V priemysle úpravy vody je CHSK základným ukazovateľom, ktorý nemožno ignorovať. Či už ide o domácu odpadovú vodu alebo priemyselnú odpadovú vodu, takmer všetky normy vypúšťania zahŕňajú limity CHSK. Takže, čo presne predstavuje COD? Odkiaľ pochádza CHSK v odpadových vodách? A aké liečebné kroky sú potrebné na to, aby sa dostal na štandard? Tento článok objasňuje tieto otázky naraz.
Čo je COD?
CHSK je skratka pre Chemical Oxygen Demand. Jednoducho povedané, meria celkové množstvo kyslíka spotrebovaného všetkými látkami vo vode, ktoré môžu byť oxidované chemickými oxidantmi (hlavne organické látky, ale aj malé množstvo redukujúcich anorganických látok).
Inými slovami, čím je hodnota CHSK vyššia, tým viac „špinavých vecí“ môže byť vo vode zoxidovaných, a tým je voda viac znečistená. Čím je CHSK nižšia, tým je kvalita vody čistejšia.
V skutočných normách vypúšťania sa limity CHSK líšia v závislosti od miesta vypúšťania a miestnych požiadaviek. Napríklad bežné štandardy odpadových vôd pre domáce čistiarne odpadových vôd vyžadujú CHSK menšie alebo rovné 50 mg/l alebo menšie alebo rovné 100 mg/l. Priemyselná odpadová voda vypúšťaná do komunálnych potrubných sietí alebo prírodných vodných útvarov má tiež jasne definované limity CHSK.
Odkiaľ COD pochádza?
Akákoľvek organická hmota alebo redukčná látka vo vode, ktorá môže byť oxidovaná, vytvorí CHSK. Existujú tri hlavné zdroje:
Domáce: Zvyšky jedla, olejové škvrny, výkaly, čistiace prostriedky, odpadová voda z kúpania.
Priemyselné: Škrob a cukry z potravinárskych tovární, krv z bitúnkov, farbivá z tlače a farbenia, chemické rozpúšťadlá, drevná hmota z výroby papiera, maštaľný hnoj.
Ostatné: Podstielka z listov rastlín, mikrobiálne zvyšky, sulfidy, dusitany.
Jednoducho si zapamätajte: Čokoľvek, čo sa dá „zoxidovať a spáliť“, sa počíta ako COD.
Ako môže CHSK spĺňať normy vypúšťania?
Znižovanie CHSK v čistiarňach odpadových vôd zvyčajne nie je jedno{0}}krokový proces, ale postupné znižovanie prostredníctvom viacstupňových{1}}procesov. Nasleduje popis štandardného liečebného procesu v piatich etapách.
Krok 1: Predúprava – odstránenie veľkých častíc a niektorých suspendovaných organických látok
Jednotka predúpravy obsahuje najmä: sito, komoru na drvinu, lapač tukov a vyrovnávaciu nádrž.
Obrazovka zachytáva veľké nečistoty, ako sú konáre stromov, plastové vrecká a handry.
Komora piesku umožňuje usadzovanie piesku a malých kamienkov.
Lapač tuku odstraňuje plávajúci olej a mastnotu.
Vyrovnávacia nádrž vyrovnáva kvalitu a množstvo vody, aby sa zabránilo vplyvu na následné procesy.
Tento krok odstraňuje určité suspendované a plávajúce organické látky, čo vedie k predbežnému zníženiu CHSK, ale zníženie je obmedzené.
Krok 2: Fyzikálnochemická koagulácia a sedimentácia – odstránenie suspendovanej a koloidnej CHSK
Po predbežnej úprave zostáva vo vode stále veľké množstvo jemných suspendovaných častíc a koloidných organických látok. Tieto sa nemôžu rýchlo usadzovať gravitáciou a vyžadujú pridanie chemických činidiel na koaguláciu a sedimentáciu.
Bežne používané prostriedky: Polyaluminiumchlorid (PAC) a polyakrylamid (PAM).
Pracovný princíp: Činidlo destabilizuje drobné častice a koloidy, čo spôsobí, že sa zhlukujú do väčších vločiek, ktoré sa potom oddelia v sedimentačnej nádrži. Tento krok výrazne odstraňuje suspendované a koloidné CHSK, vďaka čomu je voda oveľa čistejšia.
