HANNA Instruments Logo

KPK u industrijskoj proizvodnji i gospodarenju otpadnim vodama

Share on linkedin
Share on facebook
Share on twitter
Share on whatsapp
 

“W. H. Auden napisao je, “Tisuće su živjele bez ljubavi, a niti jedna bez vode.” Ipak, iako svi znamo da je voda presudna za život, svejedno ju zagađujemo. Otprilike 80 posto svjetske otpadne vode ispušta se – uglavnom netretirano – natrag u okoliš, zagađujući rijeke, jezera i oceane. “

Prema Ujedinjenim narodima, više od 80 posto svjetskih otpadnih voda vraća se u okoliš bez pročišćavanja ili ponovne upotrebe; u nekim manje razvijenim zemljama ta brojka doseže 95 posto.

EPA procjenjuje da se oko 850 milijardi litara nepročišćene otpadne i oborinske vode svake godine oslobađa kao CSO samo u Sjedinjenim Državama.

Razvoj industrije, eksponencijalni rast stanovništva također povećanje proizvodnje značajno utječe na povećanje količine otpada koji se izravno ili neizravno ispušta u prirodne vodne sustave. Ovisno o veličini kapaciteta receptora pojedinih prijamnika, potrebno je neko vrijeme da bi se uočile moguće smetnje prirodne biološke ravnoteže dijelova vodnih sustava. Onečišćeni dijelovi prirodnog okoliša, posebno voda, uskoro postaju neupotrebljivi za mnoge svrhe. Da bi se zaštitila kvaliteta prirodnih vodnih sustava, komunalne otpadne vode prije ispuštanja u okoliš moraju ispunjavati određene uvjete kvalitete.

Kako bi se otpadne vode mogle na zadovoljavajući način pročistiti i ispustiti u prijemnike, potrebno je analizirati učinkovitost pročišćavanja i djelovati na odgovarajući način. Analiza učinkovitosti pročišćavanja znači ispitivanje fizikalnih, kemijskih i bioloških pokazatelja, kakvoće vode na ulazu i izlazu pročistača. U svrhu praćenja analiziraju se fizikalno-kemijski pokazatelji kakvoće otpadnih voda (kemijska potrošnja kisika (KPK), biološka potrošnja kisika (BPK), koncentracija suspendiranih krutina, ukupni fosfor i ukupni dušik).

Kemijska potrošnja kisika (KPK) neophodno je mjerenje prilikom   obrade u svemu, od komunalnih sustava do tokova otpadnih voda iz prehrambene industrije.

Ispravno provođenje testova KPK važno je za određivanje učinkovitosti pročišćavanja otpadnih voda i može pomoći u dijagnosticiranju bilo kakvih problema u tretmanu. Metoda KPK također se koristi u primjenama u elektranama, kemijskoj industriji, industriji papira, praonicama, ekološkim studijama i općem obrazovanju. Učinkovitost postupka obrade obično se izražava kao postotak oksidirajuće tvari pročišćene tijekom ciklusa.

U postrojenjima za pročišćavanje vode vrijednosti KPK moraju biti manje od 10 mg / l O2 na kraju ciklusa obrade.

Što je kemijska potrošnja kisika?

Kemijska potrošnja kisika (KPK) definira se kao bilo koja tvar, organska i anorganska, koja može biti oksidirana jakim oksidansom. Količina konzumiranog oksidansa izražava se u smislu njegove ekvivalencije kisika. KPK se izražava u mg/l O2. 💡 Zbog svojih jedinstvenih kemijskih svojstava, dikromatski ion(Cr2O72-) je navedeni oksidans u većini slučajeva. U ovim testovima, Cr2O72- se reducira na kromatski ion (Cr3 +).

Kao što je spomenuto, i organski i anorganski sastojci uzorka podliježu oksidaciji. Međutim, organska komponenta prevladava i predstavlja veći interes. KPK je definirani test, i vrijeme digestije i snaga reagensa te koncentracija KPK u uzorku utječu na stupanj oksidacije uzorka.

Test KPK obično se kombinira s drugim važnim testovima kako bi se potvrdila učinkovitost postrojenja za pročišćavanje.

Općenito je prihvaćena klasifikacija otpadnih voda poredana prema potražnji za kisikom, koja se mjeri biološkom metodom (BPK) ili metodom KPK.

