lima beses na pagkakaiba sa gastos sa operasyon at pangangalaga? Dapat bang gamitin ang kemikal o sensor na paraan para sa online na COD monitoring?

Dahil sa lumalala nang mga patakaran sa kapaligiran sa buong mundo at sa tumataas na presyon para sa pagkakasunod-sunod, ang COD, bilang pangunahing indikador para sa pagmomonitor ng kalidad ng tubig, ay direktang nakaaapekto sa mga panganib sa pagkakasunod-sunod at sa mga gastos sa operasyon sa pamamagitan ng pagpili at paggamit nito.

Ang artikulong ito ay titingnan ang mga parametero ng COD, mga regulasyon, at mga prinsipyo upang linawin ang pangunahing pagkakaiba at mga kalamangan o kahinaan sa pagitan ng mga online na analyzer ng COD na batay sa kemikal at sa sensor, upang tulungan ka na pumili ng tamang online na analyzer ng COD.

1. Ano ang COD? Bakit napakahalaga ang online na pagmomonitor ng COD?

1) Kahulugan ng COD (Chemical Oxygen Demand)

Sa ilalim ng ilang kondisyon, kapag inilagay ang isang sample ng tubig sa malakas na oksidante (karaniwang potassium dichromate o potassium permanganate), ang dami ng oksidante na ginamit ng lahat ng maaaring oksihenang mga reduktibong sangkap (pangunahing mga polusyong organiko) sa katawan ng tubig ay ipinapahayag bilang konsentrasyon ng masa ng oksiheno (ipinapahayag sa mg/L). Sa madaling salita, mas maraming polusyong organiko sa tubig, mas maraming oksiheno ang kailangan upang "ganap na alisin" ang mga ito. Kaya naman, mas mataas ang halaga ng COD, mas matindi ang polusyong organiko sa katawan ng tubig .

2) Mga Pangunahing Tungkulin ng COD:

a. Sa larangan ng mga emisyon mula sa pinagmulan ng polusyon: Ang COD ay ang pangunahing indikador na ginagamit ng mga departamento ng pangangalaga sa kapaligiran sa buong mundo (tulad ng Ministry of Ecology and Environment ng Tsina, US EPA, at European EEA) upang sukatin kung ang paglabas ng tubig na may basura mula sa industriya at urban sewage ay sumusunod sa mga pamantayan. Maaaring sabihin na ang COD ang pangunahing pamantayan para sa pagtataya ng kalidad ng tubig. Kasabay nito, ang COD ang legal na batayan para sa mga departamento ng pangangalaga sa kapaligiran sa iba’t ibang bansa upang kalkulahin ang kabuuang limitasyon ng regional na pollutant discharge (TMDL) ng mga negosyo at kumolekta ng pollution discharge tax/environmental tax. Ang data ay direktang nauugnay sa legal na pagsunod ng isang kompanya at sa panganib ng multa;

b. Sa proseso ng paglilinis ng wastewater: Ang mga pagbabago sa konsentrasyon ng COD sa pasok na tubig ay direktang nagpapasya kung may sapat bang "pagkain" para sa activated sludge sa mga biological treatment tank (tulad ng A2O at MBR processes), upang maiwasan ang shock loads na maaaring magdulot ng kamatayan ng bakterya o pagkabigo ng sistema; mahigpit na kontrol sa aeration at dosing : ang mga sistema ng aeration (blowers) ay pangunahing kumukonsumo ng kuryente sa mga planta ng pagpapalinis ng tubig na may dumi. Sa pamamagitan ng pagmomonitor sa mga pagbabago ng COD, maaaring i-adjust sa real time ang rate ng aeration ng mga blower (DO control) at ang dami ng idinadagdag na carbon source (tulad ng sodium acetate), upang maiwasan ang pagkawala ng kuryente dahil sa labis na aeration at ang dagdag na gastos dahil sa labis na dosing .

