W celu określenia stopnia zanieczyszczenia ścieków dostępne są różne parametry, w tym chemiczne zapotrzebowanie tlenu (ChZT) i całkowity węgiel organiczny (TOC). Tradycyjny parametr ChZT, który od pewnego czasu jest przedmiotem kontrowersyjnej debaty, jest coraz częściej zastępowany przez bardziej nowoczesny i przyjazny dla środowiska parametr TOC.

W tym artykule na blogu przyjrzymy się bliżej różnicom między ChZT i TOC, ich zaletom i wadom oraz rosnącemu znaczeniu TOC jako preferowanego parametru wiodącego w analizie wody.

Metoda analizy

COD

Chemiczne zapotrzebowanie na tlen (ChZT) określa ilościowo podaż tlenu wymaganą do skutecznego utlenienia wszystkich utlenialnych substancji w próbce wody. W tym celu pobierana jest próbka wody do analizy i poddawana działaniu roztworu kwasu siarkowego na bazie rtęci. Następnie dodawana jest określona ilość środka utleniającego, takiego jak dwuchromian potasu, a mieszanina jest podgrzewana do wysokiej temperatury w warunkach refluksu.

Podczas tego procesu chrom(VI) jest redukowany do chromu(III). Po zakończeniu reakcji ilość nieprzereagowanych jonów dichromianowych jest mierzona metodą miareczkową lub fotometryczną. Z ilości zużytego dichromianu można wywnioskować, ile tlenu byłoby potrzebne do utlenienia utleniających się składników w próbce, co określa wartość ChZT.

TOC

Całkowity węgiel organiczny (TOC) mierzy całkowite stężenie węgla obecnego w związkach organicznych w próbce wody. Aby to określić, próbka wody jest najpierw mieszana z kwasem mineralnym, zwykle kwasem solnym, w celu usunięcia nieorganicznych form węgla, takich jak węglany lub wodorowęglany.

Dwutlenek węgla uwolniony przez dodanie kwasu jest następnie usuwany za pomocą gazu oczyszczającego. W celu dalszej analizy, pewna porcja próbki jest spalana nad gorącym katalizatorem w strumieniu gazu bogatego w tlen. Substancje organiczne utleniają się do CO2, który jest przekazywany przez gaz nośny do detektora NDIR, gdzie jest wykrywany.

Zalety i wady obu parametrów

Tendencję do zastępowania chemicznego zapotrzebowania na tlen (ChZT) całkowitym węglem organicznym (TOC) jako kluczowym parametrem w analizie wody można wyjaśnić kilkoma czynnikami:

Czułość i dokładność

Analizy TOC są często bardziej czułe i dokładne niż analizy ChZT. Mogą one mierzyć związki organiczne bezpośrednio, podczas gdy ChZT jest pomiarem pośrednim opartym na utlenianiu substancji utlenialnych. Oznacza to, że substancje nieorganiczne są również rejestrowane w pomiarze ChZT. W analizie TOC po utlenieniu węgla w substancjach organicznych następuje pomiarzawartości CO2 w gazie nośnym.

Efektywność czasowa i kosztowa

Analizy TOC można generalnie przeprowadzić szybciej niż testy ChZT. Podczas gdy analizy ChZT wymagają ponad 120 minut zgodnie z normą, analizę TOC można przeprowadzić w ciągu zaledwie kilku minut. Ponadto wykonywanie analiz TOC często wymaga mniejszej ilości chemikaliów i materiałów eksploatacyjnych, co skutkuje niższymi kosztami operacyjnymi.

Analiza bardziej przyjazna dla środowiska

Podczas analizy ChZT powstają kwaśne ścieki zanieczyszczone metalami ciężkimi (np. rtęcią i chromianami). Analizy TOC wymagają mniejszego zużycia chemikaliów, co zmniejsza ryzyko narażenia i wypadków oraz zmniejsza wpływ odpadów laboratoryjnych na środowisko.

Ogólnie rzecz biorąc, analizy TOC oferują szereg zalet w porównaniu z analizami ChZT, co wyjaśnia ich rosnące wykorzystanie jako preferowanego parametru wiodącego w analizie wody.

Zalety i wady obu parametrów

W niektórych załącznikach do niemieckiego rozporządzenia w sprawie ścieków (AbwV) TOC można już znaleźć jako istotny parametr ścieków. Obejmują one na przykład

  • Załącznik 13: Produkcja płyt wiórowych, płyt pilśniowych lub mat z włókien drzewnych
  • Dodatek 19: Produkcja masy celulozowej
  • Dodatek 22: Przemysł chemiczny
  • Dodatek 28: Produkcja papieru, kartonu lub tektury
  • Załącznik 33: Oczyszczanie gazów odlotowych ze spalania odpadów
  • Załącznik 38: Produkcja wyrobów włókienniczych, wykańczanie wyrobów włókienniczych
  • Dodatek 39: Produkcja metali nieżelaznych
  • Dodatek 45: Rafinacja ropy naftowej
  • Załącznik 47: Oczyszczanie gazów spalinowych z obiektów energetycznego spalania

Wnioski

Można założyć, że w nadchodzących latach całkowity węgiel organiczny (TOC) będzie w coraz większym stopniu zastępował chemiczne zapotrzebowanie na tlen (ChZT) jako kluczowy parametr.