerade behandlingsmetoder.
Därför bör verkligt effektiv COD-kontroll följa:
Vattenkvalitetsanalys -Föroreningsidentifiering- Processurval-Parameteroptimering -Kontinuerlig driftövervakning
Istället för att bara använda en enda behandlingsmetod.
Slutsats: Från COD-data till kompletta reningsplaner för avloppsvatten
COD är en mycket viktig vattenkvalitetsparameter vid rening av avloppsvatten, men ett enda COD-nummer kan inte helt beskriva en ström av avloppsvatten.
För att uppnå ett stabilt COD-avlägsnande är det nödvändigt att ytterligare förstå den organiska sammansättningen, biologiska nedbrytbarheten, suspenderade ämnen, fett, salthalt och andra föroreningar i avloppsvattnet, och utforma ett rimligt reningsflöde enligt slutliga utsläpps- eller återanvändningskrav.
Från förbehandling till biokemisk behandling, och sedan till avancerad behandling och slamhantering, kan varje länk påverka det slutliga COD-resultatet.
Avloppsvattenfallet för papperstillverkning i bilagan visar att COD kan minskas från 1000 mg/L till 150 mg/L; fallet med matavloppsvatten minskade det från 800 mg/L till 200 mg/L. Dessa fall förkroppsligar tillämpningsvärdet av kombinerade reningsprocesser i industriellt avloppsvatten med hög -COD.
För företag som letar efter COD-reningsplaner för industriellt avloppsvatten, COD-borttagningsprocesser, reningsutrustning för avloppsvatten eller vattenreningskemikalier, kan ECOLINK TECHNOLOGY ge stöd ur produktmatchning och övergripande lösningar.
