BOD og COD Flutningur vetnisperoxíð

Vetnisperoxíð (H2O2) hefur verið notað til að draga úr BOD og COD iðnaðar afrennsli í mörg ár. Þó að kostnaðurinn við að fjarlægja BOD og COD með efnafræðilegri oxun með vetnisperoxíði sé venjulega hærri en með eðlisfræðilegum eða líffræðilegum aðferðum, eru engu að síður sérstakar aðstæður sem réttlæta notkun vetnisperoxíðs. Má þar nefna: Breyting á frárennsli sem innihalda miðlungs til hátt magn efnasambanda sem eru eitruð, hindrandi eða endurtekin líffræðilega meðferð (td skordýraeitur, mýkiefni, kvoða, kælivökva og litarefni);

• Forhitun fráveituvatns með miklum styrk / lágu rennsli - þar sem lífmeðferð getur ekki verið raunhæf - áður en hún er lögð niður í opinbera eigna meðferð (POTW);

• Auka aðskilnað lífrænna líffæra með flot- og uppgjörsferlum; og

• Framboð á uppleystu súrefni viðbótar (DO) þegar líffræðileg meðferðarkerfi upplifa tímabundið ofhleðslu eða bilun í búnaði.

Eins og fram kemur í þessum dæmum er hægt að nota H2O2 sem sjálfstæða meðferð eða til að auka núverandi líkamlega eða líffræðilega meðferðarferli, allt eftir aðstæðum.

Rætt um H2O2 forrit og verkunarhætti

Bein kemísk oxun með vetnisperoxíði

Hægt er að nota vetnisperoxíð eitt og sér eða með hvata - svo sem járni (Fe2 + eða Fe3 +), UV-ljós, óson (O3) og basa - til að oxa BOD / COD-framlag efnasambanda í afrennsli. Hvers konar oxun þarf er háð tegund BOD / COD sem er til staðar. Þetta samband er til staðar á myndinni hér að neðan.

Athugasemd: Hvort oxunarkerfi brýtur niður tiltekið mengunarefni (þ.e. hefur áhrif á COD þess) fer eftir oxunarkerfinu og mengunarefninu. Oxunarefni af gerð A hvarfast aðeins við mengunarefni af gerð A; Oxunarefni af gerð C, sem eru hvarfgjarnari, bregðast við flestu hvaða mengandi efni sem er. Hins vegar bregðast oxunarefni af gerð C yfirleitt ákjósanleg við mengunarefni af gerð A.Ef stórt brot af BOD og COD er ​​stuðlað með ólífrænum, brennisteinssamböndum eins og súlfíðum, súlfíðum eða tíósúlfati, þá er vetnisperoxíð eitt og sér virkt. Það fer eftir sýrustigi skólps, oxun þessara efnasambanda með H2O2 gefur súlfat eða kolloidal brennistein, hvorugt sem stuðlar að BOD og COD. Ef aðalframlögin til BOD og COD eru uppleyst lífræn efni er þörf á viðbragðsríkara oxunarkerfi. Hófleg virkjun vetnisperoxíðs er hægt að ná með: 1) basa (mynda perhýdroxýl jón, OOH- - virka efnið í peroxíðbleikkerfi); 2) ákveðnir umbreytingarmálmar (td tungstat, vanadat, mólýbdat) sem mynda viðbrögð peroxometal fléttur á staðnum; og 3) ákveðnar steinefnasýrur (td brennisteinssýrur) sem mynda viðbrögð peroxysýruafleiður eins og peroxymon-brennisteinssýra (Caro's Acid) ex-situ. Til að fá meira ósjálfstætt lífræn efni eins og klóruð leysiefni, er mjög hvarfgjarna sindurefnakerfi (kallað Advanced Oxidation Processes). Almenn viðbrögð sem nota Fentons hvarfefni til að draga úr BOD og COD er ​​hægt að tjá á eftirfarandi hátt:

Umfang oxunar (og þar af leiðandi beinnar lækkunar BOD / COD) fer venjulega eftir magni vetnisperoxíðs sem notað er. Fræðileg krafa um vetnisperoxíð er um það bil 2,1 pund (sem 100%) á hverja lb-BOD og oxuð COD. Í mörgum tilvikum er þó ekki þörf á fullkominni meltingu lífrænu efnasamböndanna til koltvísýrings og vatns. Að hluta oxun að milliefnasamböndum lágmarkar efnaneyslu og hefur oft í för með sér verulega lækkun á BOD og COD og eiturhrifum.

Bætt líkamleg aðskilnaður BOD og COD með vetnisperoxíði

Aukin líkamleg aðskilnaður BOD og COD og vetnisperoxíðs getur orðið á tvo vegu. Í fyrra tilvikinu hefur að hluta til oxun lífrænna mengunarefna í fleiri skautað (hlaðin) efni sem eru auðveldari fyrir aðsog á storkuefni og flocculants. Eins og sýnt er í dæminu hér að neðan, þá gerir þetta kleift að fjarlægja skilvirkni BOD og COD með minna en stúkómetrískum vetnisperoxíðskömmtum. Í öðru tilvikinu er bættur líkamlegur aðskilnaður (flot) fitu, olíu og fitu (FOG) með H2O2. Þetta gerist með náttúrulegu niðurbroti vetnisperoxíðs í súrefni og vatni, þ.e. vetnisperoxíð mun endurmetta skólp með súrefni, sem hefur í för með sér myndun jafnt dreifðra örkubba sem hreinsa FOG-innihaldsefni þegar þeir rísa upp á yfirborð vatnsins. Í sumum tilfellum getur þetta aukið fjarlægingu BOD með uppleystu loftflæðisfrumum frá td 50% til 90-95%. Dæmigerðir skammtar eru 25-100 mg / L H2O2, en kostnaðurinn sem oft er hægt að vega upp á móti sparnaði við notkun storkulyfja - er almennt enn þörf á pólýelektrólít fjölliðu.

