I vandbehandlingsindustrien er COD en kerneindikator, som ikke kan ignoreres. Uanset om det er husholdningsspildevand eller industrispildevand, omfatter næsten alle udledningsstandarder COD-grænser. Så hvad repræsenterer COD præcist? Hvor kommer COD i spildevand fra? Og hvilke behandlingstrin er nødvendige for at bringe det op på standarden? Denne artikel afklarer disse spørgsmål på én gang.
Hvad er COD?
COD er forkortelsen for Chemical Oxygen Demand. Enkelt sagt måler den den samlede mængde ilt, der forbruges af alle stoffer i vand, der kan oxideres af kemiske oxidanter (hovedsageligt organisk materiale, men også en lille mængde reducerende uorganisk materiale).
Med andre ord, jo højere COD-værdien er, jo flere "snavsede ting" kan der oxideres i vandet, og jo mere forurenet er vandet. Jo lavere COD, jo renere er vandkvaliteten.
I faktiske udledningsstandarder varierer COD-grænserne afhængigt af udledningsdestinationen og lokale krav. F.eks. kræver almindelige spildevandsstandarder for husspildevandsrensningsanlæg COD Mindre end eller lig med 50 mg/L eller Mindre end eller lig med 100 mg/L. Industrielt spildevand, der udledes til kommunale ledningsnet eller naturlige vandområder, har også klart definerede COD-grænser.
Hvor kommer COD fra?
Ethvert organisk stof eller reducerende stof i vand, der kan oxideres, vil danne COD. Der er tre hovedkilder:
Indendørs: Madrester, oliepletter, afføring, rengøringsmidler, badespildevand.
Industriel: Stivelse og sukker fra fødevarefabrikker, blod fra slagterier, farvestoffer fra trykning og farvning, kemiske opløsningsmidler, træmasse fra papirfremstilling, husdyrgødning.
Andet: Plantebladsstrøelse, mikrobielle rester, sulfider, nitrit.
Bare husk: Alt, der kan "oxideres og brændes" tæller som COD.
Hvordan kan COD opfylde udledningsstandarder?
Reduktion af COD på spildevandsrensningsanlæg er normalt ikke en-et-trins proces, men snarere en gradvis reduktion gennem fler-processer. Det følgende beskriver standardbehandlingsprocessen i fem trin.
Trin 1: Forbehandling – Fjernelse af store partikler og noget suspenderet organisk stof
Forbehandlingsenheden omfatter hovedsageligt: en sigte, gruskammer, fedtudskiller og udligningstank.
Skærmen opsnapper store snavs såsom trægrene, plastikposer og klude.
Kornkammeret tillader sand og små sten at sætte sig.
Fedtudskilleren fjerner flydende olie og fedt.
Udligningstanken afbalancerer vandkvalitet og -kvantitet for at forhindre påvirkning af efterfølgende processer.
Dette trin fjerner noget suspenderet og flydende organisk materiale, hvilket resulterer i et foreløbigt fald i COD, men reduktionen er begrænset.
Trin 2: Fysisk-kemisk koagulation og sedimentering – Fjernelse af suspenderet og kolloid COD
Efter forbehandling er der stadig et stort antal fine suspenderede partikler og kolloidt organisk stof tilbage i vandet. Disse kan ikke sætte sig hurtigt ved tyngdekraften og kræver tilsætning af kemiske midler til koagulering og sedimentering.
Almindeligt anvendte midler: Polyaluminiumchlorid (PAC) og polyacrylamid (PAM).
Arbejdsprincip: Reagenset destabiliserer små partikler og kolloider, hvilket får dem til at aggregere til større flokke, som derefter adskilles i en sedimentationstank. Dette trin fjerner væsentligt suspenderet og kolloid COD, hvilket gør vandet meget klarere.
Trin 3: Biologisk behandling - Det centrale trin i fjernelse af opløst COD
Biologisk rensning er det mest afgørende og økonomiske trin i de fleste spildevandsrensningsanlæg til reduktion af COD. Det udnytter mikroorganismers metaboliske aktivitet til at nedbryde opløst organisk stof i vandet til kuldioxid og vand.
Almindelige processer omfatter: A/O-proces, A²/O-proces, oxidationsgrøft, SBR (Sequencing Batch Reactor), MBR (Membran Bioreactor) osv.
Generelt er det opdelt i to miljøer:
Anaerobt stadium: Under ilt-frie forhold nedbryder anaerobe bakterier store organiske molekyler til mindre organiske syrer og metan, hvilket forbedrer effektiviteten af efterfølgende aerob behandling. Velegnet til høj-koncentration af organisk spildevand.
Aerobic Stage: Beluftning giver ilt, hvilket gør det muligt for aerobe mikroorganismer at formere sig hurtigt og hurtigt forbruge det organiske stof i vandet, fuldstændigt oxidere og nedbryde det.
Dette trin kan fjerne 70 % til 90 % eller mere af COD, hvilket er afgørende for at opnå kompatibel behandling.
Trin 4: Avanceret behandling – Reduktion af resterende COD efter biologisk behandling
Efter biologisk behandling er det mest letnedbrydelige organiske stof blevet fjernet, men en lille mængde genstridigt organisk stof kan stadig forblive i vandet, eller COD'en opfylder muligvis stadig ikke udledningsstandarderne. Avanceret behandling er derefter påkrævet.
Almindelige metoder omfatter:
Sedimentationstank: Separerer aktiveret slam fra vand i det biologiske behandlingssystem, hvilket klarer spildevandet. Dette er en del af den konventionelle proces, men dets anvendelse alene kan ikke yderligere reducere opløst COD.
Fenton-oxidation: Tilsætning af hydrogenperoxid og jernsalte genererer stærkt oxiderende hydroxylradikaler, som kan ødelægge genstridigt organisk stof med stabile molekylære strukturer. Særligt velegnet til industrielt spildevand fra kemiske og farmaceutiske industrier.
Aktivt kuladsorption: Udnytter den porøse struktur af aktivt kul til at adsorbere resterende spor af organisk materiale og farve, hvilket yderligere reducerer COD.
MBR-membranfiltrering: Membranmodulet fanger direkte kolloider og mikroorganismer, hvilket resulterer i ekstremt lavt suspenderet stofindhold og COD i spildevandet.
Formålet med dette trin er yderligere at reducere den COD, som biologisk behandling ikke kan håndtere, og sikre, at det endelige spildevand lever op til standarderne.
Trin 5: Desinfektion og udledning
Endelig bliver spildevandet desinficeret (f.eks. ultraviolet lys, natriumhypoklorit eller ozon) for at dræbe patogene mikroorganismer. Samtidig opfylder indikatorer som COD, ammoniak-nitrogen og totalt fosfor udledningsstandarderne, hvilket gør det muligt at udlede det i naturlige vandområder eller genbruge det (f.eks. til landskabspleje, skylning osv.).
Forskellige vandkvaliteter har forskellige COD-koncentrationer og behandlingskrav, og specifikke proceskombinationer skal designes ud fra faktiske forhold. Forståelse af denne grundlæggende vej viser dog tydeligt, at COD i spildevand ikke forsvinder ud af den blå luft, men reduceres trin for trin gennem fysisk aflytning, kemisk udfældning, mikrobiel nedbrydning, avanceret oxidation og adsorptionsfiltrering.
Hvis din virksomhed eller dit projekt står over for COD, der overstiger standarder, vil kontrol for mangler i forhold til ovenstående trin ofte give en retning for at løse problemet.