Guide to Chemical Oxygen Demand (COD) Testing

Chemical oxygen demand (COD) is een kritische meting van de afvalverwerking in alles, van gemeentelijke systemen tot afvalstromen in de voedselproductie.

het op de juiste manier uitvoeren van COD-tests is belangrijk voor het bepalen van de effectiviteit van de afvalwaterzuivering en kan helpen bij het diagnosticeren van eventuele problemen bij de behandeling. In deze blog, zullen we bespreken wat chemische zuurstofvraag is, hoe het te testen, en hoe u de beste apparatuur voor uw tests te krijgen.

1. Wat is COD?
2. Het Belang van COD
3. Hoe meet ik COD
4. ” dus wat heb ik nodig om te beginnen met testen?”

Wat is chemisch zuurstofverbruik?

chemisch zuurstofverbruik (CZV) is een indirecte meting van de hoeveelheid organisch materiaal in een monster. Met deze test kunt u vrijwel alle organische verbindingen meten die door een spijsverterings-reagens kunnen worden verteerd.

COD staat in contrast met het biochemisch zuurstofverbruik (BOD), dat berust op het gebruik van micro-organismen om het organische materiaal in het monster af te breken door aërobe ademhaling gedurende een bepaalde incubatieperiode (meestal vijf dagen).

BOD en COD correleren met elkaar in vrijwel alle monsters, maar BOD is altijd lager dan COD omdat de biochemische afbraak van organische stoffen vaak niet zo volledig is als de chemische methode.

belang van chemisch zuurstofverbruik

als meetinstrumenten van organisch materiaal in een monster, BZV en CZV zijn kritisch in afvalwater voor het bepalen van de hoeveelheid afval in het water. Afval dat veel organisch materiaal bevat, moet worden behandeld om de hoeveelheid organisch afval te verminderen voordat het in ontvangende wateren wordt geloosd.

als waterzuiveringsinstallaties het organische gehalte van afvalwater niet verminderen voordat het natuurlijke wateren bereikt, zullen microben in het ontvangende water het organische materiaal verbruiken.

hierdoor zullen deze microben ook de zuurstof in het ontvangende water verbruiken als onderdeel van de afbraak van organisch afval. Deze zuurstofdepletie samen met voedingsstoffenrijke omstandigheden wordt eutrofiëring genoemd, een toestand van natuurlijk water dat kan leiden tot de dood van dierlijk leven.

afvalwaterinstallaties verminderen COD en BOD door dezelfde microben onder gecontroleerde omstandigheden te gebruiken. Deze faciliteiten beluchten kamers geïnjecteerd met gespecialiseerde bacteriën die de organische stof kan afbreken in een omgeving die geen schade aan natuurlijke wateren. Een vermindering van BOD wordt in deze faciliteiten gebruikt als benchmark voor de effectiviteit van de behandeling.

aangezien een BOD-test vijf dagen duurt, wordt COD gebruikt om het behandelingsproces bij dagelijkse operaties te controleren. De COD-test duurt slechts een paar uur.

Als BOD altijd werd gebruikt, zou gezuiverd afvalwater moeten worden vastgehouden, en een probleem met het zuiveringsproces zou pas vijf dagen later worden gedetecteerd! Dit zou betekenen dat het afvalwater moet worden vastgehouden totdat de resultaten kunnen worden geverifieerd.

Hanna Tip: Vanwege de snelheid van het testen, faciliteiten meestal een correlatie tussen BOD en COD, dan alleen draaien BOD af en toe. Echter, zorg ervoor dat u contact op met uw lokale regelgevende instantie voor gedetailleerd advies over BOD en COD testen regimes.

hoe chemisch zuurstofverbruik te meten

zoals eerder vermeld meet COD organisch materiaal met behulp van een chemisch oxidant. Het is van cruciaal belang dat een sterk genoeg oxidant wordt gebruikt om te reageren met vrijwel al het organische materiaal in het monster. Historisch gezien vervulde kaliumpermanganaat deze rol, maar het bleek inconsistent te zijn in zijn vermogen om alle organische stoffen te oxideren in een grote verscheidenheid aan afvalmonsters.