Značaj: prevencija eutrofikacije

Kao mjerači organske tvari u uzorku, BPK i KPK su kritični u otpadnim vodama za određivanje količine otpada u vodi. Otpad s visokim udjelom organske tvari zahtijeva obradu radi smanjenja količine organskog otpada prije ispuštanja u prihvatne vode.

Ako postrojenja za pročišćavanje vode ne smanje organski sadržaj otpadnih voda prije nego što dospije u prirodne vode, mikrobi u prihvatnoj vodi trošit će organsku tvar.

Kao rezultat, ovi će mikrobi također trošiti kisik u vodi koja prima, kao dio razgradnje organskog otpada. To se iscrpljivanje kisika zajedno s uvjetima bogatim hranjivim tvarima naziva eutrofikacija, stanje prirodne vode koje može dovesti do izumiranja životinjskog svijeta.

Postrojenja za otpadne vode smanjuju KPK i BPK korištenjem istih mikroba u kontroliranim uvjetima. Postrojenja prozračuju komore ubrizgane sa specijaliziranim bakterijama koje mogu razgraditi organsku tvar u okolišu na način koji ne šteti prirodnim vodama.

KPK se može mjeriti titracijskim i fotometrijskim metodama.

U prošlosti se kalijev permanganat široko koristio kao oksidans, ali je utvrđeno da nije dosljedan u svojoj sposobnosti da oksidira svu organsku tvar s raznim uzorcima otpada.

Danas većina dostupnih KPK testova koristi kalijev dikromat kao oksidans. Kalijev dikromat je vrlo jak oksidans i ima moć oksidacije između 95-100% organskog materijala.

Digestija se vrši na uzorcima s određenom količinom oksidansa, sumporne kiseline i topline (150 ° C). Metalne soli obično se uključuju kako bi se spriječile sve smetnje i katalizirala digestija. Digestija obično traje dva sata.

Tijekom digestije potrebno je imati višak oksidansa; to osigurava potpunu oksidaciju uzorka. Kao rezultat toga, važno je odrediti količinu viška oksidansa. Dvije najčešće metode za to su titracija i kolorimetrija.

KPK – mjerenje titracijom

Uzorak se zadržava u jako kiseloj otopini s poznatim viškom kalijevog dikromata (K2Cr2O7). Nakon digestije, preostali ne-reducirani K2Cr2O7 titrira se željeznim amonijevim sulfatom kako bi se odredila potrošena količina K2Cr2O7 i oksidirajuća tvar izračunava se u ekvivalentu kisika. Ovaj se postupak primjenjuje na vrijednosti KPK između 40 i 400 mg / l.

Više vrijednosti KPK mogu se dobiti pažljivim razrjeđivanjem ili korištenjem većih koncentracija otopine za digestiju dikromata

Količinu trovalentnog kroma u uzorku možete izračunati nakon digestije mjerenjem apsorbancije uzorka na valnoj duljini od 600 nm fotometrom or spektrofotometrom. Alternativno, apsorpcija šestovalentnog kroma pri 420 nm može se koristiti za određivanje količine viška kroma na kraju digestije kako bi se odredile vrijednosti KPK. Kada se uzorak digestira, materijal KPK u tom uzorku oksidira dikromatnim ionom. Kao rezultat, krom prelazi iz šestovalentnog (VI) u trovalentni (III). Obje vrste kroma pokazuju boju i upijaju svjetlost u vidljivom području spektra. U području od 400 nm dikromatski ion (Cr2O72-) apsorbira mnogo svjetlosti, dok kromirani ion (Cr3 +) apsorbira mnogo manje. U području od 600 nm, kromov ion puno apsorbira, a dikromatski ion praktički ima nultu apsorpciju.

Ova je metoda jednostavna i zahtijeva samo nekoliko jednostavnih koraka.

  • Digestirajte svoje uzorke i slijepu probu. (Spremnik za reagens je samo uzorak deionizirane vode koji se tretira isto kao i vaši stvarni uzorci. Možete čak i ponovno upotrijebiti sve dok traje serija reagensa.)
  • Pustite da se digestirani uzorci i slijepa proba ohlade.
  • Nulirajte instrument pomoću prazne kivete.
  • Očitajte uzorke.

