تقاضای اکسیژن شیمیایی(کد 0142)

راهنمایی ضروری: اغلب قریب به اتفاق مطالب این سایت ترجمه خود ما هستند. با توجه به اینکه برخی از این مطالب برای خواننده ایرانی ابهام و سرگشتگی ایجاد می کند، گاه مجبور به ارائه توضیحات اضافی هستیم. از آنجا که برای همه خوانندگان واجب و ضروری است که مطالب ترجمه را از توضیحات اضافی تشخیص دهند، تمام توضیحات اضافی را بصورت نوشته های کج دارای خط زیرین آورده ایم.

تقاضای اکسیژن شیمیایی (COD) یک اندازه گیری حیاتی تصفیه زائدات در همه چیز، از سیستم های شهرداری گرفته تا جریان های زائد تولید مواد غذایی، است.
انجام درست تست COD راه درست در تعیین اثربخشی تصفیه فاضلاب است و می تواند به تشخیص هر گونه مشکل در تصفیه کمک کند. در این وبلاگ، ما تمام آنچه به تقاضای اکسیژن شیمیایی مربوط است را پوشش می دهیم؛ از چگونگی آزمایش گرفته تا چگونگی دستیابی به بهترین تجهیزاتی که برای آزمایش های خود لازم دارید.
1-COD چیست؟
2- اهمیت COD
3- چطور COD را اندازه بگیریم؟
4- آنچه در آغاز آزمایش مورد نیاز است؟
تقاضای اکسیژن شیمیایی چیست؟
تقاضای اکسیژن شیمیایی (COD) یک اندازه گیری غیر مستقیم از میزان مواد آلی در یک نمونه است. با استفاده از این آزمایش، شما می توانید تقریبا تمام ترکیبات آلی که می توانند توسط یک عامل هضم، هضم شوند را اندازه گیری نمایید.
COD در تباین با تقاضای اکسیژن بیوشیمیایی (BOD) است که متکی به استفاده از میکروارگانیسم ها برای شکستن مواد آلی در نمونه توسط تنفس هوازی در طول یک دوره نهفتگی (به طور معمول پنج روز) می باشد.
در تمام نمونه ها، BOD و COD کمابیش به هم مرتبط هستند، اما BOD همیشه کمتر از COD است، زیرا تجزیه بیوشیمیایی مواد آلی اغلب به اندازه روش COD کامل نیست.
اهمیت تقاضای اکسیژن شیمیایی
به عنوان اندازه های مواد آلی در یک نمونه، BOD و COD در فاضلاب برای تعیین میزان زائدات موجود در آب بحرانی هستند. زائداتی که مواد آلی بالا دارند نیاز به تصفیه دارند تا مقدار زائدات آلی را قبل از تخلیه به آب های دریافتی کاهش دهند.
اگر تاسیسات تصفیه آب قبل از اینکه ورود فاضلاب به آب های طبیعی، محتوای آلی فاضلاب را کاهش ندهند، میکروب های موجود در آب دریافت کننده مواد آلی را مصرف خواهند کرد.
در نتیجه، این میکروب ها اکسیژن آب دریافت کننده را نیز به عنوان بخشی از فرآیند تجزیه زائدات آلی مصرف خواهند کرد. این تهی شدن اکسیژن همراه با شرایط غنی از مواد مغذی، یوتروفیزیکاسیون نامیده می شود؛ وضعیتی از آب طبیعی که می تواند منجر به مرگ و از دست رفتن زندگی حیوانات شود.
تاسیسات فاضلاب با استفاده از همین میکروب ها تحت شرایط کنترل شده COD و BOD را کاهش می دهند. این امکانات اتاق های هوادهی تزریق شده با باکتری های تخصصی هستند که می توانند مواد آلی را در محیطی که به آب های طبیعی آسیبی نمی رساند، تجزیه کنند. کاهش BOD در این امکانات به عنوان یک معیار برای اثربخشی تصفیه شناخته می شود.
از آنجا که یک آزمایش BOD پنج روز طول می کشد تا کامل شود، COD برای نظارت بر فرایند تصفیه در عملیات روز به روز استفاده می شود. تست COD تنها چند ساعت طول می کشد تا کامل شود.
اگر BOD همیشه مورد استفاده قرار می گرفت، فاضلاب تصفیه شده نیاز به نگهداری داشت، و تا 5 روز بعد مشکل موجود در فرایند تصفیه تشخیص داده نمی شد! این به این معنی است که فاضلاب باید نگهداری می شد تا زمانی که نتایج مورد تایید قرار گیرند.
نکته هانا: با توجه به سرعت آزمایش، معمولاً برقراری ارتباط بین BOD و COD تسهیل می گردد، پس تنها BOD را گاهی اندازه می گیرند. با این حال ، موضوع را با سازمان نظارتی محلی خود کنترل نموده و برای اندازه گیری روزانه BOD و COD مشاوره های دقیق و جزیی بگیرید.

