مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش‌های مربوط به زنجیره کربن (COD / BOD₅) قبل و بعد از تصفیه آب و فاضلاب

۱. COD (Chemical Oxygen Demand)

روش‌ها و مراحل کلی:

• نمونه‌برداری:

  • برداشت نمونه خام (influent) و نمونه پس از واحد تصفیه (effluent) در بطری‌های مقاوم به اسید (شیشه‌ای یا HDPE)

  • اسیدی‌سازی ملایم (< pH 2 با H₂SO₄) برای جلوگیری از رشد میکروبی و اکسایش غیراخته‌ای

  • نگهداری در 4 °C و آنالیز در ≤ 48 h

• هضم و اکسیداسیون:

  • Closed Reflux Method

    1. افزودن حجم معین (2–10 mL) از محلول K₂Cr₂O₇ و H₂SO₄ غلیظ + Ag₂SO₄ (کاتالیزور) به نمونه

    2. هضم در بلوک هضم در 150 °C به مدت 2 h

    3. خنک‌سازی و در موارد «رنگ‌سنجی» رقیق‌سازی و خوانش Absorbance در λ≈600 nm

• آشکارسازی:

  • Colorimetric در اسپکتروفوتومتر

  • Titrimetric (پس از هضم) با Fe²⁺ و نشانه‌گر نشاسته–برمیل

دستگاه‌ها و تجهیزات:

• بلوک هضم (digester) با کنترل دقیق دما (150 °C)

• اسپکتروفوتومتر یا فتومتر COD

• تیتراتور الکترونیک (برای روش تیترومتریک)

• ظروف مقاوم به حرارت و اسید

استانداردها و روش‌های مرجع:

• Standard Methods 5220 C (Closed Reflux, Colorimetric)

• Standard Methods 5220 B (Closed Reflux, Titrimetric)

• ISO 6060: Water quality — Determination of COD

• EPA Method 410.4

نکات اجرایی و مراقبتی:

• دمای هضم و زمان دقیق (150 °C × 2 h) برای اکسایش کامل

• افزودن Ag₂SO₄ جهت غلبه بر اکسایش ترکیبات کلردار

• اطمینان از رقیق‌سازی مناسب تا Abs بین 0.2–1.0

• اجرای blank، spike recovery و duplicate برای QC

• نمونه‌های فاضلاب مات را پیش‌صاف کنید (0.45 µm) تا رسوب روی مانع نشود

۲. BOD₅ (Biochemical Oxygen Demand in 5 days)

روش‌ها و مراحل کلی:

• نمونه‌برداری:

  • برداشت نمونه خام و تصفیه‌شده در بطری‌های BOD (300 mL)

  • نگهداری در 4 °C و آنالیز در ≤ 6 h برای جلوگیری از مصرف اکسیژن خودبه‌خودی

• تثبیت محیط:

  • افزودن محلول بافر فسفات (pH≈7.2) و املاح Mg, Ca, Fe

  • در صورت BOD₅ بالا، رقیق‌سازی با آب اکسیژن‌دار (DO≥7 mg/L)

• اندازه‌گیری DO:

  • ثبت DO₀ با روش وینکلر یا حسگر الکتروشیمیایی

  • انکوبه بطری‌ها در تاریکی و 20 ± 1 °C به مدت 5 روز

  • ثبت DO₅ پایان دوره

• محاسبه BOD₅:

  BOD5=(DO0−DO5)×VکلVنمونه×f \{BOD}_5 = \frac{(DO_0 - DO_5) \times V_{\{کل}}}{V_{\{نمونه}} \times f}

  که ff ضریب رقت است

دستگاه‌ها و تجهیزات:

• بطری‌های BOD شیشه‌ای یا پلی‌اتیلن مخصوص

• DO متر پرتابل یا وینکلر kit

• انکوباتور تاریک با دمای ثابت 20 °C

• پی‌اچ‌متر برای بررسی pH پیش و پس

استانداردها و روش‌های مرجع:

• Standard Methods 5210 B: BOD₅ (Dilution and Seeding methods)

• ISO 5815‑1/2: Determination of BOD

• EPA Method 405.1

• ASTM D 2572: BOD test methods

نکات اجرایی و مراقبتی:

• حفظ دمای دقیق 20 ± 1 °C و تاریکی کامل (جلوگیری از فتوسنتز)

• تضمین DO₅ ≥ 1 mg/L یا رقیق‌سازی بیشتر نمونه

• کالیبراسیون روزانه DO متر و پی‌اچ‌متر

• جلوگیری از نشت بطری و مصرف اکسیژن توسط ارگانیسم‌های داخل بطری مگر نمونه

• اجرای blank (فرمالین‌شده) و duplicate برای QC

۳. کاربرد قبل و بعد از تصفیه

• مشخص کردن Removal Efficiency

  • \{Removal %} = \frac{\{Influent} - \{Effluent}}{\{Influent}} \times 100

• پایش عملکرد واحدهای بیولوژیک و شیمیایی

  • کاهش COD نشان‌دهنده تخریب آلی شیمیایی و بیولوژیک

  • کاهش BOD₅ نمایانگر فعالیت بیولوژیک موفق

• تعیین نسبت BOD₅/COD

  • شاخص قابلیت بیولوژیکی (Biodegradability Index)

  • مقدار مطلوب قبل از تصفیه > 0.3 و پس از تصفیه < 0.1

جمع‌بندی:
COD و BOD₅ دو شاخص اصلی زنجیره کربن هستند که باید قبل و بعد از تصفیه اندازه‌گیری شوند تا کارایی فرآیندها و قابلیت بیولوژیکی ترکیبات آلی ارزیابی گردد. رعایت دقیق نمونه‌برداری، شرایط هضم و انکوباسیون، کالیبراسیون دستگاه‌ها و کنترل کیفیت برای نتایج معتبر ضروری است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب