Guide to Chemical Oxygen Demand (COD) Testing

Chemical oxygen demand (COD) is a critical waste treatment measurement in everything from municipal systems to food manufacturing waste streams.

COD-testauksen tekeminen oikealla tavalla on tärkeää jäteveden käsittelyn tehokkuuden määrittämisessä, ja se voi auttaa mahdollisten käsittelyn ongelmien diagnosoinnissa. Tässä blogissa kerromme, mitä kemiallinen hapentarve on, miten sitä testataan ja miten saat parhaat laitteet testeihin.

1. mikä on turska?
2. COD: n merkitys
3. miten COD mitataan
4. ”Joten mitä minun täytyy aloittaa testaus?”

mikä on Kemiallinen hapenkulutus?

Kemiallinen hapenkulutus (COD) on näytteen orgaanisen aineksen määrän epäsuora mittaus. Tällä testillä voit mitata lähes kaikki orgaaniset yhdisteet, jotka voidaan pilkkoa digestioreagenssilla.

COD on ristiriidassa biokemiallisen hapenkulutuksen (bod) kanssa, joka perustuu mikro-organismien käyttöön näytteen orgaanisen aineksen hajottamisessa aerobisen hengityksen avulla tietyn inkubointijakson aikana (tyypillisesti viisi päivää).

BOD ja COD korreloivat keskenään lähes kaikissa näytteissä, mutta BOD on aina pienempi kuin COD, koska orgaanisten aineiden biokemiallinen hajoaminen ei useinkaan ole yhtä täydellinen kuin kemiallinen menetelmä.

kemiallisen hapenkulutuksen merkitys

näytteen orgaanisen aineksen mittarina BOD ja COD ovat jätevesissä kriittisiä määritettäessä jäteveden määrää. Runsaasti orgaanista ainesta sisältävä jäte vaatii käsittelyä, jotta orgaanisen jätteen määrää voidaan vähentää ennen päästämistä vastaanottaviin vesiin.

Jos vedenpuhdistamot eivät vähennä jäteveden orgaanista pitoisuutta ennen kuin se päätyy luonnonvesiin, vastaanottavan veden mikrobit kuluttavat orgaanista ainesta.

tämän seurauksena nämä mikrobit kuluttavat myös vastaanottavan veden happea osana orgaanisen jätteen hajoamista. Tätä happikatoa yhdessä ravinnerikkaiden olojen kanssa kutsutaan rehevöitymiseksi, luonnonveden tilaksi, joka voi johtaa eläinkunnan kuolemaan.

jätevesilaitokset vähentävät turskaa ja BOD: tä käyttämällä näitä samoja mikrobeja valvotuissa olosuhteissa. Nämä tilat ilmastavat kammioita, joihin ruiskutetaan erikoistuneita bakteereja, jotka voivat hajottaa orgaanista ainesta ympäristössä, joka ei vahingoita luonnonvesiä. Näissä laitoksissa käytetään BOD: n vähentämistä vertailukohtana hoidon tehokkuudelle.

koska BOD-testin suorittaminen kestää viisi päivää, COD: tä käytetään käsittelyprosessin seuraamiseen päivittäisissä operaatioissa. COD-testin suorittaminen kestää vain muutaman tunnin.

jos BOD: tä käytettäisiin aina, käsiteltyä jätevettä pitäisi säilyttää, ja ongelma käsittelyprosessissa havaittaisiin vasta viiden päivän kuluttua! Tämä tarkoittaisi sitä, että jätevesiä jouduttaisiin pitämään, kunnes tulokset voidaan todentaa.

Hanna kärki: Testausnopeuden vuoksi laitokset yleensä vahvistavat BoD: n ja COD: n välisen korrelaation, minkä jälkeen bod: tä käytetään vain satunnaisesti. Muista kuitenkin tarkistaa paikalliselta sääntelyviranomaiselta yksityiskohtaiset ohjeet BOD-ja COD-testausohjelmista.

Kuinka mitata kemiallista hapenkulutusta

kuten aiemmin mainittiin, COD mittaa orgaanista ainesta käyttämällä kemiallista hapetinta. On tärkeää, että tarpeeksi vahvaa hapetinta käytetään reagoimaan lähes kaiken näytteen orgaanisen aineen kanssa. Historiallisesti kaliumpermanganaatti täytti tämän roolin, mutta sen havaittiin olevan epäjohdonmukainen kyvyssään hapettaa kaikki orgaaninen aines monenlaisissa jätenäytteissä.

nykyisin useimmissa COD-testeissä käytetään hapettimena kaliumdikromaattia. Kaliumdikromaatti on kuudenarvoinen kromisuola, joka on väriltään kirkkaan oranssi ja on erittäin vahva hapetin. Dikromaatti voi hapettaa 95-100% orgaanisesta aineksesta. Kun dikromaatti hapettaa aineen, se muuttuu kolmiarvoiseksi kromiksi, joka on himmeän vihreä väri.

digestio suoritetaan näytteille määrätyllä määrällä hapetinta, rikkihappoa ja lämpöä (150°C). Metallisuolat ovat yleensä mukana tukahduttamaan häiriöitä ja katalysoimaan ruoansulatusta. Ruoansulatus kestää tyypillisesti kaksi tuntia.

digestion aikana tarvitaan ylimääräinen hapetin; tämä takaa näytteen täydellisen hapettumisen. Tämän seurauksena on tärkeää määrittää ylimääräisen hapettimen määrä. Kaksi yleisintä menetelmää ovat titraus ja kolorimetria.

Titrimetrinen Cod-menetelmä

TITRAUSMENETELMÄSSÄ, jolla määritetään COD, ylimäärä dikromaattia reagoidaan pelkistimellä, rauta-ammoniumsulfaatilla. Kun rauta-ammoniumsulfaattia (FAS) lisätään hitaasti, ylimääräinen dikromaatti muuttuu sen kolmiarvoiseen muotoon.

heti kun kaikki ylimääräinen dikromaatti reagoi, saavutetaan ekvivalenssipiste. Tämä kohta tarkoittaa, että lisäämäsi rauta-ammoniumsulfaatin määrä on yhtä suuri kuin ylimääräisen dikromaatin määrä. Väriindikaattorit voivat myös ilmoittaa tämän päätepisteen, mutta prosessi voidaan automatisoida potentiometrisellä indikaattorilla (kuten elektrodilla).

jälkikäteen voi laskea, kuinka paljon dikromaattia meni kohti hapettavaa orgaanista materiaalia sen perusteella, kuinka paljon alun perin lisäsimme ja kuinka paljon jäi yli.

COD: n kolorimetrinen menetelmä

dikromaatin kulutusta voidaan tarkastella myös tarkastelemalla näytteen absorbanssin muutosta. Näytteet absorboituvat tietyillä aallonpituuksilla kolmiarvoisen kromin (Cr3+) ja kuusiarvoisen kromin (Cr6+) värin vuoksi.

voit määrittää trivalentin kromin määrän näytteessä digestion jälkeen mittaamalla näytteen absorbanssin 600 nm: n aallonpituudella fotometrillä tai spektrofotometrillä. Vaihtoehtoisesti kuusiarvoisen kromin absorbanssia 420 nm: ssä voidaan käyttää määritettäessä ylimääräisen kromin määrää digestion lopussa COD-arvojen määrittämiseksi.

tämä menetelmä on helppo ja vaatii vain muutaman yksinkertaisen vaiheen.

1. sulattaa näytteet ja reagenssin tyhjäksi. (Reagenssi tyhjä on vain näyte deionisoitua vettä, joka käsitellään samalla tavalla kuin todellisia näytteitä. Voit jopa käyttää Nollaa uudelleen niin kauan kuin reagenssieräsi kestää.)
2. Anna sulatettujen näytteiden ja nollan jäähtyä.
3. Nollaa instrumentti tyhjällä injektiopullolla.
4. Lue näytteet.

mikä menetelmä sopii minulle parhaiten?

vaikka molemmat menetelmät ovat EPA-hyväksyttyjä, niillä on omat etunsa ja haittansa.

titraus on vähemmän laiteintensiivistä, sillä tarvitset vain byretin, lämmityslohkon ja digestiopullot. Menettely on kuitenkin hieman työläämpi. Automaattinen titraattori voi vähentää käyttäjän syötteen määrää, ja sitä voidaan käyttää muissa jäteveden käyttökohteissa (esim.emäksisyys, Haihtuva happamuus).

vaikka kolorimetria vaatii spektrofotometrin tai fotometrin, se tarjoaa mukavuutta, koska useimmat valmistajat tarjoavat esisekoitettuja reagensseja, joten sinun tarvitsee vain suorittaa näytteesi digestiokemikaaleilla ja minimaalisella kosketuksella.

kolorimetria tekee mittaamisesta myös helppoa, sillä analyytikon tarvitsee vain sulattaa näytteet ja antaa instrumentin tehdä työ. Näistä syistä kolorimetria on yleisin tapa mitata turskaa.

