ما هو COD؟

يعتبر COD، أو الطلب الكيميائي على الأكسجين الكيميائي، مؤشراً مهماً لقياس درجة تلوث المواد المختزلة في المياه. عادة ما تعني مياه الصرف الصحي عالية COD، أو مياه الصرف الصحي ذات الطلب العالي على الأكسجين الكيميائي، أن مياه الصرف الصحي تحتوي على كمية كبيرة من المواد العضوية. وكلما زاد محتواها، يزداد نقص الأكسجين في المسطح المائي، مما يتسبب في موت الحيوانات والنباتات بسبب نقص الأكسجين، والذي بدوره يسرع من تدهور جودة المياه.

مصادر COD

1) الصناعة الكيميائية: تنتج الصناعة البتروكيماوية والصناعات الكيميائية الدقيقة وما إلى ذلك كمية كبيرة من مياه الصرف الصحي عالية الكربون أثناء عملية الإنتاج. على سبيل المثال، تحتوي مياه الصرف الصحي التي يتم تصريفها أثناء إنتاج الراتنجات الاصطناعية والأصباغ والمبيدات الحشرية وما إلى ذلك على كمية كبيرة من المركبات العضوية التي يصعب تحللها.

2) صناعة الأدوية: تحتوي مياه الصرف الصحي المتولدة أثناء تخليق الأدوية والتخمير والعمليات الأخرى على مواد خام غير متفاعلة، ومواد وسيطة ومنتجات ومذيبات وما إلى ذلك، وغالبًا ما تكون قيمة COD عالية.

3) صناعة الطباعة والصباغة: تحتوي المياه العادمة الناتجة عن عمليات الصباغة والطباعة على مواد عضوية مثل الأصباغ والمواد المساعدة، مما يؤدي إلى زيادة نسبة ثاني أكسيد الكربون.

4) صناعة الورق: تحتوي مياه الصرف الصحي المتولدة أثناء عمليات اللب والتبييض على مواد عضوية مثل اللجنين والسليولوز، وتحتوي على نسبة عالية من ثاني أكسيد الكربون.

5) مياه الصرف الصحي المنزلية: في بعض المناطق التي لا توجد بها مرافق معالجة كاملة لمياه الصرف الصحي، يؤدي التصريف المباشر لمياه الصرف الصحي المنزلية إلى زيادة نسبة ثاني أكسيد الكربون في المسطحات المائية. تأتي المواد العضوية في مياه الصرف الصحي المنزلية بشكل رئيسي من بقايا الطعام والمنظفات والبراز وما إلى ذلك.

ضرر مياه الصرف الصحي عالية COD

1) الإخلال بالتوازن البيئي: عندما تدخل تركيزات عالية من المواد العضوية إلى المسطح المائي فإنها تستهلك كمية كبيرة من الأكسجين المذاب في الماء، مما يتسبب في موت الكائنات المائية بسبب نقص الأكسجين، وتدمير التوازن البيئي للمسطح المائي، والتسبب في أضرار جسيمة في بنية ووظيفة النظام البيئي المائي.

2) التأثير على سلامة مياه الشرب: إذا تم تصريف مياه الصرف الصحي ذات نسبة عالية من ثاني أكسيد الكربون في المسطحات المائية الطبيعية دون معالجة فعالة، فإن الملوثات ستنتشر مع دورة المياه وتلوث مصادر مياه الشرب وتهدد صحة الإنسان. قد تحتوي هذه المواد العضوية على مواد ضارة تسبب السرطان والمواد المسخية والطفرات. سيزيد شرب المياه الملوثة على المدى الطويل من خطر الإصابة بأمراض مختلفة.

3) تلوث التربة والمياه الجوفية: تدخل المواد الضارة الموجودة في مياه الصرف الصحي إلى التربة ومستودعات المياه الجوفية من خلال التسرب، مما يتسبب في انضغاط التربة وانخفاض خصوبتها، مما يؤثر على نمو المحاصيل. كما أنها تلوث المياه الجوفية وتجعل من المستحيل استخدام موارد المياه الجوفية بشكل طبيعي.

ما هي طرق إزالة COD؟

من من منظور المورفولوجيا، يمكن تقسيم COD إلى حالات قابلة للذوبان وغروية ومعلقة، لذلك يمكن أيضًا تقسيم خيارات المعالجة إلى ثلاثة أنواع:

1. الإزالة المادية
   تشمل الطرق بشكل أساسي الترشيح، وفصل الزيت، والتخثر والترسيب، والترشيح بالامتزاز بالكربون المنشط، والترشيح بالامتزاز بالكربون المنشط والتعويم، إلخ. ويمكن لهذه الطرق إزالة ثاني أكسيد الكربون في أشكال مختلفة بفعالية.