momenteel gebruiken de meeste COD-tests kaliumdichromaat als oxidant. Kaliumdichromaat is een zeswaardig chroomzout dat helder oranje van kleur is en een zeer sterke oxidant is. Tussen 95-100% van organisch materiaal kan worden geoxideerd door dichromaat. Zodra dichromaat een stof oxideert wordt het omgezet in een trivalente vorm van chroom, dat een doffe groene kleur is.

de spijsvertering wordt uitgevoerd op de monsters met een vaste hoeveelheid oxidant, zwavelzuur en warmte (150°C). Metaalzouten zijn meestal opgenomen om eventuele storingen te onderdrukken en de spijsvertering te katalyseren. De spijsvertering duurt meestal twee uur om uit te voeren.

tijdens de spijsvertering is het noodzakelijk een overmaat aan oxidant te hebben; dit zorgt voor volledige oxidatie van het monster. Daarom is het belangrijk om de hoeveelheid overtollig oxidant te bepalen. De twee gemeenschappelijkste methodes hiervoor zijn titratie en colorimetrie.

titrimetrische methode van COD

bij de titratiemethode voor de bepaling van COD wordt de overmaat dichromaat gereageerd met een reducerend middel, ammoniumijzer (II) sulfaat. Als het ferroammoniumsulfaat (FAS) langzaam wordt toegevoegd, wordt het overtollige dichromaat omgezet in zijn trivalente vorm.

zodra alle overtollige dichromaat reageert, wordt een equivalentiepunt bereikt. Dit punt betekent dat de hoeveelheid ijzer (II) ammoniumsulfaat die u hebt toegevoegd gelijk is aan de hoeveelheid overtollig dichromaat. Kleurindicatoren kunnen dit eindpunt ook signaleren, maar het proces kan worden geautomatiseerd met een potentiometrische indicator (zoals een elektrode).

daarna kun je berekenen hoeveel dichromaat naar oxiderend organisch materiaal is gegaan op basis van hoeveel we aanvankelijk hebben toegevoegd en hoeveel er over is gebleven.

colorimetrische methode van COD

u kunt ook kijken naar het verbruik van dichromaat door te kijken naar de verandering in de extinctie van het monster. De monsters absorberen bij bepaalde golflengten als gevolg van de kleur van trivalent chroom (Cr3+) en zeswaardig chroom (Cr6+).

u kunt de hoeveelheid trivalent chroom in een monster na vertering kwantificeren door de absorptie van het monster bij een golflengte van 600 nm te meten in een fotometer of spectrofotometer. Als alternatief kan de absorptie van zeswaardig chroom bij 420 nm worden gebruikt om de hoeveelheid overtollig chroom aan het einde van de spijsvertering te bepalen om COD-waarden te bepalen.

deze methode is eenvoudig en vereist slechts een paar eenvoudige stappen.

1. verteer uw monsters en een blanco reagens. (De reagens Blanco is gewoon een monster van gedeïoniseerd water dat is behandeld hetzelfde als uw werkelijke monsters. U kunt de blanco zelfs hergebruiken zolang uw reagenscollectie duurt.)
2. laat de verteerde monsters en de blanco afkoelen.
3. nul het instrument met behulp van de lege injectieflacon.
4. lees de monsters.

welke methode is het beste voor mij?

hoewel beide methoden EPA-goedgekeurd zijn, hebben ze hun eigen voor-en nadelen.

titratie is minder apparatuurintensief omdat u alleen een buret, verwarmingsblok en flesjes voor de spijsvertering nodig hebt. De procedure is echter iets arbeidsintensiever. Een automatische titrator kan de benodigde hoeveelheid gebruikersinvoer verminderen en kan worden gebruikt voor andere toepassingen in afvalwater (bijvoorbeeld alkaliniteit, vluchtige zuren).

hoewel colorimetrie een spectrofotometer of fotometer vereist, biedt het gemak aangezien de meeste fabrikanten voorgemengde reagentia aanbieden, dus alles wat u hoeft te doen is uw monsters met de spijsverteringstoffen en minimaal contact.

colorimetrie maakt het meten ook gemakkelijk, omdat de analist alleen de monsters hoeft te verwerken en het instrument het werk laat doen. Om deze redenen is colorimetrie de meest gebruikte methode om kabeljauw te meten.

