Í vatnsmeðferðariðnaðinum er COD kjarnavísir sem ekki er hægt að hunsa. Hvort sem um er að ræða skólp frá heimilisfólki eða frárennsli iðnaðarins, eru næstum allir losunarstaðlar með COD mörk. Svo, hvað táknar COD nákvæmlega? Hvaðan kemur COD í frárennslisvatni? Og hvaða meðferðarskref eru nauðsynleg til að koma því í staðal? Þessi grein skýrir þessar spurningar allt í einu.
Hvað er COD?
COD er skammstöfun fyrir Chemical Oxygen Demand. Einfaldlega mælt, það mælir heildarmagn súrefnis sem neytt er af öllum efnum í vatni sem hægt er að oxa með efnaoxunarefnum (aðallega lífrænt efni, en einnig með litlu magni af afoxandi ólífrænum efnum).
Með öðrum orðum, því hærra sem COD gildið er, því meira er hægt að oxa „óhreina hluti“ í vatninu og því meira mengað er vatnið. Því minni sem COD er, því hreinni eru vatnsgæði.
Í raunverulegum losunarstöðlum eru COD mörk mismunandi eftir losunarstaðnum og staðbundnum kröfum. Til dæmis krefjast algengir frárennslisstaðlar fyrir hreinsistöðvar fyrir skólphreinsistöðvar COD minna en eða jafnt og 50 mg/L eða minna en eða jafnt og 100 mg/L. Iðnaðarafrennsli sem losað er í lagnakerfi sveitarfélaga eða náttúruleg vatnshlot hefur einnig skýrt skilgreind COD mörk.
Hvaðan kemur COD?
Öll lífræn efni eða afoxandi efni í vatni sem hægt er að oxa myndar COD. Það eru þrjár meginheimildir:
Heimilis: matarleifar, olíublettir, saur, þvottaefni, baðafrennsli.
Iðnaður: Sterkja og sykur úr matvælaverksmiðjum, blóð frá sláturhúsum, litarefni frá prentun og litun, kemísk leysiefni, trjákvoða frá pappírsgerð, búfjáráburður.
Annað: Plöntublaðasandur, örveruleifar, súlfíð, nítrít.
Mundu einfaldlega: Allt sem hægt er að „oxa og brenna“ telst COD.
Hvernig getur COD uppfyllt losunarstaðla?
Að draga úr COD í skólphreinsistöðvum er venjulega ekki eitt-þrepsferli, heldur hægfara minnkun í gegnum fjöl-ferla. Eftirfarandi lýsir venjulegu meðferðarferli í fimm þrepum.
Skref 1: Formeðferð - Fjarlæging á stórum ögnum og sumum sviflausnum lífrænum efnum
Formeðferðareiningin felur aðallega í sér: skjá, mölhólf, fitugildru og jöfnunartank.
Skjárinn stöðvar stórt rusl eins og trjágreinar, plastpoka og tuskur.
Grindhólfið gerir sandi og litlum steinum kleift að setjast.
Fitugildran fjarlægir fljótandi olíu og fitu.
Jöfnunartankurinn jafnar vatnsgæði og magn til að koma í veg fyrir áhrif á síðari ferla.
Þetta skref fjarlægir sumt svifandi og fljótandi lífrænt efni, sem leiðir til bráðabirgðalækkunar á COD, en lækkunin er takmörkuð.
Skref 2: Eðlisefnafræðileg storknun og setmyndun – Fjarlæging á sviflausnum og kvoða
Eftir formeðferð er enn mikill fjöldi fíngerðra svifreikna og kvoða lífrænna efna eftir í vatninu. Þau geta ekki sest hratt fyrir þyngdarafl og krefjast þess að bæta við efnafræðilegum efnum fyrir storknun og setmyndun.
Algeng efni: Pólýálklóríð (PAC) og pólýakrýlamíð (PAM).
Vinnureglur: Hvarfefnið gerir örsmáar agnir og kvoða óstöðug, sem veldur því að þær safnast saman í stærri flokka, sem síðan eru aðskildir í botnfallsgeymi. Þetta skref fjarlægir verulega sviflausn og kvoða COD, sem gerir vatnið mun tærara.