Krok 3: Biologická liečba – Základný krok pri odstraňovaní rozpustenej CHSK
Biologické čistenie je najdôležitejším a najhospodárnejším krokom vo väčšine čistiarní odpadových vôd na zníženie CHSK. Využíva metabolickú aktivitu mikroorganizmov na rozklad rozpustených organických látok vo vode na oxid uhličitý a vodu.
Bežné procesy zahŕňajú: proces A/O, proces A²/O, oxidačný priekopa, SBR (sekvenčný dávkový reaktor), MBR (membránový bioreaktor) atď.
Vo všeobecnosti sa delí na dve prostredia:
Anaeróbne štádium: V podmienkach bez kyslíka- anaeróbne baktérie rozkladajú veľké organické molekuly na menšie organické kyseliny a metán, čím zlepšujú účinnosť následného aeróbneho čistenia. Vhodné pre-vysokokoncentrovanú organickú odpadovú vodu.
Aeróbna fáza: Prevzdušňovanie poskytuje kyslík, čo umožňuje aeróbnym mikroorganizmom rýchlo sa množiť a rýchlo spotrebovať organickú hmotu vo vode, úplne ju okysličiť a rozložiť.
Toto štádium môže odstrániť 70 % až 90 % alebo viac CHSK, čo je rozhodujúce pre dosiahnutie vyhovujúcej liečby.
Krok 4: Pokročilá liečba – Zníženie zvyškovej CHSK po biologickej liečbe
Po biologickom čistení bola najľahšie odbúrateľná organická hmota odstránená, ale vo vode môže stále zostať malé množstvo nepoddajnej organickej hmoty alebo CHSK stále nemusí spĺňať normy vypúšťania. Potom je potrebná pokročilá liečba.
Bežné metódy zahŕňajú:
Sekundárna sedimentačná nádrž: Oddeľuje aktivovaný kal od vody v systéme biologického čistenia, čím sa čistí odpadová voda. Toto je súčasťou konvenčného procesu, ale jeho samotné použitie nemôže ďalej znižovať rozpustenú CHSK.
Fentonová oxidácia: Pridanie peroxidu vodíka a železnatých solí vytvára vysoko oxidačné hydroxylové radikály, ktoré môžu zničiť nepoddajnú organickú hmotu so stabilnými molekulárnymi štruktúrami. Zvlášť vhodné pre priemyselné odpadové vody z chemického a farmaceutického priemyslu.
Adsorpcia aktívneho uhlia: Využíva poréznu štruktúru aktívneho uhlia na adsorbovanie zvyškových stopových organických látok a farby, čím sa ďalej znižuje CHSK.
MBR membránová filtrácia: Membránový modul priamo zachytáva koloidy a mikroorganizmy, čo má za následok extrémne nízky obsah suspendovaných pevných látok a CHSK v odpadovej vode.
Účelom tohto kroku je ďalšie zníženie CHSK, ktoré biologické čistenie nedokáže zvládnuť, čím sa zabezpečí, že konečný odpad spĺňa normy.
Krok 5: Dezinfekcia a vyprázdnenie
Nakoniec odpadová voda prechádza dezinfekciou (napr. ultrafialovým svetlom, chlórnanom sodným alebo ozónom), aby sa zničili patogénne mikroorganizmy. Zároveň ukazovatele ako CHSK, amoniakálny dusík a celkový fosfor spĺňajú normy vypúšťania, čo umožňuje jeho vypúšťanie do prírodných vodných útvarov alebo opätovné použitie (napr. na úpravu terénu, splachovanie atď.).
Rôzne kvality vody majú rôzne koncentrácie CHSK a požiadavky na úpravu a na základe skutočných podmienok je potrebné navrhnúť špecifické kombinácie procesov. Pochopenie tejto základnej cesty však jasne ukazuje, že CHSK v odpadových vodách nezmizne zo vzduchu, ale postupne sa znižuje fyzikálnym zachytávaním, chemickým vyzrážaním, mikrobiálnou degradáciou, pokročilou oxidáciou a adsorpčnou filtráciou.
Ak vaša spoločnosť alebo projekt čelí COD prekračujúcim štandardy, kontrola nedostatkov podľa vyššie uvedených krokov často poskytne smer na vyriešenie problému.