ตัวบ่งชี้คุณลักษณะของสารมลพิษอินทรีย์: อะไรคือความแตกต่างระหว่าง COD และ BOD

บทนำ: มีตัวบ่งชี้ลักษณะเฉพาะหลักสองประการสำหรับมลพิษอินทรีย์ในน้ำเสีย: COD และ BOD ตัวชี้วัดอื่นๆ เช่น TOC (Total Organic Carbon) ปรากฏไม่บ่อยนัก กล่าวโดยสรุปคือ COD จะแสดงลักษณะเฉพาะของสารมลพิษอินทรีย์ในน้ำเสียได้อย่างมีประสิทธิภาพและมีเวลาในการตรวจจับสั้น ดังนั้นจึงมักใช้สำหรับการออกแบบทางวิศวกรรม ในทางกลับกัน BOD แสดงถึงอินทรียวัตถุที่ย่อยสลายทางชีวภาพได้ง่ายในน้ำเสีย แต่ไม่จำเป็นต้องเป็นส่วนที่-ย่อยสลายทางชีวภาพไม่ได้ อัตราส่วน BOD/COD ใช้เพื่อระบุความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพของน้ำเสีย อัตราส่วน > 0.3 บ่งชี้ถึงความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพที่ดี

เหตุผลก็คือ BOD ไม่สามารถระบุลักษณะของสารมลพิษทั้งหมดในน้ำเสียได้ โดยเฉพาะน้ำเสียที่ไม่เป็นระเบียบ ซึ่งการอ่านค่า BOD มีน้อย อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ได้หมายความว่าน้ำเสียไม่สามารถบำบัดทางชีวภาพได้ แต่ต้องใช้วิธีการต่างๆ เช่น การไฮโดรไลซิสแบบไม่ใช้ออกซิเจนหรือการออกซิเดชั่นขั้นสูงเพื่อปรับปรุงความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพ อินทรียวัตถุส่วนใหญ่สามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพ

ความหมายและวิธีการวิเคราะห์ของซีโอดี

1. COD (ความต้องการออกซิเจนทางเคมี)

ความต้องการออกซิเจนทางเคมีหมายถึงปริมาณออกซิเจนที่ใช้โดยอินทรียวัตถุและสารรีดิวซ์อนินทรีย์ในน้ำที่สามารถออกซิไดซ์ได้โดยสารออกซิไดซ์อย่างแรง (เช่น โพแทสเซียมไดโครเมตหรือโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต) มีหน่วยเป็น มก./ลิตร

2. ลักษณะ

โดยสะท้อนถึงปริมาณรวมของสารมลพิษที่สามารถออกซิไดซ์ได้ทางเคมีในน้ำ รวมถึงสารอินทรีย์ที่ไม่เสถียรด้วย

3. บทบาทของซีโอดี

โดยจะประเมินระดับมลพิษทางน้ำอย่างรวดเร็ว ซึ่งเป็นแนวทางในการปรับเปลี่ยนกระบวนการบำบัดน้ำเสียทางอุตสาหกรรม โดยจะตรวจจับอินทรียวัตถุที่ไม่เป็นระเบียบ (เช่น ยาฆ่าแมลงและโพลีไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน) เพื่อตรวจสอบว่าการปล่อยมลพิษทางอุตสาหกรรมเป็นไปตามมาตรฐานหรือไม่

4. หมายเหตุอื่นๆ

COD แสดงออกมาในสองวิธี: CODcr และ CODmn (หรือเรียกอีกอย่างว่าดัชนีเปอร์แมงกาเนต) ซึ่งแสดงถึงการใช้สารออกซิแดนท์ที่ต่างกันสองตัว

แน่นอนว่าค่าซีโอดีที่วัดได้ไม่จำเป็นต้องเป็นอินทรียวัตถุทั้งหมดเสมอไป สารรีดิวซ์ใดๆ สามารถออกซิไดซ์ได้โดยเปอร์แมงกาเนตและไดโครเมต เช่น โซเดียมซัลไฟด์และเฟอร์รัสซัลเฟตในน้ำเสีย สำหรับสารที่มีคุณสมบัติรีดิวซ์ที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน ควรขจัดสิ่งรบกวน แน่นอนว่าเป้าหมายสำหรับการวัดค่า COD ก็คืออินทรียวัตถุ

5. วิธีการวิเคราะห์

วิธีโพแทสเซียมไดโครเมต (วิธีมาตรฐาน):

1. ไหลย้อนตัวอย่างน้ำด้วยสารออกซิแดนท์อย่างแรง (โพแทสเซียมไดโครเมต) และกรดซัลฟิวริกเข้มข้นที่อุณหภูมิสูง

2. กำหนดปริมาณของสารออกซิแดนท์ที่ไม่ถูกรีดิวซ์โดยการไทเทรตหรือสเปกโตรโฟโตเมทรี และคำนวณปริมาณการใช้ออกซิเจน

วิธีโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต (วิธีรวดเร็ว):

กระบวนการเดียวกันแต่ตัวออกซิแดนท์จะถูกแทนที่ด้วยโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต

หมายเหตุ: ปริมาณของสารออกซิแดนท์ที่ใช้ต้องถูกแปลงเป็นปริมาณออกซิเจน คำนวณโดยความเท่าเทียมกันของการถ่ายโอนอิเล็กตรอน ตัวอย่างเช่น การบริโภคโพแทสเซียมไดโครเมตหนึ่งหน่วยจะถ่ายโอนอิเล็กตรอน 2 ตัว ในขณะที่การบริโภคออกซิเจนหนึ่งหน่วยจะถ่ายโอนอิเล็กตรอน 4 ตัว

ความหมายและวิธีการวิเคราะห์ของ BOD

1. BOD (ความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมี)

ความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมีหมายถึงปริมาณออกซิเจนละลายที่จุลินทรีย์ใช้ในการย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำที่อุณหภูมิเฉพาะ (ปกติคือ 20 องศา) และเวลา (โดยทั่วไปคือ 5 วัน) วัดเป็น มก./ลิตร

คำอธิบาย: กระบวนการย่อยสลายสารมลพิษอินทรีย์โดยจุลินทรีย์แอโรบิกสามารถแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน ในระยะแรก อินทรียวัตถุจะถูกแปลงเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ และแอมโมเนีย ในระยะที่สอง แอมโมเนียไนโตรเจนจะถูกแปลงเป็นไนเตรตไนโตรเจน โดยทั่วไปขั้นตอนแรกจะใช้เวลา 20 วันจึงจะเสร็จสมบูรณ์ ซึ่งส่งผลให้มีค่า BOD20 อย่างไรก็ตาม กรอบเวลานี้ยาวเกินไป (การรอข้อมูลมักจะสายเกินไป) ดังนั้น โดยปกติแล้วผลลัพธ์ BOD5 ที่วัดได้ในช่วงห้าวันจึงถูกใช้เป็นความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมี (BOD) โดยทั่วไป BOD5 จะคิดเป็นประมาณ 70% ของ BOD ในระยะแรก

2. ลักษณะ

สะท้อนเพียงระดับมลพิษจากอินทรียวัตถุที่ย่อยสลายได้ง่ายเท่านั้น

3. บทบาทของคณะกรรมการบริษัทฯ

โดยจะประเมินความสามารถในการทำให้บริสุทธิ์ด้วยตนเอง-ของแหล่งน้ำและประสิทธิภาพการบำบัดของโรงบำบัดน้ำเสีย มันสะท้อนให้เห็นถึงผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นของอินทรียวัตถุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพต่อระบบนิเวศ (เช่น ทำให้ออกซิเจนในปลาลดลง)

4. วิธีการวิเคราะห์

วิธีการเจือจางเชื้อ (BOD₅)

1. หลังจากเจือจางตัวอย่างน้ำแล้ว ให้เติมสารอาหารและหัวเชื้อจุลินทรีย์ และปิดผนึกในขวด BOD

2. ฟักที่อุณหภูมิ 20 องศาในที่มืดเป็นเวลา 5 วัน และวัดความแตกต่างของออกซิเจนที่ละลายน้ำก่อนและหลังการฉีดวัคซีน

3. จำเป็นต้องควบคุม pH และอุณหภูมิเพื่อหลีกเลี่ยงการยับยั้งการทำงานของจุลินทรีย์

วิธีการใช้เครื่องมือ

มีการใช้การตรวจสอบแบบเรียลไทม์-โดยใช้เซ็นเซอร์ BODMn แต่วิธีการเจือจางแบบดั้งเดิมยังคงเป็นแนวทางหลัก

ความแตกต่างที่สำคัญ

ระดับของการเกิดออกซิเดชัน: COD ออกซิไดซ์อินทรียวัตถุเกือบทั้งหมด (เช่น ลิกนินและสีย้อม) ในขณะที่ BOD กำหนดเป้าหมายเฉพาะส่วนที่มีให้กับจุลินทรีย์เท่านั้น

ปัจจัยรบกวน: COD อาจได้รับผลกระทบจาก Cl⁻ (ต้องใช้สารมาส์กกิ้ง) ในขณะที่ BOD ได้รับอิทธิพลจากกิจกรรมของจุลินทรีย์ (ต้องควบคุมความเป็นพิษและสภาวะของสารอาหาร)

การใช้งานจริง: COD ใช้ในการคัดกรองแหล่งที่มาของมลพิษอย่างรวดเร็ว ในขณะที่ BOD ใช้เพื่อประเมินประสิทธิผลของการบำบัดทางชีวภาพและความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อม