7. Apa permintaan oksigen total?
Permintaan total oksigen (Tod) mengacu pada jumlah oksigen yang dibutuhkan ketika mengurangi zat (terutama bahan organik) dalam air dibakar pada suhu tinggi untuk menjadi oksida yang stabil, dan hasilnya diukur dalam mg/L. Nilai TOD dapat mencerminkan jumlah oksigen yang dibutuhkan ketika hampir semua bahan organik dalam air (termasuk karbon C, hidrogen H, oksigen O, nitrogen N, fosfor P, sulfur dan komponen lainnya) dibakar menjadi CO2, H2O, NOX, SO2 dan komponen lainnya. Dapat dilihat bahwa nilai TOD umumnya lebih besar dari nilai CODCR. Saat ini, negara saya belum memasukkan TOD dalam standar kualitas air, tetapi hanya menerapkannya dalam penelitian teoritis tentang pengolahan limbah. Prinsip penentuan TOD adalah untuk menyuntikkan sejumlah sampel air ke dalam aliran oksigen dengan kandungan oksigen yang diketahui, dan mengirimkannya ke dalam tabung pembakaran kuarsa dengan baja platinum sebagai katalis. Ini terbakar secara instan pada suhu tinggi 900oC, dan bahan organik dalam sampel air teroksidasi, mengonsumsi oksigen dalam aliran oksigen. Jumlah asli oksigen dalam aliran oksigen dikurangi oksigen yang tersisa adalah total permintaan oksigen. Jumlah oksigen dalam aliran oksigen dapat diukur dengan elektroda, sehingga pengukuran TOD hanya membutuhkan beberapa menit.
8. Apa permintaan oksigen biokimia?
Nama lengkap permintaan oksigen biokimia adalah permintaan oksigen biokimia, yang disingkat BOD. Ini menunjukkan jumlah oksigen terlarut yang dikonsumsi dalam proses oksidasi biokimia mikroorganisme aerobik yang menguraikan bahan organik dalam air pada suhu 20oC dan kondisi aerobik, yaitu, jumlah oksigen yang diperlukan untuk stabilisasi bahan organik biodegradable dalam air, dalam MG/L. BOD tidak hanya mencakup jumlah oksigen yang dikonsumsi oleh pertumbuhan dan reproduksi atau respirasi mikroorganisme aerob dalam air, tetapi juga jumlah oksigen yang dikonsumsi dengan mengurangi zat anorganik seperti sulfida dan besi ferro, tetapi proporsi bagian ini biasanya sangat kecil. Oleh karena itu, semakin besar nilai BOD, semakin banyak bahan organik yang ada di dalam air.
Dalam kondisi aerobik, dekomposisi bahan organik oleh mikroorganisme dibagi menjadi dua proses: tahap oksidasi bahan organik yang mengandung karbon dan tahap nitrifikasi bahan organik yang mengandung nitrogen. Dalam kondisi alami di 20oC, dibutuhkan lebih dari 100 hari untuk bahan organik teroksidasi ke tahap nitrifikasi, yaitu untuk mencapai dekomposisi dan stabilisasi lengkap. Namun, pada kenyataannya, permintaan oksigen biokimia BOD20 dari 20 hari pada 20oC sering digunakan untuk kira -kira mewakili permintaan oksigen biokimia lengkap. Dalam aplikasi produksi, 20 hari masih terlalu panjang, dan permintaan oksigen biokimia BOD5 dari 5 hari pada 20oC umumnya digunakan sebagai indikator untuk mengukur kandungan bahan organik dalam limbah. Pengalaman menunjukkan bahwa BOD5 limbah domestik dan berbagai limbah industri adalah sekitar 70 ~ 80% dari permintaan oksigen biokimia lengkap BOD20.
