تقاضای شیمیایی اکسیژن در آب

اندازه گیری نیتروزآمین ها در مواد شوینده و فرآورده های گوشتی

تقاضای شیمیایی اکسیژن در آب (COD)

مقدمه:

آنالیز تقاضای شیمیایی اکسیژن (COD)، اندازه‌گیری ظرفیت کاهش اکسیژن نمونه آب آلوده به مواد زائد آلی است. به طور خاص، مقدار معادل اکسیژن مورد نیاز برای اکسید شیمیایی ترکیبات آلی در آب را اندازه گیری می‌کند.

COD به عنوان شاخص کلی کیفیت آب استفاده می‌شود و بخشی جدایی ناپذیر در تمام برنامه‌های مدیریت کیفیت آب است. علاوه بر این، COD اغلب برای تخمین BOD (تقاضای اکسیژن بیوشیمیایی) استفاده می‌شود زیرا همبستگی شدیدی بین COD و BOD وجود دارد، با این وجود COD یک آزمایش بسیار سریعتر و دقیق تر است. روش تجزیه و تحلیل (COD) روش شیمی مرطوب است. این روش شامل هضم دو ساعته در گرمای زیاد تحت شرایط اسیدی است که در آن دی کرومات پتاسیم به عنوان اکسید کننده هر ماده آلی موجود در یک نمونه آب عمل می‌کند. سولفات نقره به عنوان کاتالیزور وجود دارد و سولفات جیوه برای پیچیده سازی کلرید تداخل کننده عمل می‌کند. پس از هضم، میزان اکسیداسیون از طریق اندازه گیری غیر مستقیم میزان اکسیژن مورد نیاز از طریق الکترون‌های مصرف شده در کاهش ⁺Cr6 به Cr3⁺ اندازه گیری می‌شود. این کار را می‌توان با تیتراسیون یا اسپکتروفتومتر انجام داد.

روش‌های شناسایی متداول:

روش دی کرومات

از آنجا که روش دی کرومات حدود 2 ساعت برای اکسیداسیون نیاز دارد و از مواد شیمیایی خطرناکی مانند اسید کرومیک، سوفات جیوه، اسید سولفوریک و واکنش دهنده‌های تیتراسیون استفاده می‌کند، برای تجزیه و تحلیل آنلاین مناسب نیست. همچنین به دلیل استفاده زیاد از مواد شیمیایی سمی، این روش برای افراد آزمایشگاهی قابل قبول نیست. در صورت به کار بردن این روش نیازهای بالای ایمنی شغلی و همچنین مقررات دفع در مورد محیط زیست باید رعایت شود. هزینه‌های بالای عملیاتی و متعاقب آن نتیجه می‌شود و در نتیجه صنایع و اپراتورها به دنبال پارامترهای جمع آنلاین و روش‌های “تمیز” بدون آلودگی ثانویه به دلیل مواد شیمیایی موجود هستند.

روش های پاک برای تعیین تقاضای اکسیژن

در ایالات متحده TOD (تقاضای اکسیژن کل) استاندارد شده است و به عنوان مرجعی برای نیاز اکسیژن مواد آلی در پساب استفاده می‌شود. روش تمیز دیگر برای تعیین میزان تقاضای اکسیژن شیمیایی، اکسیداسیون الکتروشیمیایی با استفاده از رادیکال‌های OH است.

تعریف TOD – تقاضای کل اکسیژن

با استفاده از این پارامتر می‌توان میزان کل نیاز اکسیژن به آب را اندازه گیری کرد. حتی در دهه 1970 تجزیه و تحلیل آنلاین برای تعیین TOD در دسترس بود. پس از افزایش محبوبیت روش COD-dichromate ،TOD در بسیاری از کشورها سرکوب شده است زیرا COD در تجزیه و تحلیل فاضلاب غالب است. با این حال، میزان کل اکسیژن مورد نیاز یک پارامتر قابل اطمینان و قابل تولید برای نشان دادن نیاز اکسیژن آب است. در ایالات متحده با ASTM D6238 استاندارد شده و معمولاً مورد استفاده قرار می‌گیرد. TOD به راحتی با COD ارتباط دارد. از این رو، این پارامتر جایگزین ترجیحی برای اندازه گیری COD است. علاوه بر این، برای اندازه گیری آنلاین، به ویژه با روش احتراق حرارتی در 1200 درجه سانتیگراد، بسیار مناسب است.

رابطه COD و یون‌های موجود در آب

در نتیجه نفوذ آب دریا در سیستم‌های فاضلاب یا به دلیل شستشوی توالت آب دریا، فاضلاب خانگی ممکن است حاوی مقادیر قابل توجهی سولفات باشد، که ممکن است منجر به فعالیت باکتری‌های کاهش دهنده سولفات (SRB) شود. به دلیل عملکرد کم لجن زیست توده SRB، استفاده از SRB برای کاهش هزینه‌های درمان لجن مفید است. علاوه بر این، سولفید تولید شده به حذف فلزات سنگین از آب تصفیه شده کمک می‌کند. در این مطالعه، اثر کوتاه مدت (6 ساعت) بر میزان کاهش سولفات مورد نیاز اکسیژن شیمیایی (COD)، N ،P ،SO42− و تغییرات شوری، بسیار فراتر از (10 برابر) غلظت‌های منظم در فاضلاب شهری، بررسی شده افزایش میزان پروپیونات (> 1000 میلی گرم COD / L) نشان داده است که میزان کاهش سولفات را کاهش می‌دهد، در حالی که استات تا 4000 میلی گرم COD / L این میزان را کاهش نمی‌دهد. به دلیل تشکیل نیتریت (<10 میلی گرم در لیتر)، نیترات در مقادیر بالاتر از 500 میلی گرم در لیتر مهار کننده شد. غلظت‌های بالاتر آمونیوم و فسفات منجر به تغییر در میزان کاهش سولفات نمی‌شود. افزایش شوری میزان کاهش سولفات را 41٪ کاهش داد. آزمایشات دسته‌ای با افزایش سولفات یا نمک طعام جداگانه نشان داد که مهار افزایش بخش آب دریا از فاضلاب عمدتا به دلیل افزایش نمک طعام ایجاد می‌شود.