مفهوم COD و اهمیت حذف آن
COD یا «نیاز شیمیایی به اکسیژن» شاخصی است که میزان اکسیژن لازم برای اکسید شدن ترکیبات آلی و معدنی قابل اکسید در آب را نشان میدهد. بالا بودن COD در فاضلاب به معنی وجود مقادیر زیاد مواد آلی، روغنها، ترکیبات نفتی یا مواد شیمیایی پایدار است. تخلیه پسابهایی با COD بالا به محیطزیست باعث کاهش اکسیژن محلول در آبهای سطحی شده و حیات آبزیان را تهدید میکند. همچنین استفاده از آب حاوی COD بالا در فرآیندهای صنعتی میتواند موجب گرفتگی تجهیزات، کاهش راندمان حرارتی و ایجاد خوردگی در سیستمهای صنعتی شود. از این رو، حذف COD از فاضلابهای صنعتی یکی از مهمترین مراحل تصفیه برای دستیابی به استانداردهای تخلیه و بازچرخانی آب است.
دلایل ایجاد COD و انواع آن:
منشأ اصلی COD در فاضلابهای صنعتی، وجود مواد آلی محلول و نامحلول است. این ترکیبات شامل مواد آلی طبیعی، ترکیبات نفتی، رنگها، حلالها و چربیهای امولسیونی هستند. به طور کلی، COD نامحلول به ذرات معلق آلی اشاره دارد که در آب حل نمیشوند و معمولاً با روشهای فیزیکی قابل حذفاند، در حالی که COD محلول شامل ترکیبات آلی حلشده و مقاوم است که برای تجزیه آنها به روشهای بیولوژیکی یا شیمیایی نیاز است. شناخت نسبت COD محلول و نامحلول در پساب، گام مهمی در طراحی فرآیند تصفیه محسوب میشود.
روشهای حذف COD نامحلول
برای حذف بخش نامحلول COD، روشهای فیزیکی و فیزیکوشیمیایی مؤثرند. تهنشینی، شناورسازی با هوای محلول (DAF) و فیلتراسیون از روشهای متداول برای جداسازی ذرات معلق و روغنهای امولسیونی هستند. در بسیاری از موارد، افزودن مواد منعقدکننده مانند آلوم، پلیآلومینیوم کلراید (PAC) یا پلیمرها باعث تجمع ذرات و افزایش راندمان تهنشینی میشود. این مراحل معمولاً بهعنوان پیشتصفیه انجام میشوند و میتوانند بار آلودگی آلی را تا حدود زیادی کاهش دهند.
روشهای حذف COD محلول
COD محلول به دلیل وجود ترکیبات آلی پایدارتر، با روشهای شیمیایی و بیولوژیکی کاهش مییابد. در فرآیندهای شیمیایی، اکسیداسیون پیشرفته با ازن (O₃)، پراکسید هیدروژن (H₂O₂)، یا ترکیب UV/H₂O₂ موجب تجزیه ترکیبات آلی مقاوم به مواد سادهتر میشود. روشهای بیولوژیکی مانند لجن فعال، بیوفیلم ثابت و راکتور بیهوازی UASB نیز در حذف COD محلول مؤثرند، بهویژه در پسابهایی با غلظت متوسط تا بالا. ترکیب دو یا چند روش در بسیاری از واحدهای صنعتی نتایج بهتری به همراه دارد.
فناوریهای تکمیلی
در مراحل تکمیلی تصفیه، برای دستیابی به کیفیت بالا و حذف COD باقیمانده، از فناوریهای پیشرفته مانند جذب با کربن فعال، تبادل یونی، غشاهای اسمز معکوس (RO) و همچنین فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOPs) استفاده میشود. فرآیندهای AOP با تولید رادیکالهای بسیار واکنشپذیر مانند ·OH، قادرند ترکیبات آلی مقاوم را به CO₂ و H₂O تبدیل کنند. از جمله روشهای رایج AOP میتوان به ازنزنی پیشرفته، UV/H₂O₂، Fenton و فوتوفنتون اشاره کرد. این فرآیندها معمولاً در مرحله نهایی تصفیه بهصورت ترکیبی با سایر روشها به کار میروند تا COD باقیمانده تا حد استانداردهای زیستمحیطی کاهش یابد. در نتیجه، کنترل COD نه تنها موجب حفاظت از محیط زیست میشود، بلکه به افزایش بازدهی سیستمهای صنعتی و صرفهجویی در مصرف آب نیز کمک میکند