BOD5 adalah parameter penting untuk menentukan beban pabrik pengolahan limbah. Nilai BOD5 dapat digunakan untuk menghitung jumlah oksigen yang diperlukan untuk oksidasi bahan organik dalam air limbah. Jumlah oksigen yang diperlukan untuk stabilisasi bahan organik yang mengandung karbon dapat disebut karbon BOD5. Jika lebih lanjut teroksidasi, reaksi nitrifikasi dapat terjadi, dan jumlah oksigen yang diperlukan untuk bakteri nitrifikasi untuk mengubah amonia nitrogen menjadi nitrogen nitrat dan nitrogen nitrit dapat disebut nitrifikasi BOD5. Pabrik pengolahan limbah sekunder umum hanya dapat menghilangkan karbon BOD5, tetapi bukan nitrifikasi BOD5. Karena reaksi nitrifikasi tidak dapat dihindari dalam proses perawatan biologis menghilangkan karbon BOD5, nilai yang diukur dari BOD5 lebih tinggi dari konsumsi oksigen aktual bahan organik.
Pengukuran BOD membutuhkan waktu lama, dan pengukuran BOD5 yang umum digunakan memakan waktu 5 hari, sehingga umumnya hanya dapat digunakan untuk evaluasi efek proses dan regulasi proses jangka panjang. Untuk pabrik pengolahan limbah tertentu, korelasi antara BOD5 dan CODCR dapat ditetapkan, dan nilai BOD5 dapat secara kasar diperkirakan dengan CODCR untuk memandu penyesuaian proses perawatan.
9. Apa permintaan oksigen kimia?
Permintaan oksigen kimia adalah permintaan oksigen kimia dalam bahasa Inggris. Ini mengacu pada jumlah oksigen yang dikonversi dari oksidan yang dikonsumsi oleh reaksi bahan organik dalam air dengan oksidan yang kuat (seperti kalium dikromat, kalium permanganat, dll.) Dalam kondisi tertentu, diukur dalam mg/L oksigen.
Ketika kalium dikromat digunakan sebagai oksidan, hampir semua (90%~ 95%) bahan organik dalam air dapat dioksidasi. Jumlah oksigen yang dikonversi dari oksidan yang dikonsumsi adalah apa yang biasa disebut permintaan oksigen kimia, sering disingkat CODCR (lihat GB 11914--89 untuk metode analisis spesifik). Nilai codcr dari limbah tidak hanya mencakup konsumsi oksigen untuk oksidasi hampir semua bahan organik di dalam air, tetapi juga mencakup konsumsi oksigen untuk oksidasi mengurangi zat anorganik seperti nitrit, garam ferro, dan sulfida di dalam air.
10. Apa itu indeks kalium permanganat (konsumsi oksigen)?
Permintaan oksigen kimia diukur menggunakan kalium permanganat sebagai oksidan disebut indeks kalium permanganat (lihat GB 11892--89 untuk metode analisis spesifik) atau konsumsi oksigen, disingkat sebagai codmn atau OC dalam bahasa Inggris, dan unitnya adalah mg/L.
Karena kalium permanganat memiliki kemampuan pengoksidasi yang lebih lemah daripada kalium dikromat, nilai spesifik dari kalium permanganat indeks codmn dari sampel air yang sama umumnya lebih rendah dari nilai codcrnya, yaitu, codmn hanya dapat menunjukkan kandungan zat organik atau anorganik yang mudah teroksidasi dalam air. Oleh karena itu, negara saya dan banyak negara seperti Eropa dan Amerika Serikat menggunakan CODCR sebagai indikator komprehensif untuk mengendalikan polusi organik, dan hanya menggunakan codmn indeks kalium permanganat sebagai indikator untuk mengevaluasi dan memantau kandungan organik dari badan air permukaan seperti air laut, sungai, dana atau air minum.
Karena kalium permanganat hampir tidak memiliki efek pengoksidasi pada zat organik seperti benzena, selulosa, asam organik dan asam amino, dan kalium dikromat dapat mengoksidasi hampir semua zat organik ini, lebih tepat untuk menggunakan CODCR sebagai parameter untuk menunjukkan tingkat polusi air limbah dan mengendalikan proses pengolahan lewage. Namun, karena codmn indeks kalium permanganat sederhana dan cepat untuk ditentukan, codmn masih digunakan untuk menunjukkan tingkat polusi, yaitu, jumlah bahan organik di dalamnya, ketika mengevaluasi kualitas air air permukaan yang relatif bersih.
