Στη βιομηχανία επεξεργασίας νερού, το COD είναι ένας βασικός δείκτης που δεν μπορεί να αγνοηθεί. Είτε πρόκειται για οικιακά λύματα είτε για βιομηχανικά λύματα, σχεδόν όλα τα πρότυπα απόρριψης περιλαμβάνουν όρια αντικαταβολής. Λοιπόν, τι ακριβώς αντιπροσωπεύει το COD; Από πού προέρχεται το COD στα λύματα; Και ποια βήματα θεραπείας χρειάζονται για να το φέρουμε στα πρότυπα; Αυτό το άρθρο διευκρινίζει αυτές τις ερωτήσεις ταυτόχρονα.
Τι είναι η αντικαταβολή;
Το COD είναι η συντομογραφία του Chemical Oxygen Demand. Με απλά λόγια, μετρά τη συνολική ποσότητα οξυγόνου που καταναλώνεται από όλες τις ουσίες στο νερό που μπορούν να οξειδωθούν από χημικά οξειδωτικά (κυρίως οργανική ύλη, αλλά και μικρή ποσότητα αναγωγικής ανόργανης ύλης).
Με άλλα λόγια, όσο υψηλότερη είναι η τιμή COD, τόσο περισσότερα «βρώμικα πράγματα» μπορούν να οξειδωθούν στο νερό και τόσο πιο μολυσμένο το νερό. Όσο χαμηλότερη είναι η αντικαταβολή, τόσο πιο καθαρή είναι η ποιότητα του νερού.
Στα πραγματικά πρότυπα εκφόρτισης, τα όρια αντικαταβολής ποικίλλουν ανάλογα με τον προορισμό απόρριψης και τις τοπικές απαιτήσεις. Για παράδειγμα, τα κοινά πρότυπα εκροής για εγκαταστάσεις επεξεργασίας οικιακών λυμάτων απαιτούν COD μικρότερο ή ίσο με 50 mg/L ή μικρότερο ή ίσο με 100 mg/L. Τα βιομηχανικά λύματα που απορρίπτονται σε δημοτικά δίκτυα σωληνώσεων ή φυσικά υδάτινα σώματα έχουν επίσης σαφώς καθορισμένα όρια COD.
Από πού προέρχεται η αντικαταβολή;
Οποιαδήποτε οργανική ύλη ή αναγωγική ουσία στο νερό που μπορεί να οξειδωθεί θα σχηματίσει COD. Υπάρχουν τρεις κύριες πηγές:
Οικιακά: Υπολείμματα φαγητού, λεκέδες λαδιού, περιττώματα, απορρυπαντικά, λύματα μπάνιου.
Βιομηχανικά: Άμυλο και σάκχαρα από εργοστάσια τροφίμων, αίμα από σφαγεία, βαφές από εκτύπωση και βαφή, χημικοί διαλύτες, πολτός από χαρτοποιία, κοπριά ζώων.
Άλλα: Απορρίμματα φύλλων φυτών, μικροβιακά υπολείμματα, σουλφίδια, νιτρώδη.
Απλώς θυμηθείτε: Οτιδήποτε μπορεί να «οξειδωθεί και να καεί» μετράει ως αντικαταβολή.
Πώς μπορεί το COD να πληροί τα πρότυπα απόρριψης;
Η μείωση της αντικαταβολής στις μονάδες επεξεργασίας λυμάτων συνήθως δεν είναι μια-διαδικασία ενός σταδίου, αλλά μάλλον μια σταδιακή μείωση μέσω διαδικασιών πολλαπλών-σταδίων. Στη συνέχεια περιγράφεται η τυπική διαδικασία θεραπείας σε πέντε στάδια.
Βήμα 1: Προεπεξεργασία – Αφαίρεση Μεγάλων Σωματιδίων και Κάποιων Αιωρούμενων Οργανικών Υλών
Η μονάδα προεπεξεργασίας περιλαμβάνει κυρίως: σήτα, θάλαμο κόκκων, λιποπαγίδα και δοχείο εξισορρόπησης.
