ตัวชี้วัดที่ครอบคลุมของเนื้อหาอินทรีย์ในการบำบัดน้ำ

ตัวชี้วัดที่ครอบคลุมของเนื้อหาอินทรีย์ในการบำบัดน้ำเสียแบ่งออกเป็นสองประเภท:

ชนิดหนึ่งแสดงปริมาณออกซิเจนที่จำเป็นในการผลิตสารอินทรีย์ในน้ำเช่นความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมี (BOD), ความต้องการออกซิเจนทางเคมี (COD) และความต้องการออกซิเจนทั้งหมด (TOD);

ประเภทอื่น ๆ แสดงปริมาณคาร์บอนเช่นคาร์บอนอินทรีย์ทั้งหมด (TOC)

สำหรับน้ำเสียประเภทเดียวกันค่าของตัวชี้วัดเหล่านี้โดยทั่วไปจะแตกต่างกันไป ลำดับของขนาดคือ:

TOD> COD> BOD5> TOC

TOD หมายถึงปริมาณออกซิเจนที่จำเป็นในการแปลงสารลดสารในน้ำให้เป็นออกไซด์ที่มีเสถียรภาพหลังจากการเผาไหม้ที่อุณหภูมิสูง ผลลัพธ์จะแสดงใน mg/l ค่า TOD สะท้อนปริมาณออกซิเจนที่จำเป็นในการแปลงสารอินทรีย์เกือบทั้งหมดในน้ำ (รวมถึงคาร์บอน (C), ไฮโดรเจน (H), ออกซิเจน (O), ไนโตรเจน (N), ฟอสฟอรัส (P), ซัลเฟอร์ (S) และส่วนประกอบอื่น ๆ ) ลงใน CO2, H2O, NOX, SO2

TOD อยู่ใกล้กับความต้องการออกซิเจนทางทฤษฎี (TOD) มากกว่า BOD, COD และดัชนี Permanganate TOD วัดจากการเผาไหม้และการออกซิไดซ์อินทรียวัตถุที่ 900 องศาในเตาพิเศษโดยใช้แพลตตินัมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา การวัดนี้ใกล้เคียงกับความต้องการออกซิเจนทางทฤษฎีมากกว่า COD

การวัด TOD Instrumental ใช้เวลาเพียงประมาณ 3 นาทีในการสร้างผลลัพธ์ ดังนั้นจึงได้รับความสนใจอย่างมากเนื่องจากข้อดีของการวิเคราะห์อย่างรวดเร็วความเรียบง่ายการรบกวนน้อยที่สุดและความแม่นยำสูง หากค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์สามารถกำหนดได้ระหว่าง TOD และ BOD5 การใช้ TOD เป็นตัวบ่งชี้การผลิตจะมีค่าการใช้งานจริงมากขึ้น

TOC เป็นตัวบ่งชี้ที่ครอบคลุมซึ่งระบุเนื้อหาของสารอินทรีย์ในน้ำโดยอ้อม มันแสดงปริมาณคาร์บอนทั้งหมดของสารอินทรีย์ในน้ำเสียซึ่งแสดงเป็น mg/L ของคาร์บอน (c) ระดับ TOC ในน้ำเสียเทศบาลทั่วไปสามารถเข้าถึง 200 มก./ล. ในขณะที่ในช่วงน้ำเสียอุตสาหกรรมอย่างกว้างขวางถึงสูงถึงหมื่น mg/l ระดับ TOC หลังจากการรักษาทางชีวภาพที่สองโดยทั่วไป<50 mg/L.