Vetnisperoxíð (H2O2) sem viðbótar súrefnisgjafi

Afköst skilvirkni BOD við loftháð líffræðileg meðferðarferli eru háð ýmsum þáttum, þar með talið (en ekki takmarkað við): áhrif á BOD hleðslu, F: M hlutfall, hitastig, næringargildi og styrkur uppleysts súrefnis (DO). Margar líffræðilegrar meðhöndlunarstöðvar nota vetnisperoxíð til að bæta við DO gildi þegar takmörkuð súrefni er í loftræsibásum eða lónum sem leiða til lélegrar fjarlægingar á BOD Þessar aðstæður geta komið fram af óvæntum tindum í áhrifamikilli BOD hleðslu; árstíðabundin afbrigði í hleðslu á BOD (td vinnslu ávaxta og grænmetis); og heitt veður - sem dregur úr skilvirkni súrefnisflutninga með vélrænni loftræstibúnaði (þ.e., O2 leysni minnkar þegar hitastig eykst). Þessum skilyrðum fylgja eða má ekki fylgja þráður í þráði (sjá umsóknir um skólphreinsun sveitarfélaga: Þráðaeftirlit með þráum). Þegar vetnisperoxíð er notað til að bæta við DO er það mælt beint í loftunarbotn líffræðilegs meðferðarkerfis til að veita strax uppsprettu GERA. Umbreyting vetnisperoxíðs í DO í virkjuðu seyru blandaðri áfengi heldur áfram samkvæmt eftirfarandi viðbrögðum:

Fræðileg krafa um vetnisperoxíð: 0,48 pund H2O2 (100%) á mg / L DOCatalasa ensím er náttúrulegur niðurbrotshvati fyrir vetnisperoxíð og er að finna í öllum virkjuðu seyru blandaðri vökva, framleiddur af flestum þolfimi lífverum. Vegna þess að þessi ensím niðurbrot vetnisperoxíðs er mjög hröð, er súrefnið sem er gefið af vetnisperoxíði strax fáanlegt til upptöku af þolfimi lífverum. Ofangreind viðbrögð sýna að tveir hlutar vetnisperoxíðs munu skila einum hluta af DO. Þess vegna er magn af vetnisperoxíði sem þarf til að súrefni súrefni er furðu lítið. Til dæmis er fræðilegt magn vetnisperoxíðs sem þarf til að auka DO um 1 mg / L í meðferðarstöð sem er að meðaltali 5 MGD rennsli um 17 gpd-50%. Í raun og veru getur krafan verið hærri vegna óhagkvæmni í súrefnisupptöku og aukaverkunum við oxandi efnasambönd.

Athugasemd: Þegar BOD eða COD er ​​mæld með frárennsli meðhöndluðu vetnisperoxíði er mikilvægt að ákvarða styrk vetnisperoxíðs ef um er að ræða áður en greining er gerð. Þetta er vegna þess að H2O2 mun trufla báðar þessar greiningaraðferðir. Í venjulegu BOD-prófinu losar vetnisperoxíð í sýninu súrefni yfir prófunartímabilið, sem leiðir til "rangs lágs" BOD-gildi (1 mg / L H2O2 = 0,5 mg / L DO). Í venjulegu COD prófinu hvarfast vetnisperoxíð við kalíumdíkrómat hvarfefni, sem leiðir til "rangs hátt" COD gildi. Upplýsingar um aðferðir til að fjarlægja leifar vetnisperoxíðs fyrir BOD og COD greiningu eða til að gera stærðfræðilega grein fyrir leifar H2O2, sjá Truflun á greiningaraðferðum.

Tilvísanir

• Cole, CA, o.fl., J. Water Pollut. Andstæða. Fed. 46: 2579-2592 (1974).

• Cole, CA, o.fl., J. Water Pollut. Andstæða. Fed. 45: 829-836 (1973).

• Houtmeyers, J. et.al. „Vetnisperoxíð sem viðbótar súrefnisgjafi til virkjaðs seyru: örverufræðilegar rannsóknir“, evrópsk. J. Appl. Örveri. 4: 295-305 (1977).

• Steiner, Norbert, o.fl. „Reynsla af plöntum með notkun vetnisperoxíðs til aukinnar fitudreifingar og BOD flutningur“, Environ. Framfarir 11 (4): 261-264 (nóvember 1992).

• Perley, William J., o.fl. „Notkun vetnisperoxíðs til að stjórna ókosti í meðhöndlun á sameinuðu sykurhreinsun og hreinlætisvatni“, kynnt á Calif. Andstæða. Fed., 64. ársm., Sacramento, Kaliforníu (9. apríl 1992).