3) Bakit kailangan ng online monitoring ang COD? Ano ang mga limitasyon ng laboratory testing?

Ang laboratory testing ng COD gamit ang potassium dichromate reflux digestion method ay nangangailangan ng pagpainitin sa loob ng 2 oras, kasama ang paglamig, titration, o colorimetry, na nangangailangan ng hindi bababa sa 2–4 oras upang makakuha ng isang data point ito ang pinakamalaking problema sa manu-manong pagsubok; ang lubhang naantala na mga resulta ng pagsubok ay walang praktikal na halaga bilang sanggunian. Kapag natukoy ng mga laboratoryo ang labis na emisyon o mataas na karga ng shock sa influent, ang polusyon na tubig ay naka-discharge na sa mga ilog, o ang biological treatment system ay nabigo na dahil sa pagkakalason, na ganap na pinawalang-bisa ang papel nito bilang "maagang babala" at "gabay sa proseso." Sa karamihan ng mga umuunlad na bansa, ang pagpigil sa mga pabrika na lumalabag sa batas sa pamamagitan ng pagpapalabas ng wastewater at pagdulot ng kontaminasyon ng mixed wastewater sa mga likas na katawan ng tubig ay isang sapilitang gawain para sa mga departamento ng pangangalaga sa kapaligiran ng pamahalaan. Ang COD ang pinakamahalagang sanggunian, ngunit ang lumang datos ay malinaw na hindi na nakakatugon sa mga pangangailangan.

Sa huli, ang pagsasampol at pagsubok sa laboratoryo ay nangangailangan ng mga dalubhasang teknisyan upang pangasiwaan ang mga reagent at titrasyon, na kumukunsumo ng malaking bahagi ng lakas-paggawa, at madaling ipasok ang pagkakamali ng tao dahil sa iba’t ibang tauhan. Hindi lamang mataas ang bayad at gastos sa pagsasanay ng mga tauhan, kundi kulang din sa halaga ng sanggunian ang katumpakan.

2. Mga Paraan ng Online na Pagsubok sa COD

1) Paraan ng Kemikal na Digestion (Wet Chemical Method/Dichromate Method)

Ito ay isang awtoridad at sumusunod na pamantayan na paraan, isang pangkalahatang solusyon na angkop para sa lahat ng uri ng kumplikadong kalidad ng tubig, at ang tanging paraan na maaaring gamitin bilang legal na basehan.

Pamamaraan ng Pagsubok: Una, isinasagawa ang digestion sa mataas na temperatura, kasunod nito ay isinasagawa ang pagsubok gamit ang mga optical/electrochemical na paraan.

Ang isang awtomatikong sistema ng pagkuha ng sample ang nagpapakilala ng sample ng tubig sa sisidlan ng reaksyon, na nagdaragdag ng malakas na oksidante (potasyo dikromato, K₂Cr₂O₇), isang katalisador (plata sulfato, Ag₂SO₄), at isang pampadilim (merkuriyo sulfato, HgSO₄, na ginagamit upang alisin ang pagkakaroon ng chloride ion). Ang digestion ay isinasagawa sa 165°C sa ilalim ng mataas na temperatura at presyon (karaniwang 15–20 minuto) upang lubos na oksihenahan ang organikong materyales sa tubig. Pagkatapos, ginagamit ang pagbabago ng kulay ng hexavalent chromium (Cr⁶⁺, dilaw) patungo sa trivalent chromium (Cr³⁺, berde). Ang konsumo ng COD ay tumpak na kinukwenta gamit ang photometric colorimetry (karaniwang sa 610 nm o 440 nm na haba ng daloy) o electrotitration.

