COD، تجزیه و تحلیل تقاضای اکسیژن شیمیایی

COD، تجزیه و تحلیل تقاضای اکسیژن شیمیایی

اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD) آزمایشی است که میزان اکسیژن مورد نیاز برای اکسیداسیون شیمیایی مواد آلی و مواد مغذی معدنی مانند آمونیاک یا نیترات موجود در آب را اندازه‌گیری می‌کند. اولین روش‌ها برای تعیین کمیت نیاز شیمیایی به اکسیژن حدود ۱۵۰ سال پیش توسعه یافتند و شامل ثبت تغییرات رنگ محلول پرمنگنات هنگام مخلوط شدن با نمونه‌های آب بودند. با این حال، تنوع قابل توجهی بین نمونه‌های استفاده کننده از این ترکیب وجود داشت. استفاده از روش دی کرومات برای فاضلاب در سال ۱۹۴۹ پیشگام و تکمیل شد.

COD، تجزیه و تحلیل تقاضای اکسیژن شیمیایی

اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD) با یک آزمایش آزمایشگاهی تعیین می‌شود که در آن یک نمونه با یک اکسیدان شیمیایی قوی برای مدت زمان مشخص و در دمای ثابت (معمولاً ۲ ساعت در دمای ۱۵۰ درجه) انکوبه می‌شود. رایج‌ترین اکسیدکننده مورد استفاده، دی‌کرومات پتاسیم است که با اسید سولفوریک جوشان استفاده می‌شود. اکسیدان شیمیایی مختص ترکیبات آلی یا معدنی نیست و بنابراین هر دوی این منابع تقاضای اکسیژن در آزمایش تقاضای اکسیژن شیمیایی اندازه‌گیری می‌شوند. علاوه بر این، پتانسیل مصرف اکسیژن مرتبط با برخی ترکیبات آلی محلول مانند استات را اندازه‌گیری نمی‌کند. بنابراین، اندازه‌گیری‌ها مستقیماً با نیاز بیوشیمیایی به اکسیژن قابل مقایسه نیستند، اما می‌توانند به عنوان مکمل مورد استفاده قرار گیرند.

اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD) یک پارامتر مهم کیفیت آب است و در طیف گسترده‌ای از کاربردها از جمله موارد زیر استفاده می‌شود:

  • برای تأیید اینکه تخلیه فاضلاب و روش تصفیه فاضلاب، معیارهای تعیین شده توسط تنظیم کننده ها را برآورده می کند
  • برای اندازه‌گیری بخش زیست‌تخریب‌پذیر پساب فاضلاب (نسبت بین اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی و اکسیژن مورد نیاز شیمیایی)

اندازه‌گیری‌های اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی و اکسیژن مورد نیاز شیمیایی نیز به عنوان شاخصی از اندازه تصفیه‌خانه فاضلاب مورد نیاز برای یک مکان خاص استفاده می‌شوند.

در واقع، اندازه‌گیری‌های تقاضای اکسیژن شیمیایی شامل تعدادی مشکل است. اگرچه این روش آزمون در مقررات قانونی گنجانده شده است، اما مشکلات و دشواری‌های مرتبط با استفاده از آزمون به شرح زیر است:

  • قبل از آماده شدن نتایج، تأخیری وجود دارد (انتقال به آزمایشگاه برای آزمایش به علاوه ۲ ساعت)، بنابراین ممکن است قبل از آماده شدن داده‌ها، آسیب‌های زیست‌محیطی رخ دهد.
  • آزمایش زمان‌بر و پرهزینه است.
  • این آزمایش شامل مواد شیمیایی خطرناکی است که باید با دقت دفع شوند و به طور بالقوه برای اپراتورها مضر هستند.
  • قادر به بازسازی فرآیندهای طبیعی نیست (یعنی آزمایش شامل انکوباسیون مصنوعی با یک عامل اکسید کننده قوی است).
  • نتایج قطعی نیستند و حداقل حد تشخیص بالایی دارند، بنابراین برای نمونه‌های رودخانه تمیز یا غیرآلوده قابل استفاده نیستند.

در این راستا، گذار از آزمایش‌های آزمایشگاهی سنتی به نظارت در محل (در زمان واقعی) به کاهش برخی از این مسائل کمک خواهد کرد. برای این منظور، محصولات جدیدی در حال توسعه هستند که یک پلتفرم حسگر قوی، تکرارپذیر و کم‌نیاز به نگهداری را برای اندازه‌گیری تقاضای اکسیژن شیمیایی در زمان واقعی در اختیار کاربران قرار می‌دهند. این محصولات دستگاه‌های چند پارامتری هستند که طیف وسیعی از حسگرهای نوری را در خود جای داده‌اند. طیف‌سنجی فلورسانس یک تکنیک نوری گزینشی و حساس است که اندازه‌گیری درجا و بلادرنگ مواد آلی محلول را فراهم می‌کند. مولکول‌ها نور با طول موج خاصی را جذب می‌کنند و الکترون‌های در حال چرخش به حالت انرژی بالاتر برانگیخته می‌شوند. سپس الکترون‌ها نوری با طول موج مشخص ساطع می‌کنند تا به حالت پایه برگردند.