على سبيل المثال، يمكن استخدام الترشيح الخشن لإزالة ثاني أكسيد الكربون العالق، في حين أن الترشيح المتوسط والترشيح الدقيق يمكن أن يزيل بفعالية ثاني أكسيد الكربون الغروي والمواد القابلة للذوبان.

يمكن لتقنية فصل الزيت إزالة الزيت العائم في الماء. على الرغم من صعوبة تحقيق معايير المعالجة الكاملة، إلا أنها يمكن أن تقلل بشكل فعال من معظم COD.

• طرق الإزالة البيولوجية

تستخدم الإزالة البيولوجية عملية التمثيل الغذائي للكائنات الحية الدقيقة لتحويل المواد العضوية في مياه الصرف الصحي إلى مواد غير ضارة مثل ثاني أكسيد الكربون والماء. تشمل طرق المعالجة البيولوجية الشائعة طريقة الحمأة المنشطة، وطريقة الأغشية الحيوية، والطريقة البيولوجية اللاهوائية، وما إلى ذلك. هذه الطرق لها تأثيرات كبيرة في معالجة مياه الصرف الصحي العضوية منخفضة ومتوسطة التركيز، ولكنها غير مناسبة لمياه الصرف الصحي العضوية عالية التركيز أو معالجة مياه الصرف الصحي في صناعات محددة.

• الطريقة الكيميائية

الطريقة الكيميائية هي طريقة لإضافة عوامل تحلل COD مباشرة إلى مياه الصرف الصحي لإزالة المواد الذائبة أو المواد الغروية في مياه الصرف الصحي من خلال التفاعلات الكيميائية. هذه الطريقة عالية الكفاءة والسرعة، ويمكن أن تقلل بشكل كبير من تركيز الملوثات مثل COD في مياه الصرف الصحي. يمكن أيضًا استخدام المؤكسدات القوية مثل كاشف فينتون والأوزون لتدمير التركيب الجزيئي للمواد العضوية، وهي مناسبة لمياه الصرف الصحي عالية التركيز في الصناعات الكيميائية والصيدلانية.

من حيث تركيز ثاني أكسيد الكربون COD، يمكن تقسيمه إلى ثاني أكسيد الكربون عالي التركيز، وثاني أكسيد الكربون متوسط التركيز، وثالث أكسيد الكربون منخفض التركيز. ويمكن أيضًا تقسيم مخططات المعالجة إلى ثلاثة أنواع:

1. مياه الصرف الصحي عالية التركيز COD بالطرق البيولوجية. يمكن استخدام طرق الامتزاز أو الحرق لمعالجة مياه الصرف الصحي هذه. امتزاز مسحوق الفحم هو تقنية معالجة فعالة. يستخدم مسحوق الفحم الممتز للاحتراق دون تلوث ثانوي، وهو أكثر اقتصادا من امتزاز الكربون المنشط. من خلال المعالجة الأولية للتخثر والامتزاز، جنبًا إلى جنب مع الأكسدة التحفيزية والتخثر الحمضي، والتخثر والامتزاز بمسحوق الفحم اللاحق، يمكن إزالة اللون وال COD في مياه الصرف الصحي بكفاءة، حيث يصل معدل الإزالة إلى 100% وأكثر من 90% على التوالي، ويكون تأثير المعالجة جيدًا جدًا.
2. مياه الصرف الصحي ذات التركيز المتوسط COD: تعتبر مياه الصرف الصحي ذات التركيز المتوسط من COD مناسبة للمعالجة البيولوجية، ومن بينها عملية A/O وعملية SBR من طرق المعالجة الشائعة. تزيل عملية A/O، والمعروفة أيضًا باسم العملية الهوائية اللاهوائية اللاهوائية، COD العضوية في الماء بشكل فعال من خلال التأثير التآزري للمراحل اللاهوائية والهوائية. هذه العملية بسيطة، ولا تتطلب مصدر كربون إضافي، وتستخدم مياه الصرف الصحي الخام كمصدر للكربون، وتكاليف تشغيلها منخفضة نسبيًا، وتؤدي أداءً جيدًا في تقليل ثاني أكسيد الكربون COD.
3. مياه الصرف الصحي منخفضة التركيز COD: تم تقليل تركيز مياه الصرف الصحي منخفضة التركيز COD المعالجة بواسطة النظام الكيميائي الحيوي بشكل كبير وتفي بمعايير التصريف المؤهلة. إذا كانت هناك حاجة إلى مزيد من المعالجة المكثفة، يمكننا استخدام طريقة الأكسدة الكيميائية للمعالجة.