” dus wat heb ik nodig om te beginnen met testen?”

om aan de slag te gaan met het chemisch zuurstofverbruik zijn slechts enkele apparaten nodig. Als de meest voorkomende methode, zullen we ons richten op de colorimetrische methode voor COD. Hier zijn de basisprincipes van wat u nodig hebt:

verwarmingsblok

beide methoden voor COD testen vereisen de digestiestap, dus een verwarmingsblok voor uw monsters is cruciaal voor het garanderen van nauwkeurige en herhaalbare resultaten. Voor de beste resultaten, zoek naar een verwarmingsblok dat meerdere temperaturen heeft, zodat je nut hebt voor andere tests, zoals totaal fosfor. De meeste verwarmingsblokken hebben ook timers, die cruciaal zijn om de spijsverteringstijden consistent te houden over meerdere runs.

voor extra veiligheid, zoek naar modellen met een optioneel schild dat het verwarmingsblok dekt in geval van een ongeval.

Colorimeter of spectrofotometer

colorimeter of spectrofotometer

de colorimeter of spectrofotometer is het apparaat dat de absorptie van de monsters na de vertering aflest om deze te correleren met de CZV-concentratie. Beide instrumenten kunnen worden gebruikt om COD te meten, maar de twee apparaten zijn een beetje verschillend van elkaar.

Colorimeters gebruiken filters om licht te meten als specifieke golflengten, maar spectrofotometers gebruiken een apparaat dat metingen over een breed spectrum mogelijk maakt. Ongeacht welk instrument u kiest, zoek naar modellen met voorgeprogrammeerde methoden voor COD voor gebruiksgemak.

reagentia

reagentia zijn een van de belangrijkste componenten van het COD-testsysteem. Deze chemicaliën zijn verantwoordelijk voor het oxideren van het organische materiaal. Het is mogelijk om reagentia in eigen huis te bereiden, maar het is gemakkelijker om reagentia te kopen om contact met zeswaardig chroom en sterke zuren te minimaliseren. Deze COD flacons zijn voorgemengd en klaar voor gebruik. Er zijn verschillende soorten reagentia in de handel verkrijgbaar:

• EPA-conforme reagentia: deze flacons voldoen aan EPA-methode 410.4 en standaardmethoden 5220D. deze reagentia gebruiken de formulering voor deze methode, die kwiksulfaat, kaliumdichromaat en zwavelzuur bevat. Kies deze vials als uw werk vereist dat u COD resultaten te melden aan een regelgevende instantie die EPA methodologieën.
• ISO-conforme reagentia:wat de samenstelling betreft, voldoen aan de methoden van ISO 15705: 2002. De samenstelling van deze KABELJAUWFLESJES is vergelijkbaar met die van de EPA-normen, dus ze bevatten ook kwik.
• kwikvrije reagentia: de meeste COD-flacons bevatten kwiksulfaat om chloride-interferenties te verwijderen, die anders een vals hoge COD-waarde zouden creëren. KABELJAUWVRIJE flacons bevatten geen kwik, waardoor ze gevoeliger zijn voor chloride-interferenties, maar de veiligheids-en milieurisico ‘ s van het omgaan met kwik aanzienlijk verminderen. Hierdoor zijn deze reagentia ideaal voor routinematige analyse waarbij geen of zeer lage chlorideconcentraties worden verwacht.

Hanna kan helpen bij het maximaliseren van uw COD-testen

Het upgraden van uw COD-analyse is eenvoudiger dan ooit. Moderne colorimeters en spectrofotometers hebben ingebouwde methoden die de overgang naar een nieuw instrument gemakkelijker dan ooit maken.

Hanna Instruments zet zich in voor het bedienen van afvalwater in gemeentelijke en industriële sectoren. Onze toegewijde technische vertegenwoordigers hebben gewerkt met en onderhouden faciliteiten in de VS, en werkten rechtstreeks samen met operators om testmethoden op te zetten.