Termin zapotrzebowanie na tlen opisuje ilość tlenu wymaganą do całkowitego rozkładu substancji organicznych i nieorganicznych w wodzie lub ściekach. Zapotrzebowanie na tlen jest kluczowym parametrem w oczyszczaniu wody i ścieków, ponieważ odzwierciedla ładunek substancji biodegradowalnych w wodzie i ich potencjalny wpływ na środowisko i procesy oczyszczania biologicznego. W praktyce zapotrzebowanie na tlen jest mierzone na różne sposoby, w zależności od celu i etapu oczyszczania.
Spis treści
Rodzaje zapotrzebowania na tlen
1. biochemiczne zapotrzebowanie na tlen (BZT - biochemiczne zapotrzebowanie na tlen)
Biochemiczne zapotrzebowanie na tlen to ilość tlenu wymagana przez mikroorganizmy do biodegradacji substancji organicznych w środowisku wodnym.
Parametry pomiaru:
- Domyślnie BZT jest mierzone przez okres 5 dni (BZT₅).
- Pełne oznaczenie (BZT₇ lub BZT₂₀) uwzględnia substancje ulegające powolnemu rozkładowi.
Mechanizm reakcji:
- Mikroorganizmy utleniają substancje organiczne w warunkach tlenowych.
Zastosowanie w praktyce:
- Monitorowanie zanieczyszczeń organicznych w ściekach dopływających do oczyszczalni ścieków.
- Ocena skuteczności etapów oczyszczania biologicznego (np. proces osadu czynnego).
- Definicja limitów zrzutu ścieków.
Wartości graniczne:
- Miejskie oczyszczalnie ścieków: wartości BZT₅ w ściekach powinny zazwyczaj wynosić poniżej 20 mg/l.
- Industrieabwässer: Strengere Vorgaben je nach Branche, häufig < 10 mg/L.
2. chemiczne zapotrzebowanie tlenu (ChZT)
Chemiczne zapotrzebowanie na tlen mierzy ilość tlenu wymaganą do całkowitego chemicznego utlenienia wszystkich substancji organicznych i, w niektórych przypadkach, nieorganicznych w próbce. ChZT jest ważnym parametrem sumarycznym w analizie ścieków.
Parametry pomiaru:
- ChZT jest oznaczane przez utlenianie dichromianem potasu (K₂Cr₂O₇) w środowisku kwaśnym.
Mechanizm reakcji:
- Substancje organiczne są chemicznie utleniane niezależnie od ich biodegradowalności.
Zastosowanie w praktyce:
- Szybsze oznaczanie niż BZT, ponieważ nie są wymagane procesy mikrobiologiczne.
- Monitorowanie całkowitego ładunku ścieków, w tym substancji trudno ulegających biodegradacji.
- Określanie wartości wlotowych i wylotowych oczyszczalni ścieków.
Wartości graniczne:
- Oczyszczalnie ścieków komunalnych: wartości ChZT w ściekach powinny zazwyczaj wynosić poniżej 90 mg/l.
- Ścieki przemysłowe: Bardziej rygorystyczne wartości w zależności od obszaru zastosowania.
Stosunek ChZT/BZT:
- Niska wartość (ok. 2:1) wskazuje na substancje łatwo ulegające biodegradacji.
- Wysoka wartość (> 4:1) wskazuje na substancje trudne do degradacji lub toksyczne.
Zdjęcie: Zbiornik napowietrzający z naszego ALMA BHU BIO
3. teoretyczne zapotrzebowanie na tlen (ThOD)
ThOD to obliczona ilość tlenu wymagana do całkowitego utlenienia znanego związku.
Obliczenia:
- Na podstawie składu stechiometrycznego substancji organicznych.
Zastosowanie:
- Ocena związków wykrytych w próbkach wody.
- Wartość referencyjna dla porównania ze zmierzonymi wartościami BZT i ChZT.