การวัดคาร์บอนอินทรีย์ทั้งหมด (TOC) นั้นคล้ายกับการวัดอินทรียวัตถุทั้งหมด (TOD) มันเกี่ยวข้องกับการออกซิไดซ์และการเผาตัวอย่างน้ำที่ 900 องศาโดยใช้แพลตตินัมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา การเพิ่มขึ้นของ CO2 ในก๊าซถูกวัดเพื่อกำหนดปริมาณคาร์บอนทั้งหมดในตัวอย่างน้ำซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ที่ครอบคลุมของปริมาณอินทรียวัตถุทั้งหมดในตัวอย่างน้ำ

เนื่องจากการวัด TOC ใช้การเผาไหม้ที่อุณหภูมิสูงจึงออกซิไดซ์อินทรีย์อย่างสมบูรณ์ มันให้ตัวบ่งชี้โดยตรงของปริมาณอินทรียวัตถุทั้งหมดมากกว่า BOD หรือ COD ดังนั้นจึงมักใช้เพื่อประเมินระดับของการปนเปื้อนอินทรีย์ในแหล่งน้ำ

Cod หมายถึงปริมาณของออกซิเจนที่ถูกแปลงจากสารออกซิแดนท์ที่บริโภคโดยสารอินทรีย์ในน้ำเมื่อมันทำปฏิกิริยากับสารออกซิแดนท์ที่แข็งแกร่ง (เช่นโพแทสเซียมไดโครเมตหรือโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต) ภายใต้เงื่อนไขบางประการ มันถูกวัดเป็น mg/L ของออกซิเจน เมื่อใช้โพแทสเซียมไดโครเมตเป็นสารออกซิแดนท์เกือบทั้งหมด (90%-95%) ของสารอินทรีย์ในน้ำจะถูกออกซิไดซ์ ปริมาณของออกซิเจนที่ถูกแปลงจากสารออกซิแดนท์ที่บริโภคในเวลานี้เป็นที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็นความต้องการออกซิเจนเคมี (CODCR) ซึ่งมักจะย่อเป็น CODCR

ค่า codcr ของน้ำเสียไม่เพียง แต่รวมถึงความต้องการออกซิเจนที่จำเป็นในการออกซิไดซ์สารอินทรีย์เกือบทั้งหมดในน้ำ แต่ยังรวมถึงความต้องการออกซิเจนที่จำเป็นในการออกซิไดซ์ลดสารประกอบอนินทรีย์เช่นไนไตรต์เกลือเหล็กและซัลไฟด์ ความต้องการออกซิเจนทางเคมีที่วัดได้โดยใช้โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตเป็นสารออกซิแดนท์เรียกว่าดัชนีโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตหรือความต้องการออกซิเจนตัวย่อเป็น CodMN หรือ OC และแสดงใน Mg/L

เนื่องจากโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตมีความสามารถในการออกซิไดซ์ที่อ่อนแอกว่าโพแทสเซียมไดโครเมตค่า CodMN สำหรับตัวอย่างน้ำเดียวกันโดยทั่วไปจะต่ำกว่าค่า codcr ซึ่งหมายความว่า CodMN ระบุเนื้อหาของสารอินทรีย์หรืออนินทรีย์ที่ออกซิไดซ์ได้ง่ายในน้ำ

ดังนั้นประเทศของฉันและประเทศอื่น ๆ รวมถึงประเทศในยุโรปและสหรัฐอเมริกาใช้ CODCR เป็นตัวบ่งชี้ที่ครอบคลุมสำหรับการควบคุมมลพิษอินทรีย์ในขณะที่ใช้ดัชนี CodMN เป็นตัวบ่งชี้เดียวสำหรับการประเมินและตรวจสอบเนื้อหาอินทรีย์ของแหล่งน้ำผิวดินเช่นน้ำทะเลแม่น้ำและทะเลสาบหรือน้ำดื่ม

ความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมี (BOD) หมายถึงความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมี, ตัวย่อเป็น BOD มันแสดงถึงปริมาณของออกซิเจนละลายที่บริโภคโดยจุลินทรีย์แอโรบิกในระหว่างการเกิดออกซิเดชันทางชีวเคมีของสารอินทรีย์ในน้ำที่ 20 องศาต่อหน้าออกซิเจน สิ่งนี้หมายถึงปริมาณออกซิเจนที่จำเป็นในการทำให้สารอินทรีย์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพมีเสถียรภาพในน้ำ มันแสดงใน mg/l

