Увод: Постоје два главна индикатора карактеризације органских загађивача у отпадним водама: ХПК и БПК. Други индикатори, као што је ТОЦ (Тотал Органиц Царбон), појављују се ређе. Укратко, ЦОД ефективно карактерише садржај органских загађивача у отпадној води и има кратко време детекције, тако да се генерално користи за инжењерски дизајн. БПК, с друге стране, представља лако биоразградиву органску материју у отпадној води, али не нужно и не-биоразградиви део. Однос БПК/ЦОД се користи да укаже на биоразградљивост отпадних вода; однос > 0,3 указује на добру биоразградљивост.
Разлог је тај што БПК не може да окарактерише садржај свих загађујућих материја у отпадним водама, посебно за рекалцитантне отпадне воде, где су очитавања БПК минимална. Међутим, то не значи да се отпадна вода не може биолошки третирати; него захтева методе као што су анаеробна хидролиза или напредна оксидација да би се побољшала његова биоразградивост. Већина органских материја је биоразградива.
Дефиниција и методе анализе КПК
1. ЦОД (хемијска потражња за кисеоником)
Хемијска потражња за кисеоником се односи на количину кисеоника коју троше органска материја и неорганске редукционе супстанце у води које могу да оксидују јаки оксиданти (као што су калијум дихромат или калијум перманганат). Јединица је мг/Л.
2. Карактеристике
Он одражава укупну количину свих хемијски оксидативних загађивача у води, укључујући непослушне органске материје.
3. Улога ЦОД-а
Он брзо процењује степен загађења воде, усмеравајући прилагођавања процеса пречишћавања индустријских отпадних вода; детектује непослушне органске материје (као што су пестициди и полициклични ароматични угљоводоници), надгледајући да ли индустријске емисије испуњавају стандарде.
4. Остале напомене
ЦОД се изражава на два начина: ЦОДцр и ЦОДмн (познат и као перманганатни индекс), што представља потрошњу два различита оксиданса.
Наравно, измерена вредност КПК није нужно све органске материје. Било која редукујућа супстанца се може оксидовати перманганатом и дихроматом, као што су натријум сулфид и гвожђе сулфат у отпадној води. За супстанце са јасно дефинисаним редукционим својствима, сметње треба елиминисати. Циљ за мерење КПК је, наравно, органска материја.
5. Аналитичке методе
Метода калијум дихромата (стандардна метода):
1. Рефлуксујте узорак воде са јаким оксидантом (калијум дихромат) и концентрованом сумпорном киселином на високој температури;
2. Одредите количину нередукованог оксиданса титрацијом или спектрофотометријом и израчунајте потрошњу кисеоника.
Метода калијум перманганата (брза метода):
Исти процес, али се оксидант замењује калијум перманганатом.
Напомена: Количина утрошеног оксиданса треба да се претвори у количину кисеоника. Ово се израчунава једнакошћу преноса електрона. На пример, конзумирањем једне јединице калијум дихромата преноси се 2 електрона, док се конзумирањем једне јединице кисеоника преноси 4 електрона.
Дефиниција и аналитичке методе БПК
1. БОД (биохемијска потражња за кисеоником)
Биохемијска потреба за кисеоником се односи на количину раствореног кисеоника коју троше микроорганизми у разградњи органске материје у води на одређеној температури (обично 20 степени) и времену (обично 5 дана), мерено у мг/Л.
Објашњење: Процес разградње органских загађивача од стране аеробних микроорганизама може се поделити у две фазе. У првој фази, органска материја се претвара у угљен-диоксид, воду и амонијак; у другој фази амонијачни азот се претвара у нитратни азот. Прва фаза обично траје 20 дана да се заврши, што резултира вредношћу БПК20. Међутим, овај временски оквир је предугачак (чекање података је често прекасно), па се резултат БПК5 мерен током пет дана обично користи као биохемијска потражња за кисеоником (БПК). БПК5 генерално чини око 70% БПК у првој фази.
2. Карактеристике
Он само одражава степен загађења од лако разградивих органских материја.
3. Улога БОД-а
Он процењује само{0}}капацитет водних тела за самопречишћавање и ефикасност пречишћавања постројења за пречишћавање отпадних вода; он одражава потенцијални утицај биоразградивих органских материја на екосистем (нпр. изазивање недостатка кисеоника у рибама).
4. Аналитичке методе
Метода инокулације разблажењем (БОД₅)
1. Након разблаживања узорка воде, додајте хранљиве материје и микробни инокулум и затворите у БОД боцу.
2. Инкубирајте на 20 степени у мраку 5 дана и измерите разлику у раствореном кисеонику пре и после инокулације.
3. пХ и температуру треба контролисати како би се избегло инхибирање микробне активности.
Инструментални метод
Користи се{0}}надгледање у реалном времену помоћу БОДМн сензора, али традиционални метод разблаживања остаје главни приступ.
Кључне разлике
Степен оксидације: ХПК оксидира скоро сву органску материју (као што су лигнин и боје), док БПК циља само део који је доступан микроорганизмима.
Фактори интерференције: Цл⁻ може утицати на ЦОД (потребни су агенси за маскирање), док на БПК утиче активност микроба (треба контролисати токсичност и услове хранљивих материја).
Практичне примене: ЦОД се користи за брзу проверу извора загађења, док се БПК користи за процену ефикасности биолошког третмана и ризика по животну средину.