BOD چیست؟
سنجش بار آلی آب و پساب توسط شاخصهای مختلفی اندازه گیری و گزارش می شود که از مرسوم ترین آنها می توان به اکسیــــژن مورد نیاز جهت اکسایش زیستی(BOD)، اکسیژن مورد نیاز جهت اکسایش شیمیایی (COD) و مقدار کل کربن آلی (TOC) اشاره کرد. در ایــــن مقاله به شاخص BOD، اهمیت اندازه گیری، روشهای اندازه گیری، دقت و مزاحمت های اندازه گیری و نهایتاً رابطه با شاخص COD در چند نمونه پساب رایج اشاره شده است.
اندازه گیری شاخص BOD:
(Biological Oxygen Demand) BOD روش اندازه گیری مقدار اکسیژن محلول مصرفی توسط میکرو ارگانیسمهای هوازی در آب جهت تجزیه مواد آلی موجود در دما و زمان مشخص میباشد. اندازه گیری پارمتر BOD اگر چه بهعنوان شاخص بار آلی آب مورد استفاده قرار می گیرد امــا اساساً یک تست دقیق کمّی محسوب نمیشود. روش معمول گزارش BOD بر حسب میلیگرم اکسیژن مصرفی بر لیتر نمونه ای است که به مدت 5 روز در دمای ثابت °C20 قرار گرفته است و بهصورت BOD5 گزارش می شود. BOD5 به عنوان شاخص آلودگی بار آلی آب گزارش می گردد.
اهمیت اندازه گیری BOD در آب:
مبنای اندازه گیری BOD بر پایه ی سنجش اکسیژن محلول در روخانه ها و جریان ها می باشد. سرعت مصرف اکسیژن توسط متغیرهایی همچون دما، pH، حضور برخی انواع میکروارگانیسم های خاص، نوع مواد آلی و معدنی در آب تحت تاثیر قرار می گیرد. مقادیـر بالاتر BOD به معنای سرعت بالاتر مصرف اکسیژن در آب می باشد که منجر به کاهش اکسیژن در دسترس جمعیت آبزیان می گردد. این روند منجر به ایجاد استرس، کمبود اکسیژن و حتی مرگ موجودات آبزی خواهد شد.
منابع ایجاد کننده BODشامل ورود لایه سطحی خاک، بقایای برگ و چوب، کودهای حیوانی، خروجی صنایع چوب و کاغذ، تصفیه خانه های پساب، صنایع غذایی ، دامداری، نقص در عملکرد سیستم تصفیه و سیلاب روان آبهای شهری به جریان آب می باشد.
اهمیت اندازه گیری BOD در فرایند تصفیه پساب به روش بیولوژیک:
اندازه گیری میزان BOD و محاسبه درصد حذف BOD در فرایند تصفیه پساب به روش بیـولوژیک، مرحله تصفیه هوازی جهت سنجش کارایی فرایند تصفیه مورد بررسی قـرار مـی گیرد. کارایی فرایند تصفیه بر حسب شرایط طراحـی، سـن و مقدار لجن فعــال، شرایط هوا دهی و سایر پارامترهای در نظر گرفته شده، ارزیابی می گردد.
جهت کنترل صحیح فرایند تصفیه، دقت به موارد زیر ضروری می باشد:
- تنظیم pH ورودی به تصفیه خانه در مرحله پیش تصفیه که بهترین pH، حالت خنثی و برابر 3/7 می باشد.
- وجود مواد معدنی به مقدار کافی یعنی نیتروژن و فسفر. در فاضلاب باید نسبت کربن به نیتروژن به فسفر برابر 100 به 6 به 1 باشد. به همین منظور به فاضلاب نیتروژن و فسفر می افزاییم. همچنین وجود مقادیر مناسبی از کلسیم، منیزیم و آهن نیز برای میکروارگانیسم ها ضروری است.
- عدم وجود مواد سمی که موجب مرگ میکروارگانیسم ها می باشد.
- وجود اکسیژن به مقدار کافی که توسط هوادهی این مقدار تامین می شود.