Unaprijed programirane metode HANNA pokrivaju raspon od 0 do 15000 mg / l O2:

  • LR: 0-150 mg / l approx. 420 nm
  • MR: 0-1000 (1500) mg / l approx. 600 nm
  • HR: 0-15000 mg / l approx. 600 nm

Koju ćete metodu odabrati?

I titrimetrijske i fotometrijske metode imaju svoje prednosti i nedostatke.

Titracija je manje zahtjevna za opremu, jer jedina oprema koja vam treba je titrator, blok za grijanje i kivete za digestiju. Međutim, postupak je malo radno intenzivniji. Automatski titrator može smanjiti potrebnu količinu rada korisnika i može se koristiti za druge primjene u otpadnim vodama (npr. alkalinitet, hlapive kiseline)

Iako kolorimetrija zahtijeva spektrofotometar ili fotometar, ona nudi pogodnost jer većina proizvođača nudi prethodno pripremljene reagense, pa sve što trebate jest pomiješati uzorke s kemikalijama za digestiju i minimalni kontakt.

Kolorimetrija također olakšava mjerenje jer analitičar treba samo digestirati uzorke i pustiti instrument da obavi posao. Iz tih razloga kolorimetrija je najčešća metoda za mjerenje KPK.

HANNA je to potpuno riješila!

Opcija A:

Fotometar / spektrofotometar + KPK reaktor + reagensi

Opcija B:

AP titrator + KPK reaktor + reagensi

  1. Blok za zagrijavanje-digestiju / KPK reaktor

Obje metode za ispitivanje KPK zahtijevaju korak digestije, pa je grijaći blok za vaše uzorke ključan za osiguravanje točnih i ponovljivih rezultata. Za najbolje rezultate potražite KPK reaktor koji ima više temperatura kako biste ga mogli koristiti i za druga ispitivanja, poput ukupnog fosfora. Većina grijaćih blokova također ima mjerače vremena koji su ključni za održavanje dosljednog vremena digestije tijekom više mjerenja.

Za dodatnu sigurnost potražite modele koji imaju opcionalni štit koji pokriva grijaći blok u slučaju nesreće.

  • Grijač epruveta

    KPK grijač epruveta za ispitivanja – HI839800

    kn 6.025,00
    Dodaj u košaricu

KPK grijač epruveta za ispitivanja HI839800 je termoreaktor jednostavan za uporabu izrađen od izdržljivih materijala. Aluminijski blok ima kapacitet od 25 bočica i jažicu za referentnu temperaturnu sondu. Dobro označeno korisničko sučelje pruža intuitivan rad, opremljeno s dvije strelice za postavljanje ugrađenog mjerača vremena i temperaturnom tipkom s dvije unaprijed definirane postavke temperature: 150ºC i 105ºC. Dodatne značajke uključuju indikatorske lampice statusa, toplinski osigurač za sprečavanje pregrijavanja i kontinuirani LCD zaslon.

  1. Titrator, Fotometar ILI Spektrofotometar

Fotometar ili spektrofotometar je uređaj koji će očitati apsorbanciju uzoraka nakon digestije kako bi je povezao s koncentracijom KPK.

Bez obzira na odabir instrumenta, potražite modele koji sadrže unaprijed programirane metode za KPK radi lakše upotrebe.

Naš TOP HANNA izbor su:

HI932 Napredni automatski titrator HI932 odgovor je na vaše napredne potrebe za titracijom Potpuno prilagodljiv da zadovolji vaše potrebe testiranja, HI932 pruža točne rezultate i intuitivno korisničko iskustvo, sve u kompaktnom paketu. Titriracija za različite objavljene metode pritiskom na gumb, kao i izvođenjem izravnih mjerenja i obrnutim titracijama za složene uzorke. Za one koji zahtijevaju veću automatizaciju, uparite svoj HI932 s automatskim uzorkivačem HI922 za najpreciznije rezultate uz najmanje uloženog truda.

  • Automatski potenciometrijski titrator

    Napredni Automatski Potenciometrijski Titrator – HI932

    Zatražite ponudu
    Pogledajte proizvod
  • spektrofotometar

    Spektrofotometar iris – HI801

    kn 19.688,00
    Dodaj u košaricu

iris HI801 elegantan je i intuitivan spektrofotometar koji omogućuje mjerenje svih valnih duljina vidljive svjetlosti.