11. Bagaimana menentukan biodegradabilitas air limbah dengan menganalisis BOD5 dan CODCR -nya?
Ketika air mengandung bahan organik beracun, nilai BOD5 dalam air limbah tidak dapat ditentukan secara akurat. Nilai CODCR dapat secara lebih akurat menentukan kandungan bahan organik dalam air, tetapi nilai CODCR tidak dapat membedakan antara zat biodegradable dan non-biodegradable. Orang terbiasa menggunakan BOD5/CODCR limbah untuk menentukan biodegradabilitasnya. Secara umum diyakini bahwa jika BOD5/CODCR limbah lebih besar dari 0,3, itu dapat diobati dengan biodegradasi. Jika BOD5/CODCR limbah lebih rendah dari 0,2, hanya metode lain yang dapat dipertimbangkan untuk perawatan.
12. Apa hubungan antara BOD5 dan CODCR?
Permintaan oksigen biokimia BOD5 menunjukkan jumlah oksigen yang diperlukan untuk dekomposisi biokimia polutan organik dalam limbah, yang dapat secara langsung menjelaskan masalah dalam arti biokimia. Oleh karena itu, BOD5 tidak hanya merupakan indikator kualitas air yang penting, tetapi juga parameter kontrol yang sangat penting dalam pengolahan biologis limbah. Namun, BOD5 juga tunduk pada keterbatasan tertentu dalam penggunaannya. Pertama, waktu pengukuran relatif lama (5 hari), yang tidak dapat mencerminkan dan memandu pengoperasian peralatan pengolahan limbah tepat waktu. Kedua, karena beberapa limbah industri tidak memiliki kondisi untuk pertumbuhan mikroba dan reproduksi (seperti adanya bahan organik beracun), nilai BOD5 tidak dapat diukur.
Permintaan oksigen kimia CODCR mencerminkan kandungan hampir semua bahan organik dan mengurangi bahan anorganik dalam limbah, tetapi tidak dapat secara langsung menjelaskan masalah dalam pengertian biokimia seperti permintaan oksigen biokimia BOD5. Dengan kata lain, nilai CODCR dari limbah dapat secara akurat menentukan kandungan bahan organik dalam air, tetapi nilai CODCR tidak dapat membedakan antara bahan organik yang dapat terbiodegradasi dan bahan organik yang tidak terbiodegradasi.
Nilai CODCR dari permintaan oksigen kimia umumnya lebih tinggi dari nilai BOD5 dari permintaan oksigen biokimia, dan perbedaan di antara mereka dapat secara kasar mencerminkan kandungan bahan organik dalam limbah yang tidak dapat terdegradasi oleh mikroorganisme. Untuk limbah dengan komponen polutan yang relatif tetap, umumnya ada hubungan proporsional tertentu antara CODCR dan BOD5, dan mereka dapat dihitung satu sama lain. Selain itu, penentuan CODCR membutuhkan waktu lebih sedikit. Menurut metode refluks standar nasional selama 2 jam, hanya dibutuhkan 3 ~ 4 jam dari pengambilan sampel ke hasil, sementara dibutuhkan 5 hari untuk menentukan nilai BOD5. Oleh karena itu, CODCR sering digunakan sebagai indikator kontrol dalam manajemen operasi pengolahan limbah yang sebenarnya.
Untuk memandu operasi produksi sesegera mungkin, beberapa pabrik pengolahan limbah juga telah merumuskan standar perusahaan untuk menentukan CODCR dengan refluks selama 5 menit. Meskipun hasil yang diukur memiliki kesalahan tertentu dengan metode standar nasional, karena kesalahan tersebut adalah kesalahan sistematis, hasil pemantauan berkelanjutan dapat dengan benar mencerminkan tren aktual perubahan kualitas air, dan waktu penentuan dapat dikurangi menjadi kurang dari 1 jam, yang memberikan jaminan waktu yang tepat untuk penyesuaian pengolahan lewat.