Η οθόνη αναχαιτίζει μεγάλα συντρίμμια όπως κλαδιά δέντρων, πλαστικές σακούλες και κουρέλια.
Ο θάλαμος τρίχας επιτρέπει να καθιζάνουν άμμος και μικρές πέτρες.
Η λιποπαγίδα αφαιρεί το επιπλέον λάδι και το γράσο.
Η δεξαμενή εξισορρόπησης εξισορροπεί την ποιότητα και την ποσότητα του νερού για να αποτρέψει τις επιπτώσεις στις επόμενες διεργασίες.
Αυτό το βήμα αφαιρεί κάποια αιωρούμενη και αιωρούμενη οργανική ύλη, με αποτέλεσμα την προκαταρκτική μείωση του COD, αλλά η μείωση είναι περιορισμένη.
Βήμα 2: Φυσικοχημική πήξη και καθίζηση – Αφαίρεση αιωρούμενων και κολλοειδών COD
Μετά την προεπεξεργασία, ένας μεγάλος αριθμός λεπτών αιωρούμενων σωματιδίων και κολλοειδούς οργανικής ύλης παραμένουν ακόμη στο νερό. Αυτά δεν μπορούν να καθιζάνουν γρήγορα λόγω της βαρύτητας και απαιτούν την προσθήκη χημικών παραγόντων για την πήξη και την καθίζηση.
Συχνά χρησιμοποιούμενοι παράγοντες: χλωριούχο πολυαλουμίνιο (PAC) και πολυακρυλαμίδιο (PAM).
Αρχή εργασίας: Το αντιδραστήριο αποσταθεροποιεί τα μικροσκοπικά σωματίδια και τα κολλοειδή, προκαλώντας τη συσσώρευσή τους σε μεγαλύτερες κροκίδες, οι οποίες στη συνέχεια διαχωρίζονται σε μια δεξαμενή καθίζησης. Αυτό το βήμα αφαιρεί σημαντικά το αιωρούμενο και κολλοειδές COD, καθιστώντας το νερό πολύ πιο διαυγές.
Βήμα 3: Βιολογική επεξεργασία – Το βασικό βήμα για την αφαίρεση του διαλυμένου COD
Ο βιολογικός καθαρισμός είναι το πιο κρίσιμο και οικονομικό βήμα στις περισσότερες εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων για τη μείωση του COD. Χρησιμοποιεί τη μεταβολική δραστηριότητα των μικροοργανισμών για την αποσύνθεση της διαλυμένης οργανικής ύλης στο νερό σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό.
Οι κοινές διεργασίες περιλαμβάνουν: διεργασία A/O, διεργασία A²/O, τάφρο οξείδωσης, SBR (Αλληλουχία Παρτίδας Αντιδραστήρα), MBR (Μεμβρανικός Βιοαντιδραστήρας) κ.λπ.
Γενικά, χωρίζεται σε δύο περιβάλλοντα:
Αναερόβιο Στάδιο: Σε συνθήκες χωρίς οξυγόνο-, τα αναερόβια βακτήρια αποσυνθέτουν μεγάλα οργανικά μόρια σε μικρότερα οργανικά οξέα και μεθάνιο, βελτιώνοντας την αποτελεσματικότητα της επακόλουθης αερόβιας επεξεργασίας. Κατάλληλο για οργανικά λύματα υψηλής συγκέντρωσης.
Αερόβιο Στάδιο: Ο αερισμός παρέχει οξυγόνο, επιτρέποντας στους αερόβιους μικροοργανισμούς να πολλαπλασιάζονται γρήγορα και γρήγορα να καταναλώνουν την οργανική ύλη στο νερό, οξειδώνοντάς την και αποσυνθέτοντας την πλήρως.
Αυτό το στάδιο μπορεί να αφαιρέσει 70% έως 90% ή περισσότερο της COD, η οποία είναι ζωτικής σημασίας για την επίτευξη συμμορφούμενης θεραπείας.
