Dalam industri rawatan air, COD adalah penunjuk teras yang tidak boleh diabaikan. Sama ada kumbahan domestik atau air sisa industri, hampir semua piawaian pelepasan termasuk had COD. Jadi, apakah sebenarnya yang diwakili oleh COD? Dari mana datangnya COD dalam air buangan? Dan apakah langkah rawatan yang diperlukan untuk membawanya ke tahap standard? Artikel ini menjelaskan soalan-soalan ini sekaligus.
Apa itu COD?
COD ialah singkatan kepada Chemical Oxygen Demand. Ringkasnya, ia mengukur jumlah oksigen yang digunakan oleh semua bahan dalam air yang boleh dioksidakan oleh oksida kimia (terutamanya bahan organik, tetapi juga termasuk sejumlah kecil bahan bukan organik yang mengurangkan).
Dengan kata lain, semakin tinggi nilai COD, semakin banyak "benda kotor" boleh teroksida di dalam air, dan semakin tercemar air tersebut. Semakin rendah COD, semakin bersih kualiti air.
Dalam piawaian pelepasan sebenar, had COD berbeza-beza bergantung pada destinasi pelepasan dan keperluan tempatan. Sebagai contoh, piawaian efluen biasa untuk loji rawatan air sisa domestik memerlukan COD Kurang daripada atau sama dengan 50 mg/L atau Kurang daripada atau sama dengan 100 mg/L. Air sisa industri yang dibuang ke rangkaian paip perbandaran atau badan air semula jadi juga mempunyai had COD yang jelas.
Dari mana datangnya COD?
Sebarang bahan organik atau bahan penurun dalam air yang boleh teroksida akan membentuk COD. Terdapat tiga sumber utama:
Domestik: Sisa makanan, kotoran minyak, najis, detergen, air sisa mandian.
Perindustrian: Kanji dan gula daripada kilang makanan, darah dari rumah penyembelihan, pewarna daripada percetakan dan pencelupan, pelarut kimia, pulpa kayu daripada pembuatan kertas, baja ternakan.
Lain-lain: Sampah daun tumbuhan, sisa mikrob, sulfida, nitrit.
Cuma ingat: Apa-apa sahaja yang boleh "teroksida dan dibakar" dikira sebagai COD.
Bagaimanakah COD boleh memenuhi piawaian pelepasan?
Mengurangkan COD di loji rawatan air kumbahan biasanya bukan proses satu-langkah, sebaliknya pengurangan beransur-ansur melalui proses-berbilang peringkat. Berikut menerangkan proses rawatan standard dalam lima peringkat.
Langkah 1: Prarawatan – Penyingkiran Zarah Besar dan Beberapa Bahan Organik Terampai
Unit prarawatan terutamanya termasuk: skrin, ruang grit, perangkap gris dan tangki penyamaan.
Skrin memintas serpihan besar seperti dahan pokok, beg plastik dan kain buruk.
Ruang grit membolehkan pasir dan batu kecil mendap.
Perangkap gris mengeluarkan minyak dan gris terapung.
Tangki penyamaan mengimbangi kualiti dan kuantiti air untuk mengelakkan kesan ke atas proses seterusnya.
Langkah ini mengeluarkan beberapa bahan organik terampai dan terapung, mengakibatkan penurunan awal dalam COD, tetapi pengurangan adalah terhad.
Langkah 2: Pembekuan Fisikokimia dan Pemendapan – Penyingkiran COD Terampai dan Koloid
Selepas prarawatan, sejumlah besar zarah terampai halus dan bahan organik koloid masih kekal di dalam air. Ini tidak boleh mendap dengan cepat melalui graviti dan memerlukan penambahan agen kimia untuk pembekuan dan pemendapan.
Ejen yang biasa digunakan: Polialuminum klorida (PAC) dan poliakrilamida (PAM).
Prinsip Kerja: Reagen menjejaskan kestabilan zarah dan koloid kecil, menyebabkan ia terkumpul menjadi flok yang lebih besar, yang kemudiannya diasingkan dalam tangki pemendapan. Langkah ini menghilangkan COD terampai dan koloid dengan ketara, menjadikan air lebih jernih.