Punong Kagandahang-loob:

a. Sumusunod nang mahigpit sa mga pambansang at pandaigdigang pamantayan, at nakakapasa sa mga sertipikasyon ng kagamitan sa kapaligiran na itinakda ng iba’t ibang bansa, na nagpapatitiyak na ang datos ay may ganap na legal at pang-regulatoryong bisa sa kapaligiran.

b. Nakakapagpabaya ng kahanga-hangang kakayahang laban sa pagkagambala; anuman ang kumplikado ng kalidad ng tubig sa lugar, ang proseso ng mataas na temperatura para sa pagsusunog ay nag-aalis ng kumplikadong organikong molekula, na nagpipigil sa pagkagambala mula sa mga nakalulutang na partikula, kinatitipan, kulay, at solidong butil.

c. Mas malawak na saklaw ng pagsusuri, lalo na sa pagmomonitor ng mataas na konsentrasyong tubig na basura mula sa industriya, na nagpapakita ng mahusay na linear na saklaw ng pagsukat.

Mga Limitasyon: Dahil sa proseso ng mataas-na-temperaturang pagdidigest, ang siklo ng pagsusulit ay tumatagal ng halos isang oras, kaya hindi ito nagbibigay ng datos bawat segundo. Kaya't karaniwang ginagamit kasama ang mga instrumento para sa pagkuha ng sample ng kalidad ng tubig o pagkuha ng sample batay sa daloy, na nangangailangan ng pagsukat ng datos bawat oras at real-time na pag-iimbak ng sample ng tubig para sa mga susunod na layuning pangpaganap. Bukod dito, ang mga kasalukuyang kemikal na analyzer para sa COD ay nangangailangan ng regular na pagpapalit ng mga kemikal na rehente. Kahit na ang mga nangungunang tagagawa tulad ng HACH, HORIBA, at JIDE ay nakabawas nang malaki sa konsumo ng rehente at sa paglikha ng basurang tubig, ang mga end-user ay patuloy na humaharap sa mga hamon sa paggamot sa basurang tubig at sa pangmatagalang pagbili ng mga rehente.

2) Paraan ng Pag-absorb ng UV254 (Spectroscopy)

Isang napakahusay at madaling gamiting "instrumento para sa trend," isang pisikal na instrumento sa pagsusulit para sa kontrol ng proseso at maagang babala.

Pangkalahatang Prinsipyo ng Pagsusulit: Maraming nabubulok na organikong sangkap (lalo na ang mga aromaticong sangkap na mayroong carbon-carbon double bonds (C=C) at istrukturang benzene ring) ay may malakas na epekto sa pag-absorb ng ultraviolet na liwanag sa haba ng alon na 254 nm (UV254). Conversion Factor (SAC254 → COD) : Ang sensor ay nagpapalabas ng sinag ng ultraviolet na liwanag na may haba ng alon na 254 nm na dumadaan sa sample ng tubig. Ang SAC254 (koepisyente ng pag-absorb ng organikong sangkap) ay kinukwenta batay sa pagbawas ng intensity ng liwanag. Ito ay pinarami naman ng isang tiyak na "conversion factor (K value)" para sa kalidad ng tubig upang hindi direktang kwentahin ang halaga ng COD.

Hindi mo kailangang intindihin ito nang detalyado, dahil ang prinsipyong ito ay halos hindi nakakatanggal ng anumang optical interference. Gayunpaman, sa ilalim ng matatag na kondisyon ng kalidad ng tubig, maaari nitong tumpak na ipakita ang trend ng mga pagbabago sa COD. Dahil dito, malawak itong ginagamit sa mga kapaligiran ng pagsusuri na may relatibong matatag na kalidad ng tubig, tulad ng mga ilog at lawa, at sa mga planta ng paggamot ng basurang tubig kung saan mahalaga ang real-time na pagsubaybay sa trend. Gayunpaman, hindi ito maaaring gamitin sa mga kumplikadong sitwasyon na may mahigpit na mga kinakailangan sa katumpakan, tulad ng mga outlet ng paglabas ng polusyon.

