В отрасли водоочистки ХПК является основным показателем, который нельзя игнорировать. Будь то бытовые сточные воды или промышленные сточные воды, почти все стандарты сброса включают пределы ХПК. Итак, что же представляет собой наложенный платеж? Откуда появляется ХПК в сточных водах? И какие этапы лечения необходимы, чтобы привести его в норму? Эта статья разъясняет все эти вопросы.
Что такое ХПК?
COD — это аббревиатура от «Химическая потребность в кислороде». Проще говоря, он измеряет общее количество кислорода, потребляемого всеми веществами в воде, которые могут окисляться химическими окислителями (в основном органическими веществами, но также включая небольшое количество восстанавливающих неорганических веществ).
Другими словами, чем выше значение ХПК, тем больше «грязных вещей» может окисляться в воде и тем больше загрязняется вода. Чем ниже ХПК, тем чище качество воды.
В действующих стандартах сброса пределы ХПК варьируются в зависимости от места сброса и местных требований. Например, общие стандарты сточных вод для очистных сооружений бытовых сточных вод требуют, чтобы ХПК составлял менее или равный 50 мг/л или менее или равный 100 мг/л. Промышленные сточные воды, сбрасываемые в городские трубопроводные сети или естественные водоемы, также имеют четко определенные пределы ХПК.
Откуда берется ХПК?
Любое органическое вещество или восстанавливающее вещество в воде, которое может окисляться, образует ХПК. Есть три основных источника:
Бытовые: остатки еды, масляные пятна, фекалии, моющие средства, сточные воды после купания.
Промышленность: крахмал и сахар с пищевых заводов, кровь со скотобоен, красители от печати и крашения, химические растворители, древесная масса от производства бумаги, навоз домашнего скота.
Прочее: Опад листьев растений, остатки микроорганизмов, сульфиды, нитриты.
Просто помните: все, что можно «окислить и сжечь», считается ХПК.
Как ХПК может соответствовать стандартам сброса?
Снижение ХПК на станциях очистки сточных вод обычно представляет собой не одноэтапный-процесс, а постепенное снижение с помощью много-этапных процессов. Ниже описан стандартный процесс лечения, состоящий из пяти этапов.
Шаг 1: Предварительная обработка – удаление крупных частиц и некоторых взвешенных органических веществ.
Блок предварительной обработки в основном включает в себя: сито, песколовку, жироуловитель и уравнительный бак.
Экран улавливает крупный мусор, например ветки деревьев, полиэтиленовые пакеты и тряпки.
Пескоструйная камера позволяет оседать песку и мелким камням.
Жироуловитель удаляет плавающее масло и жир.
Уравнительный бак уравновешивает качество и количество воды, чтобы предотвратить влияние на последующие процессы.
На этом этапе удаляются некоторые взвешенные и плавающие органические вещества, что приводит к предварительному снижению ХПК, но это снижение ограничено.
Шаг 2. Физико-химическая коагуляция и осаждение – удаление взвешенного и коллоидного ХПК.
После предварительной очистки в воде все еще остается большое количество мелких взвешенных частиц и коллоидной органики. Они не могут быстро осесть под действием силы тяжести и требуют добавления химических веществ для коагуляции и седиментации.
Обычно используемые агенты: полиалюминийхлорид (PAC) и полиакриламид (PAM).
Принцип работы: Реагент дестабилизирует мельчайшие частицы и коллоиды, заставляя их агрегироваться в более крупные хлопья, которые затем отделяются в отстойнике. На этом этапе значительно удаляются взвешенные и коллоидные ХПК, что делает воду намного чище.
Шаг 3: Биологическая очистка – основной этап удаления растворенной ХПК
Биологическая очистка является наиболее важным и экономичным шагом на большинстве очистных сооружений для снижения ХПК. Он использует метаболическую активность микроорганизмов для разложения растворенных в воде органических веществ на углекислый газ и воду.
Общие процессы включают в себя: процесс A/O, процесс A²/O, окислительную канаву, SBR (секвенирующий реактор периодического действия), MBR (мембранный биореактор) и т. д.
Обычно он делится на две среды:
Анаэробная стадия. В условиях отсутствия кислорода-анаэробные бактерии разлагают крупные органические молекулы на более мелкие органические кислоты и метан, повышая эффективность последующей аэробной обработки. Подходит для сточных вод с высокой-концентрацией органических веществ.
Аэробная стадия: Аэрация обеспечивает кислород, позволяя аэробным микроорганизмам быстро размножаться и быстро поглощать органические вещества в воде, полностью окисляя и разлагая их.
На этом этапе можно удалить от 70% до 90% и более ХПК, что имеет решающее значение для достижения надлежащего лечения.
Шаг 4: Расширенное лечение – снижение остаточного ХПК после биологической обработки
После биологической очистки наиболее легко разлагаемые органические вещества были удалены, но небольшое количество стойких органических веществ все еще может оставаться в воде, или ХПК может все еще не соответствовать нормам сброса. Тогда требуется расширенное лечение.
Общие методы включают в себя:
Вторичный отстойник: отделяет активный ил от воды в системе биологической очистки, осветляя сточные воды. Это часть традиционного процесса, но его использование само по себе не может еще больше снизить растворенную ХПК.
Окисление Фентона: добавление перекиси водорода и солей железа приводит к образованию сильно окисляющих гидроксильных радикалов, которые могут разрушать неподатливые органические вещества со стабильной молекулярной структурой. Особенно подходит для промышленных сточных вод химической и фармацевтической промышленности.
Адсорбция активированным углем: используется пористая структура активированного угля для адсорбции остаточных следов органических веществ и цвета, что еще больше снижает ХПК.
Мембранная фильтрация MBR: Мембранный модуль напрямую улавливает коллоиды и микроорганизмы, что приводит к чрезвычайно низкому содержанию взвешенных веществ и ХПК в сточных водах.
Целью этого шага является дальнейшее снижение ХПК, с которым не может справиться биологическая очистка, гарантируя, что конечные сточные воды соответствуют стандартам.
Шаг 5: Дезинфекция и выписка
Наконец, сточные воды подвергаются дезинфекции (например, ультрафиолетом, гипохлоритом натрия или озоном) для уничтожения патогенных микроорганизмов. При этом такие показатели, как ХПК, аммиачный азот и общий фосфор, соответствуют нормам сброса, что позволяет сбрасывать его в естественные водоемы или повторно использовать (например, для озеленения, промывки и т. д.).
Воды разного качества имеют разные концентрации ХПК и требования к очистке, поэтому необходимо разрабатывать конкретные комбинации процессов на основе реальных условий. Однако понимание этого основного пути ясно показывает, что ХПК в сточных водах не исчезает из воздуха, а постепенно снижается за счет физического перехвата, химического осаждения, микробного разложения, усиленного окисления и адсорбционной фильтрации.
Если ваша компания или проект сталкивается с превышением стандартов наложенного платежа, проверка на наличие недостатков с помощью вышеуказанных шагов часто может указать направление для решения проблемы.