Langkah 3: Rawatan Biologi – Langkah Teras dalam Mengeluarkan COD Terlarut
Rawatan biologi adalah langkah paling penting dan menjimatkan dalam kebanyakan loji rawatan air sisa untuk mengurangkan COD. Ia menggunakan aktiviti metabolik mikroorganisma untuk menguraikan bahan organik terlarut dalam air kepada karbon dioksida dan air.
Proses biasa termasuk: proses A/O, proses A²/O, parit pengoksidaan, SBR (Sequencing Batch Reactor), MBR (Membrane Bioreactor), dsb.
Secara amnya, ia dibahagikan kepada dua persekitaran:
Peringkat Anaerobik: Dalam keadaan bebas-oksigen, bakteria anaerobik mengurai molekul organik yang besar kepada asid organik dan metana yang lebih kecil, meningkatkan kecekapan rawatan aerobik berikutnya. Sesuai untuk-air sisa organik berkepekatan tinggi.
Peringkat Aerobik: Pengudaraan membekalkan oksigen, membolehkan mikroorganisma aerobik membiak dengan cepat dan cepat memakan bahan organik dalam air, mengoksida dan menguraikannya sepenuhnya.
Peringkat ini boleh mengeluarkan 70% hingga 90% atau lebih COD, yang penting untuk mencapai rawatan yang mematuhi.
Langkah 4: Rawatan Lanjutan – Mengurangkan Sisa COD Selepas Rawatan Biologi
Selepas rawatan biologi, bahan organik yang paling mudah terurai telah dialihkan, tetapi sejumlah kecil bahan organik yang keras mungkin masih kekal di dalam air, atau COD mungkin masih tidak memenuhi piawaian pelepasan. Rawatan lanjutan kemudiannya diperlukan.
Kaedah biasa termasuk:
Tangki pemendapan sekunder: Mengasingkan enap cemar teraktif daripada air dalam sistem rawatan biologi, menjelaskan efluen. Ini adalah sebahagian daripada proses konvensional, tetapi penggunaannya sahaja tidak dapat mengurangkan lagi COD terlarut.
Pengoksidaan Fenton: Menambah hidrogen peroksida dan garam ferus menjana radikal hidroksil yang sangat mengoksida, yang boleh memusnahkan bahan organik yang keras dengan struktur molekul yang stabil. Sangat sesuai untuk air sisa industri daripada industri kimia dan farmaseutikal.
Penjerapan karbon teraktif: Menggunakan struktur berliang karbon teraktif untuk menjerap sisa bahan organik dan warna, seterusnya mengurangkan COD.
Penapisan membran MBR: Modul membran secara langsung memerangkap koloid dan mikroorganisma, menghasilkan pepejal terampai dan COD yang sangat rendah dalam efluen.
Tujuan langkah ini adalah untuk mengurangkan lagi COD yang tidak dapat dikendalikan oleh rawatan biologi, memastikan efluen akhir memenuhi piawaian.
Langkah 5: Pembasmian Kuman dan Pelepasan
Akhir sekali, air sisa menjalani pembasmian kuman (cth, cahaya ultraungu, natrium hipoklorit, atau ozon) untuk membunuh mikroorganisma patogen. Pada masa yang sama, penunjuk seperti COD, nitrogen ammonia dan jumlah fosforus memenuhi piawaian pelepasan, membolehkan ia dilepaskan ke dalam badan air semula jadi atau digunakan semula (cth, untuk landskap, siram, dsb.).
Kualiti air yang berbeza mempunyai kepekatan COD dan keperluan rawatan yang berbeza, dan kombinasi proses tertentu perlu direka bentuk berdasarkan keadaan sebenar. Walau bagaimanapun, pemahaman laluan asas ini jelas menunjukkan bahawa COD dalam air sisa tidak hilang daripada udara nipis, tetapi dikurangkan langkah demi langkah melalui pemintasan fizikal, pemendakan kimia, degradasi mikrob, pengoksidaan lanjutan, dan penapisan penjerapan.
Jika syarikat atau projek anda menghadapi COD melebihi piawaian, menyemak kekurangan terhadap langkah-langkah di atas selalunya akan memberikan arahan untuk menyelesaikan masalah tersebut.