4. całkowite zapotrzebowanie na tlen (GOB)
GOB łączy wartości chemicznego i biologicznego zapotrzebowania na tlen, aby umożliwić pełną ocenę wszystkich substancji utleniających w próbce wody.
Znaczenie zapotrzebowania na tlen w praktyce
1. kontrola procesów czyszczenia biologicznego
- Zapotrzebowanie na tlen wskazuje, ile tlenu jest wymagane do biologicznego oczyszczania ścieków.
- W Zbiornik osadu czynnego lub Filtry zraszane ciągły dopływ tlenu jest niezbędny:
- Typowe zapotrzebowanie na tlen: 1,5-2,5 kg O₂/kg BZT₅.
2. wymiarowanie oczyszczalni ścieków
- ChZT i BZT są wykorzystywane do projektowania reaktorów, systemów napowietrzania i etapów oczyszczania osadów.
- Wysokie wskaźniki ChZT/BZT wymagają dodatkowych środków, takich jak
3. kontrola rozładowania
- Przemysłowe i komunalne oczyszczalnie ścieków monitorują ChZT i BZT w dopływie i odpływie, aby zapewnić zgodność z przepisami dotyczącymi ochrony środowiska.
- Odprowadzanie ścieków do zbiorników wodnych:
- Wysokie zapotrzebowanie na tlen może prowadzić do jego niedoboru i eutrofizacji.
Zdjęcie: System napowietrzania zbiornika napowietrzającego (proces: ALMA BHU BIO)
Metody pomiaru zapotrzebowania na tlen
1. biochemiczne zapotrzebowanie na tlen (BZT)
- Standardowy test w ciągu 5 dni w temperaturze 20 °C w ciemni.
- Stosowanie rozcieńczonej wody i inokulacja drobnoustrojami.
- Wynik: Różnica w ilości rozpuszczonego tlenu na początku i po zakończeniu okresu inkubacji.
2. chemiczne zapotrzebowanie tlenu (ChZT)
- Znormalizowana metoda zgodna z normą DIN 38409.
- Utlenianie próbki dichromianem potasu i miareczkowanie zwrotne pozostałego dichromianu.
3. pomiary online
- Zastosowanie optycznych czujników tlenu lub amperometrii do ciągłego monitorowania.
Wyzwania i optymalizacja
1. wysokie wartości zapotrzebowania na tlen
- Przyczyny:
- Wysoka zawartość substancji trudnych do rozkładu (np. oleje, tłuszcze, środki powierzchniowo czynne).
- Wysokie zanieczyszczenie osadami przemysłowymi lub odpadami chemicznymi.
- Rozwiązanie:
- Na przykład obróbka wstępna w zakładach flotacji.
- Optymalizacja systemów napowietrzania w celu dostosowania do obciążenia tlenem.
2. nierównomierne obciążenie
- Wahające się wartości ChZT lub BZT mogą zakłócać procesy biologiczne w oczyszczalniach ścieków.
- Rozwiązanie:
- Zbiornik buforowy do homogenizacji ładunku wlotowego.
- Monitorowanie w czasie rzeczywistym i automatyczne sterowanie wentylacją.
Wnioski
Zapotrzebowanie na tlen jest podstawowym parametrem w technologii wody i ścieków, który bezpośrednio odzwierciedla obciążenie systemu biologicznie i chemicznie utlenialnymi substancjami. Dokładna znajomość i monitorowanie wartości BZT i ChZT ma zasadnicze znaczenie dla projektowania, kontroli i optymalizacji oczyszczalni ścieków. Nowoczesne technologie, takie jak pomiary w czasie rzeczywistym i zaawansowane procesy utleniania, wspierają zgodność z normami środowiskowymi i zwiększoną wydajność w praktyce.
Aby uzyskać więcej informacji na temat naszych produktów, prosimy skontaktować się z nami w dowolnym momencie!
