EPA procenjuje da se oko 850 milijardi galona neprečišćenih otpadnih voda i atmosferskih voda ispušta kao OCD svake godine samo u Sjedinjenim Državama.
Razvoj industrije, eksponencijalni rast stanovništva kao i povećanje proizvodnje značajno utiču na povećanje količine otpada koji se direktno ili indirektno ispušta u prirodne vodne sisteme. U zavisnosti od veličine receptorskog kapaciteta pojedinih prijemnika, potrebno je izvesno vreme da bi se uočili mogući poremećaji prirodnih bioloških ravnoteža delova vodnih sistema. Jako poremećeni delovi prirodne sredine, posebno voda, ubrzo postaju neupotrebljivi za mnoge namene. Da bi se zaštitio kvalitet prirodnih vodnih sistema, komunalne otpadne vode pre ispuštanja u životnu sredinu moraju da ispunjavaju određene uslove kvaliteta.
Kako bi se otpadne vode mogle na zadovoljavajući način prečistiti i ispustiti u prijemnike, potrebno je analizirati efikasnost prečišćavanja i postupiti na odgovarajući način. Analiza efikasnosti prečišćavanja podrazumeva ispitivanje fizičkih, hemijskih i bioloških pokazatelja, kvaliteta vode na ulazu i izlazu iz prečistača. Za potrebe praćenja analiziraju se fizičko-hemijski pokazatelji kvaliteta otpadnih voda (hemijska potrošnja kiseonika (HPK), biohemijska potreba kiseonika (BPK), koncentracija suspendovanih materija, ukupni fosfor i ukupni azot).
Hemijska potrošnja kiseonika (HPK) je kritično merenje tretmana otpada u svemu, od komunalnih sistema do tokova otpada u proizvodnji hrane.
Izvođenje HPK testova na pravi način je važno u određivanju efikasnosti tretmana otpadnih voda i može pomoći u dijagnostici bilo kakvih problema u tretmanu. Metoda HPK se takođe koristi u aplikacijama u elektranama, hemijskoj industriji, industriji papira, perionicama, studijama životne sredine i opštem obrazovanju. Efikasnost procesa tretmana se obično izražava kao procenat oksidabilne materije prečišćene tokom ciklusa.
U postrojenjima za prečišćavanje vode vrednosti HPK moraju biti manje od 10 mg/l O2 na kraju ciklusa tretmana.
Šta je hemijska potrašnja kiseonika?
Hemijska potršnja kiseonika(HPK) se definiše kao bilo koja supstanca, i organska i neorganska, sposobna da bude oksidovana jakim oksidantom. Količina utrošenog oksidansa izražava se u smislu njegove ekvivalentnosti kiseonika. HPK se izražava u mg / l O2. Zbog svojih jedinstvenih hemijskih svojstava, dihromatni jon (Cr2O72-) je u većini slučajeva specificirani oksidant. U ovim testovima, Cr2O72- se redukuje u hromni jon (Cr3+).
HPK test se obično kombinuje sa drugim važnim testovima kako bi se potvrdila efikasnost postrojenja za tretman. Postoji opšteprihvaćena klasifikacija otpadnih voda prema potrebi za kiseonikom, koja se meri ili biološkom metodom (BPK) ili metodom HPK.
Značaj: sprečavanje eutrofikacije
Kao merači organske materije u uzorku, BPK i HPK su kritični u otpadnoj vodi za određivanje količine otpada u vodi. Otpad sa visokim sadržajem organske materije zahteva tretman kako bi se smanjila količina organskog otpada pre ispuštanja u prijemne vode.
Ako postrojenja za prečišćavanje vode ne smanje organski sadržaj otpadne vode pre nego što ona dospe u prirodne vode, mikrobi u prijemnoj vodi će potrošiti organsku materiju.
Kao rezultat toga, ovi mikrobi će takođe potrošiti kiseonik iz vode koja prima kao deo razlaganja organskog otpada. Ovo smanjenje kiseonika zajedno sa uslovima bogatim hranljivim materijama naziva se eutrofikacija, stanje prirodne vode koje može dovesti do smrti životinjskog sveta.