چطور تقاضای اکسیژن شیمیایی را اندازه بگیریم؟
همان طور که قبلاً گفته شد COD مواد آلی را با استفاده از یک اکسیدان شیمیایی اندازه گیری می کنند. این حیاتی است که یک اکسیدان به اندازه کافی قوی استفاده شود تا تقریبا تمام مواد آلی در نمونه اندازه گیری گردد. از نظر تاریخی، پرمنگنات پتاسیم این نقش را پر کرد، اما در توانایی آن برای اکسید کردن تمام مواد آلی در طیف گسترده ای از نمونه های زائدات ناهماهنگ بود.
در حال حاضر بیشتر آزمایش های COD از دی کرومات پتاسیم به عنوان اکسید کننده استفاده می کنند. پتاسیم دی کرومات یک نمک کروم هگزاوالانت است که نارنجی روشن رنگ است و یک اکسید کننده بسیار قوی است. بین ۹۵ تا ۱۰۰ درصد مواد آلی را می توان توسط دیکرومات اکسید کرد. هنگامی که دی کرومات یک ماده را اکسید می کند، به شکلی از کروم سه ظرفیتی تبدیل می شود که رنگ سبز مات دارد.
هضم نمونه ها با مقداری اکسید کننده، اسید سولفوریک و حرارت (150 درجه سانتی گراد) انجام می شود. نمک های فلزی معمولاً برای از بین بردن اثر هرگونه تداخل مورد استفاده قرار گرفته و هضم را کاتالیز(تسریع) می کنند. هضم به طور معمول دو ساعت طول می کشد تا انجام شود.
در طول هضم، لازم است اکسید کننده اضافی افزوده گردد؛ این تضمینی برای اکسیداسیون کامل نمونه خواهد بود. در نتیجه، تعیین کمیت اکسیدان اضافی مهم است. دو روش رایج برای این کار تیتراسیون و رنگ آمیزی است.
روش تیتراسیون COD
در روش تیتراسیون برای تعیین COD، دی کرومات اضافی با یک عامل احیا کننده، سولفات آمونیوم آهنی واکنش می دهد. همان طور که سولفات آمونیوم آهنی (FAS) به آرامی اضافه می شود، دی کرومات اضافی به شکل سه ظرفیتی آن تبدیل می شود.

به محض اینکه تمام دیکرومات اضافی واکنش نشان داد، به یک نقطه هم ارزی می رسد. این نکته به این معنی است که مقدار سولفات آمونیوم آهنی که اضافه کرده اید برابر با مقدار دی کرومات اضافی است. شاخص های رنگ نیز می توانند این نقطه پایانی را نشان دهند، اما فرایند ممکن است با یک شاخص پتانسیل سنجی (مانند یک الکترود) خودکار شود.
پس از آن، شما می توانید بر اساس مقداری که اول اضافه کرده بودید و مقدار باقی مانده، محاسبه کنید که چقدر دیکرومات جهت اکسید کردن مواد آلی مصرف شده است.
روش رنگ سنجی COD
شما همچنین می توانید با نگاه کردن به تغییر جذب نمونه، مصرف دیکرومات را مد نظر قرار دهید. نمونه ها به دلیل رنگ کروم سه گانه (Cr3+) و کروم هگزاوالنت (Cr6+) در طول موج های خاص جذب می شوند.
شما می توانید مقدار کروم سه ظرفیتی یک نمونه را پس از هضم با اندازه گیری جذب نمونه در طول موج ۶۰۰ نانومتر در یک فوتومتر یا طیف سنج تعیین مقدار کنید. به دیگر گونه، می توان از جذب کروم هگزاوالانت در ۴۲۰ نانومتر برای تعیین میزان کروم اضافی در پایان هضم برای تعیین مقادیر COD استفاده کرد.

این روش آسان است و فقط به چند مرحله ساده نیاز دارد:
1- نمونه ها و شاهد معرف را هضم کنید. (شاهد معرف فقط یک نمونه از آب یون زدایی شده است که همانند نمونه های واقعی مورد عمل قرار می گیرد. شما حتی می توانید تا زمانی که بسته معرف به طول می انجامد از شاهد مجددا استفاده کنید.)
2- اجازه دهید نمونه ها هضم شده و شاهد خنک گردد.
3- با استفاده از شیشه کوچک شاهد، دستگاه را صفر کنید.
4- نمونه ها را قرائت نمایید.
کدام متد بهترین است؟
هر دو روش مورد تایید سازمان حفاظت محیط زیست هستند. هر یک از آن ها مزایایی دارد، و البته معایبی!
تیتراسیون کمتر به ابزار وابسته است، زیرا تنها وسایط مورد نیاز شما بورت، بلوک حرارتی و ظرف شیشه ای کوچک هضم است. هرچند، رویه بیشتر به کارگر وابسته است. یک تیتر کننده خودکار می تواند مقدار ورودی مورد نیاز کاربر را کاهش داده و علاوه بر آن برای کاربردهای دیگر فاضلابی هم مورد استفاده قرار گیرد(مثل قلیاییت، اسیدیته فرار)
هر چند، رنگ سنجی نیاز به اسپکتروفتومتر یا فتومتر دارد، راحتی را به ارمغان می آورد، زیرا اغلب تولید کننده ها معرف های از پیش مخلوط شده را ارائه می دهند. پس شما نیاز دارید که کار نمونه ها را با مواد شیمیایی هضم و حداقل تماس جلو ببرید.
رنگ سنجی اندازه گیری را آسان می سازد، زیرا تمام آزمایشاتی که نیاز به انجام دارند در هضم نمونه ها و اجازه دادن به دستگاه که کار کند خلاصه می شوند. به این دلایل، رنگ سنجی عمومی ترین روش اندازه گیری COD است.
برای شروع به آزمایش چه چیزی لازم دارم؟
برای آغاز به کار، در تعیین COD، نیاز به برخی تجهیزات دارید. به عنوان عمومی ترین روش، ما بر روش رنگ سنجی انجام آزمایش COD تکیه کرده ایم. پایه هایی که نیاز دارید عبارتند از:
1- بلوک حرارتی