Prilagodite svoje metode, napravite širok raspon mjerenja i budite sigurni u točnost testiranja pomoću irisa.

Pogodnost unaprijed programiranih metoda s mogućnošću proširenja.

Iris se isporučuje unaprijed programiran s više od 80 metoda kemijske analize koje se često koriste kao pomoć u započinjanju analiza. Jednostavno ažurirajte ove metode povezivanjem s računalom ili flash pogonom.

  • COD photometer

    KPK fotometar s prepoznavanjem barkoda za analizu otpadnih voda – HI83224

    kn 11.025,00
    Dodaj u košaricu

HI83224 KPK mjerač i multiparametarski fotometar za kemijsku potrošnju kisika (KPK) i specifična ionska mjerenja kombiniraju točnost i jednostavnost upotrebe u ergonomskom dizajnu stola. Ovaj mjerač jedan je od najsvestranijih fotometara na tržištu, koji nudi 15 metoda mjerenja za različite parametre, uključujući KPK, koristeći gotove tekuće ili praškaste reagense. HI83224 ima brojne napredne značajke, uključujući prepoznavanje barkoda bočica s uzorkom, grafički LCD zaslon za prikaz različitih kemijskih oblika i korak-po-korak način podučavanja za neiskusne korisnike.

HI83314 je kompaktan, višeparametarni fotometr za mjerenje ključnih parametara kvalitete vode i otpadnih voda. Mjerač je jedan od najnaprednijih fotometra dostupnih s inovativnim optičkim dizajnom koji koristi referentni detektor i fokusirajuće leće za uklanjanje pogrešaka zbog promjena izvora svjetlosti i nesavršenosti u staklenoj kiveti. U ključ je programirano 10 ključnih parametara kvalitete vode i otpadnih voda s 20 različitih metoda koja pokrivaju više područja. Parametri mjereni pri pročišćavanju otpadnih voda uključuju KPK, ukupni dušik i ukupni fosfor koji su važni za praćenje uklanjanja nutrijenata. HI83314 također nudi način mjerenja apsorbancije za provjeru performansi i za korisnike koji bi željeli razviti svoje krivulje koncentracije naspram apsorbancije. Kako bi se uštedio vrijedan prostor na laboratorijskom stolu, HI83314 je također i profesionalni pH merač sa svojim digitalnim ulazom pH / temperature. Sada se jedan mjerač može koristiti za fotometrijska i pH mjerenja.

  1. KPK Unaprijed pripremljeni reagensi

Reagensi su jedna od najvažnijih komponenti sustava za ispitivanje KPK. Te su kemikalije odgovorne za oksidaciju organskog materijala. Ove KPK bočice su prethodno pripremljene i spremne za upotrebu.

Komercijalno je dostupno nekoliko vrsta reagensa:

  • Reagensi koji odgovaraju EPA: Ove bočice su u skladu s EPA metodom 410.4 i standardnim metodama 5220D. Navedeni reagensi koriste formulaciju ove metode koja sadrži živin sulfat, kalijev dikromat i sumpornu kiselinu. Odaberite ove bočice ako vaš rad zahtijeva da prijavite rezultate KPK regulatornoj agenciji koja zahtijeva EPA metodologije.
  • Reagensi sukladni ISO-u: U skladu s ISO 15705: 2002 postupcima s obzirom na njihov sastav. Sastavi ovih KPK kiveta slični su onim u EPA standardima, pa sadrže i živu.
  • Reagensi bez žive:Većina KPK reagensa sadrži živin sulfat za uklanjanje smetnji s kloridom, što bi inače stvorilo lažno visoku vrijednost KPK. Reagensi KPK koji ne sadrže živu, što ih čini osjetljivijima na interferencije klorida, ali uvelike smanjuju sigurnosni i okolišni rizik pri rukovanju živom. Kao rezultat, ovi su reagensi idealni za rutinsku analizu gdje se ne očekuju nikakve ili vrlo niske koncentracije klorida.

Autor: Nives Vinceković Budor, dipl.kem.ing.

Izvori:

Neka ideja?

Pregledajte ostale postove

Prijava

Prijavite se na svoj račun ili ga kreirajte odmah kako biste pristupili našem ekskluzivnom sadržaju.