13. Apa tindakan pencegahan untuk penentuan codcr?
Penentuan CODCR menggunakan kalium dikromat sebagai oksidan, sulfat perak sebagai katalis di bawah kondisi asam, mendidih dan refluks selama 2 jam, dan menentukan konsumsi kalium dikromat, yang kemudian diubah menjadi konsumsi oksigen (GB11914-89). Kalium dikromat, merkuri sulfat dan asam sulfat pekat digunakan dalam penentuan codcr. Mereka sangat beracun atau korosif dan perlu dipanaskan dan refluks. Oleh karena itu, operasi harus dilakukan dalam tudung asap dan harus sangat berhati -hati. Cairan limbah harus dipulihkan dan diolah secara terpisah.
Untuk mempromosikan oksidasi penuh zat pereduksi dalam air, perak sulfat perlu ditambahkan sebagai katalis. Untuk membuat perak sulfat terdistribusi secara merata, sulfat perak harus dilarutkan dalam asam sulfat pekat. Setelah benar -benar larut (sekitar 2 hari), ditambahkan ke labu berbentuk kerucut bersama dengan asam sulfat pengasaman. Metode pengujian standar nasional menetapkan bahwa 0,4GAG2SO4/30MLH2SO4 harus ditambahkan untuk setiap penentuan CODCR (sampel air 20ml), tetapi data yang relevan menunjukkan bahwa untuk sampel air umum, menambahkan 0,3GAG2SO4/30MLH2SO4 benar -benar cukup, dan tidak perlu menggunakan lebih banyak sulfat perak. Untuk sampel limbah yang sering diukur, jika ada perbandingan data yang cukup, jumlah sulfat perak dapat dikurangi dengan tepat.
CODCR adalah indikator kandungan bahan organik dalam limbah, sehingga konsumsi oksigen ion klorida dan zat pereduksi anorganik harus dihilangkan selama pengukuran. Untuk gangguan zat pereduksi anorganik seperti Fe 2+ dan S2-, nilai CODCR yang diukur dapat dikoreksi oleh permintaan oksigen teoritis sesuai dengan konsentrasi yang diukur. Gangguan ion klorida CL-1 umumnya dihilangkan oleh merkuri sulfat. Ketika jumlah penambahan adalah 0,4GHGSO4 per 20ml sampel air, gangguan ion 2000mg/L klorida dapat dihilangkan. Untuk sampel limbah dengan komponen yang relatif tetap yang sering diukur, jika kandungan ion klorida rendah atau sampel air dengan faktor pengenceran yang lebih tinggi digunakan untuk pengukuran, jumlah merkuri sulfat dapat dikurangi dengan tepat.
14. Apa mekanisme katalitik sulfat perak?
Mekanisme katalitik sulfat perak adalah bahwa senyawa hidroksil dalam bahan organik pertama kali dioksidasi menjadi asam karboksilat oleh kalium dikromat dalam medium asam yang kuat, dan asam lemak yang dihasilkan oleh bahan organik hidroksil bereaksi dengan perak sulfat untuk menghasilkan asam lemak perak. Karena aksi atom perak, kelompok karboksil dengan mudah menghasilkan karbon dioksida dan air, dan pada saat yang sama menghasilkan perak asam lemak baru, tetapi atom karbonnya kurang dari yang sebelumnya. Siklus ini mengulangi dan secara bertahap mengoksidasi semua bahan organik menjadi karbon dioksida dan air.
15. Apa tindakan pencegahan untuk penentuan BOD5?
Penentuan BOD5 biasanya mengadopsi metode pengenceran dan inokulasi standar (GB 7488--87). Operasi ini adalah untuk menempatkan sampel air setelah netralisasi dan menghilangkan zat beracun dan pengenceran (tambahkan jumlah yang tepat dari solusi inokulasi yang mengandung mikroorganisme aerobik jika perlu) dalam botol kultur, dan kultur dalam gelap pada 20oC selama 5 hari. Dengan mengukur kandungan oksigen terlarut dalam sampel air sebelum dan sesudah kultur, konsumsi oksigen dalam 5 hari dihitung, dan kemudian BOD5 diperoleh sesuai dengan kelipatan pengenceran.