BOD รวมถึงออกซิเจนที่บริโภคโดยการเจริญเติบโตการสืบพันธุ์หรือการหายใจของจุลินทรีย์แอโรบิกในน้ำเท่านั้น แต่ยังรวมถึงออกซิเจนที่บริโภคโดยการลดสารอนินทรีย์เช่นซัลไฟด์และเหล็กเหล็ก อย่างไรก็ตามออกซิเจนในส่วนนี้มักจะเป็นเปอร์เซ็นต์เล็กน้อย

ภายใต้สภาพธรรมชาติที่ 20 องศาเวลาที่ต้องใช้สำหรับสารอินทรีย์ในการออกซิไดซ์ไปยังขั้นตอนไนตริฟิเคชันเช่นการสลายตัวและการรักษาเสถียรภาพอย่างสมบูรณ์นั้นเกิน 100 วัน อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติ BOD20 ที่ 20 องศา (20 วัน) มักจะใช้เพื่อประมาณ BOD ที่สมบูรณ์ อย่างไรก็ตามในแอปพลิเคชันการผลิตระยะเวลา 20 วันยังคงมีความยาวเกินไปและ BOD5 ที่ 20 องศา (5 วัน) มักใช้เป็นตัวบ่งชี้เนื้อหาสารอินทรีย์ในน้ำเสีย

BOD5 ไม่เพียง แต่เป็นตัวบ่งชี้คุณภาพน้ำที่สำคัญ แต่ยังเป็นพารามิเตอร์การควบคุมที่สำคัญในการบำบัดทางชีวภาพของน้ำเสีย อย่างไรก็ตามเนื่องจากเวลาการวัดที่ยาวนาน (5 วัน) จึงไม่สามารถสะท้อนและแนะนำการทำงานของอุปกรณ์บำบัดน้ำเสียในเวลาที่เหมาะสม สามารถใช้เพื่อประเมินประสิทธิภาพของกระบวนการและดำเนินการควบคุมกระบวนการระยะยาว สำหรับโรงบำบัดน้ำเสียที่เฉพาะเจาะจงสามารถสร้างความสัมพันธ์ระหว่าง BOD5 และ COD ได้โดยใช้ COD เพื่อประเมินค่า BOD5 โดยประมาณเพื่อเป็นแนวทางในการปรับกระบวนการบำบัด บางครั้งเนื่องจากน้ำเสียอุตสาหกรรมบางแห่งไม่มีเงื่อนไขสำหรับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์และการสืบพันธุ์ (เช่นการมีสารอินทรีย์ที่เป็นพิษ) จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะวัดค่า BOD5 ได้อย่างแม่นยำ

การทดสอบความต้องการออกซิเจนเคมี (COD) ของน้ำเสียสามารถกำหนดปริมาณสารอินทรีย์ในน้ำได้อย่างแม่นยำ แต่ COD ไม่สามารถแยกแยะความแตกต่างระหว่างสารอินทรีย์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพและไม่ย่อยสลายได้ ผู้คนใช้อัตราส่วน BOD5/COD เพื่อกำหนดความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพของน้ำเสีย เป็นที่เชื่อกันโดยทั่วไปว่าหากอัตราส่วน BOD5/COD มากกว่า 0.3 น้ำเสียสามารถบำบัดได้โดยใช้วิธีการย่อยสลายทางชีวภาพ หากอัตราส่วน BOD5/COD น้อยกว่า 0.2 ต้องพิจารณาวิธีการรักษาอื่น ๆ

ความต้องการออกซิเจนเคมี (COD) โดยทั่วไปสูงกว่าความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมี (BOD5) ความแตกต่างระหว่างค่าสองค่าสะท้อนถึงปริมาณของสารอินทรีย์ในน้ำเสียที่ไม่สามารถย่อยสลายได้โดยจุลินทรีย์ สำหรับน้ำเสียที่มีองค์ประกอบมลพิษที่ค่อนข้างคงที่ COD และ BOD5 โดยทั่วไปมีความสัมพันธ์ตามสัดส่วนบางอย่างและสามารถใช้เพื่ออนุมานซึ่งกันและกัน