Skref 3: Líffræðileg meðferð - Kjarnaskrefið í að fjarlægja uppleyst COD
Líffræðileg meðferð er mikilvægasta og hagkvæmasta skrefið í flestum skólphreinsistöðvum til að draga úr COD. Það nýtir efnaskiptavirkni örvera til að brjóta niður uppleyst lífræn efni í vatninu í koltvísýring og vatn.
Algengar ferlar eru: A/O ferli, A²/O ferli, oxunarskurður, SBR (Sequencing Batch Reactor), MBR (Membrane Bioreactor), osfrv.
Almennt er það skipt í tvö umhverfi:
Loftfirrt stig: Við súrefnis-lausar aðstæður brjóta loftfirrðar bakteríur niður stórar lífrænar sameindir í smærri lífrænar sýrur og metan, sem bæta skilvirkni síðari loftháðrar meðferðar. Hentar fyrir há-styrk lífræns skólps.
Loftháð stig: Loftun gefur súrefni, sem gerir loftháðum örverum kleift að fjölga sér hratt og neyta lífrænna efna í vatninu hratt og oxa það alveg og brjóta niður.
Þetta stig getur fjarlægt 70% til 90% eða meira af COD, sem er mikilvægt til að ná fram samhæfri meðferð.
Skref 4: Háþróuð meðferð - Að draga úr afgangi af COD eftir líffræðilega meðferð
Eftir líffræðilega meðhöndlun hefur flest auðbrjótanlegt lífrænt efni verið fjarlægt, en lítið magn af þrjóskandi lífrænum efnum gæti enn verið eftir í vatninu, eða COD gæti enn ekki uppfyllt losunarstaðla. Þá er þörf á háþróaðri meðferð.
Algengar aðferðir eru:
Seinni botnfallsgeymir: Skilur virka seyru frá vatni í líffræðilega meðhöndlunarkerfinu og skýrir frárennslið. Þetta er hluti af hefðbundnu ferli, en notkun þess ein og sér getur ekki dregið enn frekar úr uppleystum COD.
Fenton oxun: Með því að bæta við vetnisperoxíði og járnsöltum myndast mjög oxandi hýdroxýlrótarefni, sem geta eyðilagt þrjósk lífræn efni með stöðugri sameindabyggingu. Hentar sérstaklega vel fyrir iðnaðarafrennsli frá efna- og lyfjaiðnaði.
Aðsog virks kolefnis: Nýtir gljúpa uppbyggingu virks kolefnis til að gleypa leifar af lífrænum efnum og lit, dregur enn frekar úr COD.
MBR himnusíun: Himnueiningin fangar kvoða og örverur beint, sem leiðir til afar lágs svifefna og COD í frárennsli.
Tilgangur þessa skrefs er að draga enn frekar úr COD sem líffræðileg hreinsun ræður ekki við og tryggja að endanlegt frárennsli standist staðla.
Skref 5: Sótthreinsun og losun
Að lokum fer skólpsvatnið í sótthreinsun (td útfjólubláu ljósi, natríumhýpóklórít eða óson) til að drepa sjúkdómsvaldandi örverur. Samtímis uppfylla vísbendingar eins og COD, ammoníak köfnunarefni og heildarfosfór losunarstaðla, sem gerir það kleift að losa það í náttúruleg vatnshlot eða endurnýta (td til landmótunar, skolunar osfrv.).
Mismunandi vatnsgæði hafa mismunandi COD styrk og meðferðarkröfur og þarf að hanna sérstakar ferlasamsetningar út frá raunverulegum aðstæðum. Hins vegar að skilja þessa grundvallarleið sýnir greinilega að COD í frárennslisvatni hverfur ekki úr lausu lofti heldur minnkar hann skref fyrir skref með líkamlegri hlerun, efnaúrfellingu, niðurbroti örvera, háþróaðri oxun og aðsogssíun.
Ef fyrirtæki þitt eða verkefni stendur frammi fyrir COD sem fer yfir staðla, mun það að athuga hvort annmarkar séu á ofangreindum skrefum oft veita leiðbeiningar til að leysa vandamálið.