Penentuan BOD5 adalah hasil dari reaksi biologis dan kimia. Itu harus dilakukan secara ketat sesuai dengan spesifikasi operasi. Mengubah kondisi apa pun akan mempengaruhi keakuratan dan perbandingan hasil penentuan. Kondisi yang mempengaruhi penentuan BOD5 termasuk nilai pH, suhu, spesies mikroba dan kuantitas, kandungan garam anorganik, oksigen terlarut dan kelipatan pengenceran.
Sampel air untuk pengujian BOD5 harus diisi dan disegel dalam botol pengambilan sampel dan disimpan dalam lemari es pada 2-5oC sampai analisis. Secara umum, tes harus dilakukan dalam waktu 6 jam setelah pengambilan sampel. Dalam kasus apa pun, waktu penyimpanan sampel air tidak dapat melebihi 24 jam.
Ketika menentukan BOD5 dari air limbah industri, karena air limbah industri biasanya memiliki kandungan oksigen terlarut rendah dan sebagian besar komponennya adalah bahan organik yang dapat terurai secara hayati, untuk mempertahankan keadaan aerobik dalam botol kultur, sampel air harus diencerkan (atau diinokulasi dan diencerkan). Operasi ini adalah fitur terbesar dari metode pengenceran standar. Untuk memastikan keandalan hasil yang diukur, konsumsi oksigen dari sampel air yang diencerkan selama 5 hari kultur harus lebih besar dari 2mg/L, dan residual oksigen terlarut harus lebih besar dari 1mg/L.
Inokulum ditambahkan untuk memastikan bahwa sejumlah mikroorganisme menurunkan bahan organik di dalam air. Jumlah inokulum lebih disukai sehingga konsumsi oksigen dalam 5 hari kurang dari 0,1 mg/L. Saat menggunakan air suling yang disiapkan oleh penyuling logam sebagai air pengenceran, perlu untuk memeriksa kadar ion logam di dalamnya untuk menghindari menghambat reproduksi dan metabolisme mikroorganisme. Untuk memastikan bahwa oksigen terlarut dalam air pengenceran dekat dengan saturasi, udara yang dimurnikan atau oksigen murni dapat diperkenalkan jika perlu, dan kemudian ditempatkan dalam inkubator 20oC untuk periode waktu tertentu untuk menyeimbangkannya dengan tekanan parsial oksigen di udara.
Kelipatan pengenceran ditentukan berdasarkan prinsip bahwa konsumsi oksigen dalam 5 hari kultur lebih besar dari 2 mg/L dan oksigen terlarut yang tersisa lebih besar dari 1 mg/L. Terlalu besar atau terlalu kecil pengenceran yang beberapa akan mengakibatkan kegagalan tes. Selain itu, karena siklus analisis BOD5 yang panjang, begitu situasi yang sama terjadi, tidak mungkin untuk menguji ulang sampel asli. Ketika awalnya mengukur BOD5 dari air limbah industri tertentu, CODCR -nya dapat diukur terlebih dahulu, dan kemudian data pemantauan yang relevan dari air limbah dengan kualitas air yang sama dapat dikonsultasikan dan dirujuk untuk secara awal menentukan nilai BOD5/CODCR dari sampel air yang akan diuji, dan perkiraan jangkauan BOD5 dapat dihitung dan kelipatan pengenceran dapat ditentukan.
Untuk sampel air yang mengandung zat yang menghambat atau membunuh aktivitas metabolisme mikroorganisme aerobik, hasil pengukuran langsung BOD5 menggunakan metode konvensional akan menyimpang dari nilai aktual, dan pretreatment yang sesuai harus dilakukan sebelum pengukuran. Zat dan faktor -faktor yang mempengaruhi pengukuran BOD5 ini termasuk logam berat dan zat anorganik atau organik toksik lainnya, zat pengoksidasi seperti residu klorin, dan nilai pH yang terlalu tinggi atau terlalu rendah.