A vízkezelő iparban a KOI olyan alapvető mutató, amelyet nem lehet figyelmen kívül hagyni. Legyen szó háztartási szennyvízről vagy ipari szennyvízről, szinte minden kibocsátási szabvány tartalmaz KOI-határértékeket. Tehát mit jelent pontosan a COD? Honnan származik a szennyvíz KOI? És milyen kezelési lépések szükségesek ahhoz, hogy szabványos legyen? Ez a cikk ezeket a kérdéseket egyszerre tisztázza.
Mi az a COD?
A COD a Chemical Oxygen Demand rövidítése. Egyszerűen fogalmazva, a vízben lévő összes olyan anyag által elfogyasztott oxigén teljes mennyiségét méri, amelyet kémiai oxidálószerek (főleg szerves anyagok, de kis mennyiségű redukáló szervetlen anyag is tartalmaz) oxidálhatnak.
Vagyis minél magasabb a KOI érték, annál több "piszkos dolog" oxidálódhat a vízben, és annál szennyezettebb a víz. Minél alacsonyabb a KOI, annál tisztább a vízminőség.
A tényleges kibocsátási szabványokban a KOI határértékek a kibocsátási helytől és a helyi követelményektől függően változnak. Például a háztartási szennyvíztisztító telepekre vonatkozó általános szennyvíz-szabványok 50 mg/L vagy kisebb vagy 100 mg/L KOI-t írnak elő. A települési csőhálózatokba vagy természetes víztestekbe kibocsátott ipari szennyvíz szintén egyértelműen meghatározott KOI határértékekkel rendelkezik.
Honnan származik a COD?
A vízben lévő bármely szerves anyag vagy redukáló anyag, amely oxidálható, KOI-t képez. Három fő forrás létezik:
Hazai: ételmaradék, olajfoltok, ürülék, mosószerek, fürdő szennyvíz.
Ipari: Élelmiszergyárakból származó keményítő és cukrok, vágóhidak vére, nyomtatásból és festésből származó festékek, vegyi oldószerek, papírgyártásból származó fapép, állati trágya.
Egyéb: Növényi alom, mikrobamaradványok, szulfidok, nitritek.
Egyszerűen ne feledje: minden, ami "oxidálható és elégethető", KOI-nak számít.
Hogyan felel meg a KOI a kibocsátási szabványoknak?
A szennyvíztisztító telepeken a KOI csökkentése általában nem egy{0}}lépéses folyamat, hanem többlépcsős folyamatok{1}}on keresztüli fokozatos csökkentése. Az alábbiakban a standard kezelési folyamatot ismertetjük öt szakaszban.
1. lépés: Előkezelés – A nagy részecskék és néhány lebegő szerves anyag eltávolítása
Az előkezelő egység főként a következőket tartalmazza: szita, szemcsekamra, zsírfogó és kiegyenlítő tartály.
A képernyő felfogja a nagy törmeléket, például faágakat, műanyag zacskókat és rongyokat.
A szemcsekamra lehetővé teszi a homok és a kis kövek leülepedését.
A zsírfogó eltávolítja a lebegő olajat és zsírt.
A kiegyenlítő tartály egyensúlyba hozza a víz minőségét és mennyiségét, hogy megakadályozza a további folyamatokra gyakorolt hatást.
Ez a lépés eltávolítja a lebegő és lebegő szerves anyagok egy részét, ami a KOI előzetes csökkenését eredményezi, de a csökkenés korlátozott.
2. lépés: Fiziko-kémiai koaguláció és ülepítés – A szuszpendált és kolloid KOI eltávolítása
Az előkezelés után nagyszámú finom szuszpendált részecske és kolloid szerves anyag marad még a vízben. Ezek a gravitáció hatására nem tudnak gyorsan leülepedni, és vegyi anyagok hozzáadása szükséges a koagulációhoz és ülepítéshez.
Általánosan használt szerek: polialumínium-klorid (PAC) és poliakrilamid (PAM).
Működési elv: A reagens destabilizálja az apró részecskéket és kolloidokat, amelyek hatására nagyobb pelyhekké halmozódnak fel, amelyeket aztán ülepítő tartályban választanak el. Ez a lépés jelentősen eltávolítja a lebegő és kolloid KOI-t, így a víz sokkal tisztább lesz.
