U industriji obrade vode KPK je ključni pokazatelj koji se ne može zanemariti. Bilo da se radi o kućnoj kanalizaciji ili industrijskoj otpadnoj vodi, gotovo svi standardi ispuštanja uključuju COD ograničenja. Dakle, što točno predstavlja COD? Odakle dolazi KPK u otpadnim vodama? I koji su koraci liječenja potrebni da bi se to dovelo u standard? Ovaj članak razjašnjava ova pitanja odjednom.
Što je COD?
COD je skraćenica za Chemical Oxygen Demand. Jednostavno rečeno, mjeri ukupnu količinu kisika koju troše sve tvari u vodi koje se mogu oksidirati kemijskim oksidansima (uglavnom organska tvar, ali također uključuje i malu količinu reducirajuće anorganske tvari).
Drugim riječima, što je KPK vrijednost veća, to više "prljavih stvari" može biti oksidirano u vodi, a voda je više zagađena. Što je niži COD, to je kvaliteta vode čišća.
U stvarnim standardima pražnjenja, COD ograničenja variraju ovisno o odredištu pražnjenja i lokalnim zahtjevima. Na primjer, uobičajeni standardi otpadnih voda za postrojenja za pročišćavanje kućnih otpadnih voda zahtijevaju KPK manji od ili jednak 50 mg/L ili manji od ili jednak 100 mg/L. Industrijske otpadne vode koje se ispuštaju u komunalne mreže cjevovoda ili prirodna vodna tijela također imaju jasno definirane granice KPK.
Odakle dolazi COD?
Bilo koja organska tvar ili redukcijska tvar u vodi koja se može oksidirati stvara KPK. Postoje tri glavna izvora:
Domaće: ostaci hrane, mrlje od ulja, izmet, deterdženti, otpadne vode od kupanja.
Industrija: škrob i šećeri iz tvornica hrane, krv iz klaonica, boje iz tiska i bojenja, kemijska otapala, drvna masa iz proizvodnje papira, stočni gnoj.
Ostalo: otpad od lišća biljaka, mikrobni ostaci, sulfidi, nitriti.
Jednostavno zapamtite: sve što se može "oksidirati i spaliti" računa se kao COD.
Kako COD može zadovoljiti standarde pražnjenja?
Smanjenje COD-a u postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda obično nije jedno-proces, već postupno smanjenje kroz više-fazne procese. U nastavku je opisan standardni postupak liječenja u pet faza.
Korak 1: Predtretman – Uklanjanje velikih čestica i neke suspendirane organske tvari
Jedinica za prethodnu obradu uglavnom uključuje: sito, komoru za pijesak, hvatač masti i spremnik za izjednačavanje.
Zaslon presreće velike krhotine kao što su grane drveća, plastične vrećice i krpe.
Komora za pijesak omogućuje taloženje pijeska i sitnog kamenja.
Hvatač masti uklanja plutajuće ulje i mast.
Spremnik za izjednačavanje uravnotežuje kvalitetu i količinu vode kako bi se spriječio utjecaj na naknadne procese.
Ovaj korak uklanja dio suspendirane i plutajuće organske tvari, što rezultira preliminarnim smanjenjem KPK, ali smanjenje je ograničeno.
Korak 2: Fizikalno-kemijska koagulacija i sedimentacija – Uklanjanje suspendiranog i koloidnog COD-a
Nakon predtretmana u vodi ostaje veliki broj finih suspendiranih čestica i koloidnih organskih tvari. Oni se ne mogu brzo taložiti gravitacijom i zahtijevaju dodavanje kemijskih sredstava za koagulaciju i sedimentaciju.
Često korištena sredstva: polialuminijev klorid (PAC) i poliakrilamid (PAM).
Princip rada: Reagens destabilizira sitne čestice i koloide, uzrokujući njihovo nakupljanje u veće flokule, koje se zatim odvajaju u taložniku. Ovaj korak značajno uklanja suspendirani i koloidni COD, čineći vodu puno bistrijom.
