COD, kemisk iltforbrugsanalyse

Kemisk iltforbrug (COD) er en test, der måler den mængde ilt, der kræves for kemisk at oxidere organisk materiale og uorganiske næringsstoffer såsom ammoniak eller nitrat, der findes i vand. De tidligste metoder til kvantificering af kemisk iltforbrug blev udviklet for omkring 150 år siden og involverer registrering af farveændringer i en permanganatopløsning, når den blandes med vandprøver. Der var dog betydelig variation mellem prøver, der brugte denne forbindelse. Brugen af ​​dikromatproceduren blev banebrydende og perfektioneret til spildevand i 1949.

Kemisk iltforbrug (COD) bestemmes ved en laboratorietest, hvor en prøve inkuberes med et stærkt kemisk oxidationsmiddel i en bestemt tid og ved en konstant temperatur (normalt 150 timer ved 2 grader). Det mest almindeligt anvendte oxidationsmiddel er kaliumdichromat, der anvendes sammen med kogende svovlsyre. Kemisk oxidant er ikke specifik for organiske eller uorganiske forbindelser, og derfor måles begge disse kilder til iltforbrug i en kemisk iltforbrugstest. Derudover måler den ikke det potentielle iltforbrug forbundet med visse opløste organiske forbindelser, såsom acetat. Derfor er målingerne ikke direkte sammenlignelige med det biokemiske iltforbrug, men kan bruges som et supplement.

Kemisk iltforbrug (COD) er en vigtig vandkvalitetsparameter og anvendes i en bred vifte af applikationer, herunder:

• At verificere, at spildevandsudledning og affaldsbehandlingsprocedure opfylder kriterierne fastsat af myndighederne
• At måle den bionedbrydelige andel af spildevandet (forholdet mellem biokemisk iltforbrug og kemisk iltforbrug)

Målinger af biokemisk iltforbrug og kemisk iltforbrug bruges også som en indikator for størrelsen af ​​et spildevandsrensningsanlæg, der kræves til en bestemt lokation.

Faktisk indebærer målinger af kemisk iltforbrug en række vanskeligheder. Selvom denne testmetode er inkluderet i lovbestemmelserne, er problemerne og vanskelighederne forbundet med brugen af ​​testen følgende:

• Der er en forsinkelse, før resultaterne er tilgængelige (transport til laboratoriet til testning plus 2 timer), så der kan opstå miljøskader, før data er tilgængelige.
• Testning er tidskrævende og dyr.
• Testen involverer farlige kemikalier, der skal bortskaffes omhyggeligt og potentielt er skadelige for operatørerne.
• Genskaber ikke naturlige processer (dvs. testen involverer en kunstig inkubation med et stærkt oxidationsmiddel).
• Resultaterne er ikke entydige og har en høj minimumsdetektionsgrænse, så de er ikke anvendelige på rene eller uforurenede flodprøver.

I den henseende vil overgangen fra traditionel laboratorietestning til overvågning på stedet (i realtid) bidrage til at afhjælpe nogle af disse problemer. Med dette formål udvikles nye produkter, der giver brugerne en robust, repeterbar sensorplatform med lav vedligeholdelse til måling af kemisk iltforbrug i realtid. Disse produkter er multiparameterenheder, der inkorporerer en række optiske sensorer. Fluorescensspektroskopi er en selektiv og følsom optisk teknik, der giver in situ måling af opløst organisk materiale i realtid. Molekyler absorberer lys med en bestemt bølgelængde, og kredsende elektroner exciteres til en højere energitilstand. Elektronerne udsender derefter lys med en bestemt bølgelængde for at vende tilbage til grundtilstanden.

Kort fortalt måler kemisk iltforbrug (COD) den mængde ilt, der kræves for at nedbryde organiske forurenende stoffer i vand. Et højere kemisk iltforbrug i en prøve indikerer, at den indeholder højere niveauer af oxiderbart materiale. Hvis dette er tilfældet, har vandet lavere niveauer af opløst ilt. Når dette sker, kan virkningerne være miljømæssigt skadelige for højere vandlevende organismer. Målet med spildevandsrensning er derfor at reducere det kemiske iltforbrug i vand. Overvågning af niveauet af kemisk iltforbrug gør det muligt for spildevandshåndteringsvirksomheder og -anlæg at beslutte de bedste metoder til vandbehandling. Uden denne detaljerede analyse og information er det vanskeligt, hvis ikke direkte umuligt, at træffe den rigtige handling.

Der findes forskellige metoder til at måle kemisk iltforbrug. Disse omfatter online testning og offline laboratoriemetoder ved hjælp af miljøanalysatorer. Princippet bag den kemiske iltforbrugstestmetode er, at et stærkt oxidationsmiddel under sure forhold vil oxidere næsten enhver organisk forbindelse til kuldioxid. Kemisk iltforbrugsanalyse måler den mængde ækvivalent ilt, der kræves for kemisk at oxidere organiske forbindelser i vand.

Moderne metoder bruger meget følsomme videnskabelige instrumenter kendt som miljøanalysatorer. Disse enheder blander, opvarmer, afkøler og analyserer derefter prøver. Denne enhed registrerer også sløring for øget nøjagtighed. Ved analyse kan tilstedeværelsen af ​​turbiditet forårsage afvigelser på op til 30 procent fra den sande prøveværdi på grund af interferens med den målte absorbans af en prøve.

Den kemiske iltforbrugsanalyseproces er hurtig sammenlignet med traditionelle metoder såsom biokemisk iltforbrug (BOD). Der anvendes et stærkt oxidationsmiddel i målingerne under sure forhold. Typiske oxidanter er:

• Kaliumdichromat
• Kaliumiodat
• Kaliumpermanganat
• Cerisk sulfat

De grundlæggende krav til enhver analyse er:

• Reduktion af kloridkoncentrationen til et niveau, hvor kloridinterferens er ubetydelig (kloridinterferens opstår, hvor klorkoncentrationer større end 0,02 M er til stede)
• Ikke væsentlig ændring af prøvens organiske indhold (sikrer, at der ikke er nogen stigning eller fald i det kemiske iltforbrug)
• For at gøre metoden egnet til rutinemæssig brug.

Analyserne foregår i to faser:

• Fordøjelse (oxidation af organisk materiale i prøven)
• Bestemmelse (måling ved hjælp af titrimetrisk eller kolorimetrisk metode)

Først sker fordøjelsen ved at skabe en reaktion, der kræver syre, varme og en katalysator. Det kemiske iltforbrug måles derefter ved hjælp af en af ​​følgende metoder:

• Titrimetrisk analyse involverer behandling af prøveopløsningen med et passende reagens for at reagere kvantitativt.
• Kolorimetrisk analyse involverer brug af et farvereagens og derefter observation af målbare farveændringer i prøveopløsningen.

Vores organisation har en stærk stab, der nøje følger udviklingen inden for videnskab og teknologi i verden og konstant forbedrer sig. Blandt de mange test-, måle-, analyse- og evalueringsundersøgelser, der leveres til virksomheder i forskellige sektorer, er der også COD- og kemisk iltforbrugsanalysetjenester.