3. lépés: Biológiai kezelés – A fő lépés az oldott KOI eltávolításában
A biológiai tisztítás a legtöbb szennyvíztisztító telepen a legfontosabb és leggazdaságosabb lépés a KOI csökkentésében. A mikroorganizmusok metabolikus tevékenységét hasznosítja a vízben oldott szerves anyagok szén-dioxiddá és vízzé történő lebontására.
A gyakori eljárások a következők: A/O eljárás, A²/O eljárás, oxidációs árok, SBR (Sequencing Batch Reactor), MBR (membrán bioreaktor) stb.
Általában két környezetre oszlik:
Anaerob szakasz: Oxigénmentes{0}}körülmények között az anaerob baktériumok a nagy szerves molekulákat kisebb szerves savakra és metánra bontják, javítva a későbbi aerob kezelés hatékonyságát. Alkalmas nagy-koncentrációjú szerves szennyvízhez.
Aerob szakasz: A levegőztetés oxigént biztosít, lehetővé téve az aerob mikroorganizmusok gyors szaporodását, és gyorsan elfogyasztják a vízben lévő szerves anyagokat, teljesen oxidálva és lebontva azt.
Ebben a szakaszban a KOI 70-90%-a vagy több eltávolítható, ami döntő fontosságú a megfelelő kezelés eléréséhez.
4. lépés: Speciális kezelés – A maradék COD csökkentése biológiai kezelés után
A biológiai kezelést követően a legkönnyebben lebomló szerves anyagokat eltávolították, de kis mennyiségben visszamaradhat a visszahúzódó szerves anyag a vízben, vagy a KOI továbbra sem felel meg a kibocsátási előírásoknak. Ezután korszerű kezelésre van szükség.
A gyakori módszerek a következők:
Másodlagos ülepítő tartály: Elválasztja az eleveniszapot a víztől a biológiai tisztítórendszerben, tisztítja a szennyvizet. Ez a hagyományos eljárás része, de önmagában nem csökkenti tovább az oldott KOI-t.
Fenton oxidáció: Hidrogén-peroxid és vassók hozzáadásával erősen oxidáló hidroxil-gyökök keletkeznek, amelyek elpusztíthatják a visszahúzódó, stabil molekulaszerkezetű szerves anyagokat. Különösen alkalmas vegyipar és gyógyszeripar ipari szennyvizeihez.
Aktív szén adszorpció: Az aktív szén porózus szerkezetét felhasználva adszorbeálja a maradék szerves anyagokat és színeket, tovább csökkentve a KOI-t.
MBR membránszűrés: A membránmodul közvetlenül felfogja a kolloidokat és a mikroorganizmusokat, ami rendkívül alacsony lebegőanyag- és KOI-tartalmat eredményez a szennyvízben.
Ennek a lépésnek az a célja, hogy tovább csökkentse a biológiai kezeléssel nem kezelhető KOI mennyiségét, biztosítva, hogy a végső szennyvíz megfeleljen a szabványoknak.
5. lépés: Fertőtlenítés és ürítés
Végül a szennyvizet fertőtlenítik (pl. ultraibolya fénnyel, nátrium-hipoklorittal vagy ózonnal), hogy elpusztítsák a kórokozó mikroorganizmusokat. Ezzel egyidejűleg az olyan mutatók, mint a KOI, az ammónia-nitrogén és az összes foszfor megfelelnek a kibocsátási szabványoknak, lehetővé téve a természetes víztestekbe való kibocsátását vagy újrafelhasználását (pl. tereprendezéshez, öblítéshez stb.).
A különböző minőségű víznek eltérő KOI-koncentrációja és kezelési követelménye van, és konkrét folyamatkombinációkat kell megtervezni a tényleges körülmények alapján. Ennek az alapvető útnak a megértése azonban egyértelműen azt mutatja, hogy a szennyvízben lévő KOI nem tűnik el a semmiből, hanem lépésről lépésre csökken a fizikai elfogás, a kémiai kicsapás, a mikrobiális lebontás, a fejlett oxidáció és az adszorpciós szűrés révén.
Ha cége vagy projektje a szabványokat meghaladó COD-vel szembesül, a hiányosságok ellenőrzése a fenti lépések alapján gyakran irányt ad a probléma megoldására.