Βήμα 4: Προηγμένη Θεραπεία – Μείωση του Υπολειμματικού COD μετά τη βιολογική επεξεργασία
Μετά τη βιολογική επεξεργασία, η πιο εύκολα αποικοδομήσιμη οργανική ύλη έχει αφαιρεθεί, αλλά μια μικρή ποσότητα ανυπόφορης οργανικής ύλης μπορεί να παραμείνει ακόμα στο νερό ή το COD μπορεί να μην πληροί τα πρότυπα απόρριψης. Στη συνέχεια απαιτείται προηγμένη θεραπεία.
Οι κοινές μέθοδοι περιλαμβάνουν:
Δεξαμενή δευτερογενούς καθίζησης: Διαχωρίζει την ενεργοποιημένη λάσπη από το νερό στο σύστημα βιολογικού καθαρισμού, διαυγάζοντας τα λύματα. Αυτό είναι μέρος της συμβατικής διαδικασίας, αλλά η χρήση του από μόνη της δεν μπορεί να μειώσει περαιτέρω το διαλυμένο COD.
Οξείδωση Fenton: Η προσθήκη υπεροξειδίου του υδρογόνου και αλάτων σιδήρου δημιουργεί εξαιρετικά οξειδωτικές ρίζες υδροξυλίου, οι οποίες μπορούν να καταστρέψουν την ανυπόφορη οργανική ύλη με σταθερές μοριακές δομές. Ιδιαίτερα κατάλληλο για βιομηχανικά λύματα από χημικές και φαρμακευτικές βιομηχανίες.
Προσρόφηση ενεργού άνθρακα: Χρησιμοποιεί την πορώδη δομή του ενεργού άνθρακα για την απορρόφηση υπολειμματικών ιχνών οργανικής ύλης και χρώματος, μειώνοντας περαιτέρω το COD.
Διήθηση μεμβράνης MBR: Η μονάδα μεμβράνης παγιδεύει απευθείας κολλοειδή και μικροοργανισμούς, με αποτέλεσμα εξαιρετικά χαμηλά αιωρούμενα στερεά και COD στα απόβλητα.
Σκοπός αυτού του βήματος είναι η περαιτέρω μείωση του COD που δεν μπορεί να χειριστεί η βιολογική επεξεργασία, διασφαλίζοντας ότι τα τελικά απόβλητα πληρούν τα πρότυπα.
Βήμα 5: Απολύμανση και εκκένωση
Τέλος, τα λύματα υποβάλλονται σε απολύμανση (π.χ. υπεριώδες φως, υποχλωριώδες νάτριο ή όζον) για να σκοτωθούν παθογόνοι μικροοργανισμοί. Ταυτόχρονα, δείκτες όπως το COD, το άζωτο αμμωνίας και ο συνολικός φώσφορος πληρούν τα πρότυπα απόρριψης, επιτρέποντάς του να απορρίπτεται σε φυσικά υδάτινα σώματα ή να επαναχρησιμοποιούνται (π.χ. για εξωραϊσμό, έκπλυση κ.λπ.).
Διαφορετικές ποιότητες νερού έχουν διαφορετικές συγκεντρώσεις COD και απαιτήσεις επεξεργασίας και ειδικοί συνδυασμοί διεργασιών πρέπει να σχεδιάζονται με βάση τις πραγματικές συνθήκες. Ωστόσο, η κατανόηση αυτής της βασικής διαδρομής δείχνει ξεκάθαρα ότι το COD στα λύματα δεν εξαφανίζεται από τον αέρα, αλλά μειώνεται βήμα προς βήμα μέσω φυσικής αναχαίτισης, χημικής κατακρήμνισης, μικροβιακής αποικοδόμησης, προηγμένης οξείδωσης και φιλτραρίσματος προσρόφησης.
Εάν η εταιρεία ή το έργο σας αντιμετωπίζει αντικαταβολή που υπερβαίνει τα πρότυπα, ο έλεγχος για ελλείψεις σε σχέση με τα παραπάνω βήματα συχνά παρέχει μια κατεύθυνση για την επίλυση του προβλήματος.