Korak 3: Biološka obrada – Glavni korak u uklanjanju otopljenog KPK-a
Biološka obrada je najvažniji i najekonomičniji korak u većini postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda za smanjenje KPK. Koristi metaboličku aktivnost mikroorganizama za razgradnju otopljene organske tvari u vodi na ugljični dioksid i vodu.
Uobičajeni procesi uključuju: A/O proces, A²/O proces, oksidacijski jarak, SBR (Sequencing Batch Reactor), MBR (Membrane Bioreactor), itd.
Općenito se dijeli na dvije okoline:
Anaerobni stadij: U uvjetima bez kisika, anaerobne bakterije razgrađuju velike organske molekule u manje organske kiseline i metan, poboljšavajući učinkovitost naknadnog aerobnog tretmana. Prikladno za-organske otpadne vode visoke koncentracije.
Aerobni stadij: prozračivanje osigurava kisik, omogućujući aerobnim mikroorganizmima da se brzo razmnožavaju i brzo konzumiraju organsku tvar u vodi, potpuno je oksidirajući i razlažući.
Ova faza može ukloniti 70% do 90% ili više KPK, što je ključno za postizanje usklađenog liječenja.
Korak 4: Napredni tretman – Smanjenje zaostalog KPK nakon biološkog tretmana
Nakon biološke obrade, najlakše razgradiva organska tvar je uklonjena, ali mala količina neposlušne organske tvari može i dalje ostati u vodi ili COD još uvijek ne zadovoljava standarde ispuštanja. Tada je potrebno napredno liječenje.
Uobičajene metode uključuju:
Sekundarni taložnik: Odvaja aktivni mulj od vode u sustavu biološke obrade, pročišćavajući otpadnu vodu. Ovo je dio konvencionalnog procesa, ali sama njegova uporaba ne može dodatno smanjiti otopljeni KPK.
Fentonova oksidacija: Dodavanje vodikovog peroksida i željeznih soli stvara visoko oksidirajuće hidroksilne radikale, koji mogu uništiti neposlušnu organsku tvar sa stabilnim molekularnim strukturama. Posebno pogodan za industrijske otpadne vode iz kemijske i farmaceutske industrije.
Adsorpcija aktivnog ugljena: koristi poroznu strukturu aktivnog ugljena za adsorpciju zaostalih tragova organske tvari i boje, dodatno smanjujući COD.
MBR membranska filtracija: Membranski modul izravno hvata koloide i mikroorganizme, što rezultira iznimno niskom količinom suspendiranih krutih tvari i KPK u efluentu.
Svrha ovog koraka je dodatno smanjiti COD koji biološka obrada ne može podnijeti, osiguravajući da konačni efluent zadovoljava standarde.
Korak 5: Dezinfekcija i pražnjenje
Na kraju, otpadna voda prolazi dezinfekciju (npr. ultraljubičastim svjetlom, natrijevim hipokloritom ili ozonom) kako bi se ubili patogeni mikroorganizmi. Istovremeno, pokazatelji kao što su KPK, dušik u amonijaku i ukupni fosfor zadovoljavaju standarde ispuštanja, što omogućuje ispuštanje u prirodna vodna tijela ili ponovnu upotrebu (npr. za uređenje krajolika, ispiranje itd.).
Različite kvalitete vode imaju različite koncentracije KPK i zahtjeve za pročišćavanjem, a specifične kombinacije procesa potrebno je osmisliti na temelju stvarnih uvjeta. Međutim, razumijevanje ovog osnovnog puta jasno pokazuje da KPK u otpadnoj vodi ne nestaje odjednom, već se smanjuje korak po korak fizičkim presretanjem, kemijskim taloženjem, mikrobnom razgradnjom, naprednom oksidacijom i adsorpcijskom filtracijom.
Ako se vaša tvrtka ili projekt suočava s COD-om koji premašuje standarde, provjera nedostataka u odnosu na gore navedene korake često će dati smjernice za rješavanje problema.