Punong Kagandahang-loob:

a. Tunay na monitoring sa ikalawang antas at real-time na tugon, na nag-aalis ng pangangailangan na hintayin ang proseso ng digestion, kaya ito ay perpekto para sa pagsubaybay sa trend ng COD habang ginagamot ang basurang tubig. Ang sensor ay sensitibong makikita ang anumang malaking pagbabago.

b. Purong pagdedetekta ng optical, na walang kailangang reagent. Ito ang pinagmulan ng pahayag na ang gastos sa pagpapanatili ay nagkakaiba ng limang beses. Kasalukuyan, ang mga nangungunang internasyonal na brand tulad ng HACH, ENDRESS, at JIDE ay nag-ooffer ng mga sensor ng COD na hindi nangangailangan ng anumang consumables, hindi gumagawa ng basurang likido, at may napakababang gastos sa operasyon. Paano mababawasan ang gastos sa paggamot ng basurang likidong COD? Tingnan ang karagdagang mga artikulo sa aming website.

Mga Limitasyon: Ang mga resulta ng pagmomonitor ay madaling ma-interfere, lalo na sa mga kumplikadong kondisyon. Dahil ang UV254 ay nakakadetekta lamang ng organic matter na sumisipsip ng ultraviolet light, ang ilang alcohol at polysaccharide ay hindi sumasagot sa ultraviolet light; o ang tubig mismo ay maaaring may napakataas na suspended solids, na nagdudulot ng scattering ng ultraviolet light, na lahat ay nakaaapekto sa katiyakan ng pagsukat. Kaya naman, ang mga sensor ng COD ay karaniwang ginagamit para sa trend testing o sa mga aplikasyon na may magandang kalidad ng tubig, tulad ng malinaw na surface water.

3. buod

Sa madaling salita, ang mga pamamaraang kimikal ang tunay na hari ng pagsunod, ang tanging paraan para sa mahigpit na pagsubok, ngunit may mas mataas din silang gastos sa pagpapanatili. Inirerekomenda namin na gamitin ang mga produkto mula sa mga mapagkakatiwalaang tagagawa sa unang antas. Ang mga sensor ng ultraviolet (UV) ay napakahusay na kasangkapan para sa patuloy na pagsubok at pagsubaybay sa mga trend, na angkop para sa mga aplikasyong pangsubaybay na nangangailangan ng mataas na bilis ng tugon ngunit hindi mataas na kahusayan.

Karagdagang Paliwanag: Pagkakaiba ng BOD at COD:

BOD (Biochemical Oxygen Demand): Ang dami ng oksihenong natutunaw na ginagamit ng mikroorganismo sa pag-decompose ng organikong materyal (bahagi na nabubulok) sa tubig sa ilalim ng aerobic na kondisyon.

COD (Chemical Oxygen Demand): Ang dami ng oxidant na ginagamit ng mga malakas na kemikal na oxidant upang oksihenin ang organikong materyal (at mga reducing substances) sa tubig sa ilalim ng acidic/mataas na temperatura na kondisyon.

Parehong sumasalamin sa nilalaman ng organikong materyal sa tubig. Gayunpaman, ang pagsukat ng BOD5 ay nangangailangan ng 5 araw na pag-iimbak upang makabuo ng mga resulta, kaya ito ay hindi angkop para sa real-time na paagaan ng babala at kontrol sa proseso ng mga anomaliya sa kalidad ng tubig. Bukod dito, napaka-sensitibo ang pagsukat ng BOD sa aktibidad ng mikrobyo at sa mga nakakalason na sangkap. Kung ang sample ng tubig ay naglalaman ng mabibigat na metal, malakas na asido o alkali, o mga pampatay ng bakterya, maaari itong magdulot ng kamatayan ng mikrobyo at mali mababang halaga ng BOD (maling negatibo). Kaya, ang pangunahing merkado ngayon ay karaniwang gumagamit ng online COD monitoring bilang pangunahing indikador ng kontrol, o nagtatatag ng mga tiyak na kurba ng ugnayan ng B/C ratio upang gabayan ang produksyon.