به طور خلاصه، اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD) میزان اکسیژن مورد نیاز برای تجزیه آلاینده‌های آلی در آب را اندازه‌گیری می‌کند. تقاضای اکسیژن شیمیایی بالاتر در یک نمونه نشان می‌دهد که حاوی سطوح بالاتری از مواد اکسیدشونده است. در این صورت، آب دارای سطوح اکسیژن محلول پایین‌تری است. وقتی این اتفاق می‌افتد، اثرات آن می‌تواند از نظر زیست‌محیطی برای اشکال بالاتر حیات آبزی مضر باشد. بنابراین، هدف از تصفیه فاضلاب، کاهش سطح اکسیژن مورد نیاز شیمیایی در آب است. نظارت بر سطح تقاضای اکسیژن شیمیایی به شرکت‌ها و تأسیسات مدیریت فاضلاب اجازه می‌دهد تا در مورد بهترین روش‌ها برای تصفیه آب تصمیم بگیرند. بدون این تحلیل و اطلاعات دقیق، انجام اقدام درست دشوار است، اگر نگوییم کاملاً غیرممکن.

روش‌های مختلفی برای اندازه‌گیری تقاضای اکسیژن شیمیایی وجود دارد. این موارد شامل آزمایش آنلاین و روش‌های آزمایشگاهی آفلاین با استفاده از آنالیزورهای محیطی است. اصل اساسی روش آزمایش اکسیژن مورد نیاز شیمیایی این است که در شرایط اسیدی، یک عامل اکسید کننده قوی تقریباً هر ترکیب آلی را به دی اکسید کربن اکسید می‌کند. آنالیز اکسیژن مورد نیاز شیمیایی، مقدار اکسیژن معادل مورد نیاز برای اکسیداسیون شیمیایی ترکیبات آلی در آب را اندازه‌گیری می‌کند.

روش‌های مدرن از ابزارهای علمی بسیار حساسی استفاده می‌کنند که به عنوان آنالیزورهای محیطی شناخته می‌شوند. این دستگاه‌ها نمونه‌ها را مخلوط، گرم، سرد و سپس تجزیه و تحلیل می‌کنند. این دستگاه همچنین برای دقت بیشتر، تاری را تشخیص می‌دهد. در تجزیه و تحلیل، وجود کدورت می‌تواند به دلیل تداخل با جذب اندازه‌گیری شده یک نمونه، تا 30 درصد از مقدار واقعی نمونه انحراف ایجاد کند.

فرآیند تجزیه و تحلیل تقاضای اکسیژن شیمیایی در مقایسه با روش‌های سنتی مانند تقاضای اکسیژن بیوشیمیایی (BOD) سریع است. در اندازه‌گیری‌ها تحت شرایط اسیدی از یک اکسیدان قوی استفاده می‌شود. اکسیدان‌های معمول عبارتند از:

  • دی کرومات پتاسیم
  • یدات پتاسیم
  • پرمنگنات پتاسیم
  • سولفات سریک

الزامات اساسی برای هر تحلیل عبارتند از:

  • کاهش غلظت کلرید تا سطحی که تداخل کلرید ناچیز باشد (تداخل کلرید در جایی رخ می‌دهد که غلظت کلر بیشتر از 0,02 مولار باشد)
  • عدم تغییر قابل توجه در محتوای آلی نمونه (اطمینان از عدم افزایش یا کاهش در تقاضای اکسیژن شیمیایی)
  • برای اینکه این روش برای استفاده روتین مناسب باشد.

تحلیل‌ها در دو مرحله انجام می‌شوند:

  • هضم (اکسیداسیون مواد آلی موجود در نمونه)
  • تعیین (اندازه‌گیری با استفاده از روش تیتراسیون یا رنگ‌سنجی)

اول، هضم با ایجاد واکنشی که نیاز به اسید، گرما و کاتالیزور دارد، رخ می‌دهد. سپس نیاز شیمیایی به اکسیژن با یکی از روش‌های زیر اندازه‌گیری می‌شود:

  • تجزیه و تحلیل تیتراسیون شامل تصفیه محلول نمونه با یک معرف مناسب برای واکنش کمی است.
  • تجزیه و تحلیل رنگ‌سنجی شامل استفاده از یک معرف رنگی و سپس مشاهده تغییرات رنگ قابل اندازه‌گیری در محلول نمونه است.

سازمان ما دارای کارکنان قوی است که از نزدیک تحولات حوزه علم و فناوری در جهان را دنبال می‌کنند و دائماً خود را بهبود می‌بخشند. در میان مطالعات متعدد آزمایش، اندازه‌گیری، تجزیه و تحلیل و ارزیابی ارائه شده برای مشاغل در بخش‌های مختلف، خدمات تجزیه و تحلیل COD و تقاضای اکسیژن شیمیایی نیز وجود دارد.

واتساپ