هر دو روش آزمون COD نیاز به گام هضم دارند. پس برای اطمینان از نتایج صحیح و تکرار شدنی وجود بلوک حرارتی نمونه ها بحرانی است. برای کسب بهترین نتایج، از بلوک های حرارتی چند درجه حرارته استفاده کنید تا برای کارهای دیگرتان، از قبیل اندازه گیری فسفر، هم به کارتان بیایند. اغلب بلوک های حرارتی تایمر دارند، که برای نگهداری زمان های مستمر هضم در طی اجراهای چند گانه حیاتی می باشد.
برای افزودن ایمنی، مدل های دارای محافظ اختیاری را بر گزینید تا بلوک حرارتی را در هنگام حادثه پوشش دهند.
2-رنگ سنج یا اسپکتروفتومتر
رنگ سنج یا اسپکتروفتومتر وسیله ای است که جذب نمونه ها را بعد از هضم به منظور ارتباط دادن آن ها با COD قرائت می کند. هر دو این وسایل می توانند برای اندازه گیری COD استفاده شوند، اما دو وسیله تا حدی با هم اختلاف دارند.
رنگ سنج ها از فیلترهایی استفاده می کنند که نور را در طول موج ویژه ای اندازه گیری می کند، اما اسپکتروفتومترها از وسیله ای استفاده می کنند که اجازه اندازه گیری یک طیف گسترده را می دهد. بدون توجه به اینکه از چه وسیله ای استفاده می کنید، باید بدانید که مدل های از پیش برنامه ریزی شده کار اندازه گیری COD را آسانتر می سازند.
3- معرف ها

معرف ها از مهمترین سیستم های اندازه گیری COD هستند. این مواد شیمیایی مسئول اکسیداسیون مواد آلی هستند. آماده سازی معرف ها در خانه هم امکان دارد، اما آسانتر است که آن ها حاضر و آماده خریداری شوند تا حداقل تماس با کروم 6 ظرفیتی و اسیدهای قوی صورت گیرد. این ظروف COD از قبل مخلوط شده و آماده استفاده هستند. هفت نوع معرف تجاری وجود دارد که در دسترس می باشند:
معرف های مورد پذیرش سازمان حفاظت محیط زیست: این ظروف با روش 410.4 سازمان حفاظت محیط زیست و روش های استاندارد 5220D سازگار هستند. این معرف ها از فرمولاسیون این روش استفاده می کنند، که شامل سولفات جیوه، دی کرومات پتاسیم، اسید سولفوریک است. اگر شما در کارتان نیاز دارید که گزارش نتایج COD را به یک سازمان معتبر بدهید، که نیاز به استفاده از روش های سازمان حفاظت از محیط زیست دارد، از این ظروف شیشه ای نمونه استفاده کنید.
معرف های سازگار با ایزو: با توجه به ترکیبشان با روش های ایزو 15705:2002 سازگار هستند. این ترکیب ظروف شیشه ای کوچک COD مشابه استانداردهای سازمان حفاظت محیط زیست هستند، پس جیوه هم دارند.
معرف های بدون جیوه: اکثر ظروف شیشه ای نمونه برداری COD حاوی سولفات جیوه هستند تا تداخلات کلرید را از بین ببرند. در غیر این صورت COD، به غلط، دارای مقادیر بالاتری خواهد بود. ظروف شیشه ای بدون COD حاوی جیوه نیستند که باعث می شود آن ها بیشتر مستعد تداخلات کلرید باشند، اما خطرات ایمنی و زیست محیطی دست زدن به جیوه را تا حد زیادی کاهش می دهند. در نتیجه، این عوامل برای تجزیه و تحلیل معمول ایده آل هستند که در آن غلظت کلرید هیچ یا بسیار پایین انتظار می رود.

#COD

صفحه نخست

مهم: اگر اطلاعات خود را بیش از مطالعه و خواندن، از طریق شنیدن به دست می آورید بهتان توصیه می کنیم که "چرا مشاوره تلفنی!؟" را بخوانید.