بهبود BOD و COD توسط اوزون
نیاز شیمیایی به اکسیژن (COD) مقیاسی برای سنجش کیفیت آب و فاضلاب است که میتوان از آن به طور غیرمستقیم، به منظور تخمین میزان ترکیبات اکسایشپذیر بهره برد. COD تمامی مواد شیمیایی قابل اکسایش را ارزیابی نموده و به صورت بیواسطه با نیاز حقیقی پساب به اکسیژن پس از رهایش در محیط زیست مرتبط است. در بیشتر موارد، غلظتهای COD زیست تخریبناپذیر مقادیر بیشتری را نسبت به BOD (یا همان COD زیست تخریب پذیر) در روند فاضلابی به خود اختصاص میدهد؛ چرا که تمام مواد آلی زیست تخریبپذیر نمیباشند. بازهی معمول COD برای فاضلابهای فرایند شیمیایی 200 تا 40000 mg/L و برای فاضلابهای خانگی در حدود 100 تا 450 mg/L است.
تقاضای اکسیژن بیوشیمیایی (BOD) مقدار اکسیژن محلول مورد نیاز توسط ارگانیسم های بیولوژیکی هوازی برای تجزیه مواد آلی موجود در یک نمونه آب معین در دمای معین در یک بازه زمانی خاص است.
تقاضای اکسیژن شیمیایی یا COD میزان اکسیژن مورد نیاز برای اکسید شدن تمام مواد اکسید شونده در پساب است.
تصویر زیر به صورت اجمالی، نمای کلی انواع مختلف ترکیبات و چگونگی تصفیهی آنها با استفاده از اوزون را نشان میدهد.
همچنین، پساب ناشی از سایر صنایع نظیر کارخانههای ماءالشعیر، لبنیات، آهن و فولاد، خمیر و کاغذ و نیز استخراج از معادن، سبب تولید آب غیر آشامیدنی با سطح COD بالا (بیشتر از 1000 ppm) میشود.
COD زیست تخریبناپذیر
COD زیست تخریبناپذیر، ناشی از مواد قابل حل موجود در پساب است که در غلطتهای کم و به عنوان آلایندههای بسیار کوچک (در حد میکرو) از تصفیه خانه های فاضلاب خارج میشوند. از این دسته میتوان به مواد دارویی (مانند دیکلوفناک، پاراستامول و پروپوفول)، مواد آلی پایدار (سموم دفع آفات، مواد شیمیایی صنعتی و هورمونها) و دیگر مولکولها از جمله ترکیبات آلی فلوئوره و برمیده شده اشاره نمود. نسبت کم BOD به COD نشاندهندهی ترکیبی است که به آسانی زیست تخریبپذیر نمیباشد.
COD زیست تخریبپذیر
COD زیست تخریبپذیر خود به دو دسته تقسیم میشود؛ موادی که به آسانی در محیط بیولوژیک تخریبپذیر هستند (ترکیبات قابل حل نظیر مواد مغذی فرار، اسیدهای چرب، قند، برخی الکل ها و پروتئینها) و ترکیباتی که به آرامی تخریب میشوند. ترکیبات آرام تخریبپذیر در محیطهای بیولوژیک، از مولکولهای آلی ذرهای، کلوئیدی (چسبناک) و پیچیده تشکیل شده اند.
| ترکیبات | نسبت BOD5/COD | نسبت COD:O3 |
| اسیدهای چرب | 0.4 | 2:3 |
| مواد مغذی (آمونیاک، فسفات آلی و …) | 0.6 | 7:1 |
| پروتئینها | 0.7 | 6:2 |
| الکل | 0.9 | 5:3 |
| قند | 0.7 | 4:2 |
بازههای معمول غلظت COD و BOD5 درجدول زیر قابل مشاهده هستند.
| نوع نیاز به اکسیژن (Mg/L) | فاضلاب خانگی | غذا و نوشیدنی | شیمیایی و دارویی |
| BOD5 | 200-300 | 450-1100 | 250-1000 |
| COD | 450-700 | 1450-2200 | 2000-18750 |
اوزون
اوزون یک اکسیدان قوی و به آسانی قابل حل در آب است. تصفیه با اوزون، هیچ پسماندی ندارد و آلایندههای آلی پیچیده را حذف میکند. در بخشهای پیش رو تعدادی از فرصتهای کلیدی تصفیه بر پایهی اوزون جهت از بین بردن کربن آلی در پسابهای فاضلاب، ارائه میشود. برای دریافت اطلاعات بیشتر راجب به اوزون اینجا کلیک کنید.
تصفیه با اوزون توسط روش اکسیداسیون پیشرفته یا AOP
AOP بیانگر فرایندهای اکسایش پیشرفتهای است که با به کارگیری گونههای بسیار فعال و واکنشپذیر به تخریب آلایندههای هدف میپردازد. رادیکالهای تشکیلشده نسبت به اوزون، پتانسیل اکسیداسیون بالاتر و نرخ واکنش (به صورت حدودی) یک میلیون برابر دارند؛ بنابراین، منجر به پایین آمدن زمان تماس و کاهش احتمال ایجاد رد اثر میشوند. همچنین، میتوان از AOP جهت دستیابی به اکسیداسیون کامل و یا جزئی آلایندهها در فرایند تصفیه، بهره برد. نمونههایی از مکانیزمهای واکنش در تشکیل رادیکال هیدروکسیل با اوزون، در جدول زیر قرار دارد.
| اکسید آهن | Fe3++ O3 → (FeO)2+ +OH– + O2 + H |
| هیدروژن پراکسید | O3 + H2O2 → OH– + O2 + H2O |
| در حضور فرابنفش |
O3 + H2O → O2 + H2O2 2O3 + H2O2 → 2OH + 3O2 |
سایر روشهای AOP شامل ترکیب تیتانیوم دیاکسید و تکنیکهای مبتنی بر اشعهی فرابنفش برای تولید رادیکالهای هیدروکسیل میباشد.
تکنیک اوزون-AOP در موقعیتهایی سودمند است که اوزون به تنهایی قادر به اکسیداسیون کامل مواد فاضلابی نمیباشد. در این موارد، بهرهگیری از AOP میتواند به شکلی موفقیتآمیز منجر به افزودن سرعت واکنش و حتی فراتر از آن، حذف عمدهی مواد پیچیده شود. این موضوع، به وضوع در نمودار بالا مشهود است.
دیدگاهتان را بنویسید