روش های اندازه گیری BOD:
روش اندازه گیری شاخص BOD به صورت اندازه گیری دو مرحلهای اکسیژن محلول می باشد. در مرحله اول اکسیژن محلول بلافاصله پس از نمونه برداری و در مرحله دوم پس از پـنج روز قرار گرفتن در انکوباتـور مورد اندازه گیـری قرار می گیرد تا به شاخصه مصرف اکسیــژن توسط میکروارگانیسم ها جهت تجزیه و اکسایش مواد آلی موجود در نمونه در مدت انکوبات دست یافت.
دقیق ترین روش اندازه گیری BOD به صورت نتایج پنج روزه آزمایشگاهی می باشد که در این حالت دقت اندازه گیری برابر ±10% می باشد.
از اولین روشهای اندازه گیری اکسیژن که روش تیتراسیون Winkler در سال 1888 می باشد، روش های متنوعی مانند روش الکتروشیمیایی Clark در سال 1959 مطرح شده است و همچنان روشهای جایگزین جهت افزایش دقت اندازه گیری در کنار سادگی عملکرد و کاهش خطای انسانی رو به توسعه است. در زیر به دو روش رایج آزمایشگاهی اندازه گیری BOD اشاره می گردد:
BOD track II
در این روش بر اساس پدیده Respirometry در یک سیستم در بسته افت فشار اندازه گیری می شود. در این سیستم در اثر مصرف اکسیژن توسط باکتریـها درون نمونه دربطری دربسته، فشار درون بطری کاهش می یابد که این پـارامتر رابطه ی خــطی مناسبی با میزان BOD دارد.
در این روش نیاز به تیتراسیون و استفاده از الکترود حذف می شود.
LBOD
در روش Luminescent Biological Oxygen Demand (LBOD) سطح سنسور از پلیمر با قابلیت لومینسانس پوشیده شده است که پس از برخورد نورآبی به سطح داخلی لایه پلیـمری، نور قرمز را نشر می کند، سرعت پاسخ این لایه با حضور مقادیر مختلف اکسیژن محلول رابطه ی خطی دارد.
این روش استاندارد که به عنوان پتنت کمپانی Hach ثبت شده است و از مزایای زیر برخوردار است:
- عدم محدویت تعداد نمونه جهت اندازهگیری در هر ست آزمایش
- سادگی نگه داری. عدم حضور غشا و الکترولیت در این روش
- عدم نیاز به کالیبراسیون مکرر به دلیل پایداری مناسب سطح سنسور
مزاحمتهای اندازه گیری BOD:
در تمامی روشهای اندازه گیری BOD حضور موارد زیر باعث اخلال در اندازه گیری می شوند که باید مورد توجه قرار گیرند:
- نمونه هایی که در آن کلرزنی صورت گرفته و کلر باقی مانده وجود دارد، اندازه گیری BOD با خطا همراه است. در این نمونه ها جهت اندازه گیری BOD نیاز به راهکار متفاوتی وجود دارد
- در صورتی که نمونه حاوی فلزات سنگین، فنولها، سیانید و مواد سمی باشد، این مواد با از بین بردن میکرو ارگانیسمها باعث اختلال در اندازه گیری BOD می گردد.
رابطه پارامترهای BODو COD در هشت نوع پساب معمول در زیر ارایه شده است:
| 1) | پساب صنایع ماشین سازی | y=0.2732x + 1.80 |
| 2) | پساب برج خنک کننده: | y=0.1285x + 0.11 |
| 3) | پساب صنایع دارویی: | y=0.3922x + 131.21 |
| 4) | پساب صنعت رنگرزی و چاپ منسوجات: | y=0.4208x - 2.49 |
| 5) | پساب صنایع فراوری غذایی: | y=..6126x +13.70 |
| 6) | پساب غذایی: | y=0.5992x + 17.51 |
| 7) | پساب بیمارستانی: | y=0.3439x - 0.41 |
| 8) | پساب خانگی: | y=0.486x + 17.02 |
گردآورنده: نسیم حجاری زمستان 1399
دیدگاه خود را بنویسید