”Joten mitä minun täytyy aloittaa testaus?”

kemiallisen hapenkulutuksen aloittaminen vaatii vain muutaman laitteen. Yleisimpänä menetelmänä keskitymme kolorimetriseen Cod-menetelmään. Tässä perusteet, mitä tarvitset:

Lämmityslohko

molemmat COD-testimenetelmät vaativat digestiovaiheen, joten lämmityslohko näytteille on ratkaiseva tarkkojen ja toistettavien tulosten varmistamiseksi. Parhaan tuloksen saat etsimällä lämmityslohkon, jossa on useita lämpötiloja, jotta sinulla on hyötyä muille testeille, kuten kokonaisfosforille. Useimmissa lämmityslohkoissa on myös ajastimet, jotka ovat kriittisiä ruoansulatusajan pitämiseksi johdonmukaisena useiden ajojen aikana.

lisäturvallisuuden vuoksi kannattaa etsiä malleja, joissa on valinnainen suoja, joka peittää lämmityslohkon onnettomuuden sattuessa.

kolorimetri tai Spektrofotometri

kolorimetri tai Spektrofotometri on laite, joka lukee näytteiden absorbanssin digestion jälkeen korreloidakseen sen COD-pitoisuuteen. Molemmilla mittareilla voidaan mitata turskaa, mutta nämä kaksi laitetta eroavat hieman toisistaan.

Kolorimetrit käyttävät suodattimia valon mittaamiseen ominaisina aallonpituuksina, mutta spektrofotometrit käyttävät laitetta, joka mahdollistaa mittaamisen laajalla spektrillä. Riippumatta siitä, minkä laitteen valitset, Etsi malleja, joissa on esiohjelmoituja menetelmiä COD: lle helppokäyttöisyyden vuoksi.

reagenssit

reagenssit ovat yksi tärkeimmistä Cod-testausjärjestelmän komponenteista. Nämä kemikaalit ovat vastuussa orgaanisen materiaalin hapettamisesta. Reagensseja on mahdollista valmistaa talon sisällä, mutta reagensseja on helpompi ostaa minimoidakseen kontaktin kuusivalentin kromin ja vahvojen happojen kanssa. Nämä Cod-injektiopullot ovat esisekoitettuja ja käyttövalmiita. Kaupallisesti saatavilla on useita erilaisia reagensseja:

• EPA-yhteensopivat reagenssit: nämä injektiopullot ovat EPA-menetelmän 410.4 ja standardimenetelmän 5220D mukaisia. näissä reagensseissa käytetään tämän menetelmän formulaatiota, joka sisältää elohopeasulfaattia, kaliumdikromaattia ja rikkihappoa. Valitse nämä pullot, jos työsi vaatii raportoimaan COD-tuloksista sääntelyvirastolle, joka vaatii EPA: n menetelmiä.
• ISO-yhteensopivat reagenssit:koostumukseltaan Iso 15705: 2002-menetelmien mukaiset. COD-pullojen koostumus on samanlainen kuin EPA: n standardeissa, joten ne sisältävät myös elohopeaa.
• Elohopeattomat reagenssit: useimmat COD-injektiopullot sisältävät elohopeasulfaattia kloridihäiriöiden poistamiseksi, mikä muuten loisi valheellisen korkean COD-arvon. TURSKATTOMAT pullot eivät sisällä elohopeaa, mikä tekee niistä herkempiä kloridihäiriöille, mutta vähentävät huomattavasti elohopean käsittelyn turvallisuus-ja ympäristöriskejä. Tämän vuoksi nämä reagenssit soveltuvat ihanteellisesti rutiinianalyysiin, jossa kloridipitoisuuksia ei odoteta olevan lainkaan tai hyvin vähän.

Hanna voi auttaa maksimoimaan COD-testauksen

COD-analyysin päivittäminen on helpompaa kuin koskaan. Nykyaikaisissa kolorimetreissä ja spektrofotometreissä on sisäänrakennetut menetelmät, joiden avulla siirtyminen uuteen mittariin on helpompaa kuin koskaan.

Hanna Instruments on sitoutunut palvelemaan jätevesiä kunnallis-ja teollisuussektoreilla. Omistautuneet TEKNISET edustajamme ovat työskennelleet ja huoltaneet tiloja eri puolilla Yhdysvaltoja ja työskennelleet suoraan operaattoreiden kanssa testausmenetelmien käyttöönotossa.