Postrojenja za otpadne vode smanjuju HPK i BPK korišćenjem istih mikroba pod kontrolisanim uslovima. Ovi objekti aeriraju komore u koje se ubrizgavaju specijalizovane bakterije koje mogu da razbiju organsku materiju u okruženju koje ne šteti prirodnim vodama.
U prošlosti je kalijum permanganat bio naširoko korišćen kao oksidant, ali je utvrđeno da je nedosledan u svojoj sposobnosti da oksidiše svu organsku materiju sa širokim spektrom uzoraka otpada.
Danas većina dostupnih testova HPK koristi kalijum dihromat kao oksidant. Kalijum dihromat je veoma jak oksidant i ima moć oksidacije između 95-100% organskog materijala.
Digestija se vrši na uzorcima sa zadatom količinom oksidansa, sumporne kiseline i toplote (150°C). Metalne soli se obično uključuju da bi se suzbile bilo kakve smetnje i da bi se katalizirala digestija. DIgestija obično traje 2 sata.
Tokom digestije potrebno je imati višak oksidansa; ovo obezbeđuje potpunu oksidaciju uzorka. Kao rezultat toga, važno je odrediti količinu viška oksidansa. Dve najčešće metode za ovo su titracija i kolorimetrija.
HPK – mereno titracijom
Uzorak se zadržava u jako kiselom rastvoru sa poznatim viškom kalijum dihromata (K2Cr2O7). Posle digestije, preostali neredukovani K2Cr2O7 titrira se sa gvožđem amonijum sulfatom da bi se odredila količina utrošenog K2Cr2O7i oksidirajuća materija se izračunava u smislu ekvivalenta kiseonika. Ovaj postupak se primenjuje na vrednosti HPK između 40 i 400 mg/l. Više vrednosti HPK se mogu dobiti pažljivim razblaživanjem ili korišćenjem većih koncentracija rastvora za digestiju dihromata
Ovaj metod je jednostavan i zahteva samo nekoliko jednostavnih koraka.
- Digestujte svoje uzorke i slepu probu. (Slepa proba je samo uzorak dejonizovane vode koji se tretira isto kao i vaši stvarni uzorci. Možete čak i ponovo da koristite slepu probu sve dok traje vaša serija reagensa)
- Ostavite digestirane uzorke i slepu probu da se ohlade.
- Nulirajte instrument koristeći vijalu sa slepom probom.
- Očitajte uzorke.
- Nizak opseg: 0-150 mg/l približno 420 nm
- Srednji opseg: 0-1000 (1500) mg / l približno 600 nm
- Visok opseg: 0-15000 mg / l približno 600 nm
I titrimetrijska i fotometrijska metoda imaju svoje prednosti i mane. Titracija zahteva manje opreme jer je jedina oprema koja vam je potrebna titrator, grejno telo i vijale za digestiju. Međutim, postupak je malo radno intenzivniji. Automatski titrator može smanjiti količinu potrebnog korisničkog unosa i može se koristiti za druge primene u otpadnim vodama (npr. alkalnost, isparljiva kiselost)
Iako kolorimetrija zahteva spektrofotometar ili fotometar, ona nudi pogodnost jer većina proizvođača nudi unapred pomešane reagense, tako da sve što treba da uradite je da pokrenete svoje uzorke sa hemikalijama za varenje i minimalnim kontaktom.
Kolorimetrija takođe olakšava merenje, jer sve što analitičar treba da uradi je da probavi uzorke i pusti instrument da obavi posao. Iz ovih razloga, kolorimetrija je najčešći metod za merenje HPK.
HANNA je to potpuno pokrila!
Opcija A: Fotometar/Spektrofotometar + HPK Reaktor + Reagensi Opcija B: AP titrator + HPK reaktor + reagensi
- Digestivni grejni blok / HPK Reaktor
- Titrator, fotometar ili spektrofotometar
HI801 iris je elegantan i intuitivan spektrofotometar koji omogućava merenje svih talasnih dužina vidljive svetlosti.
Prilagodite svoje metode, izvršite širok spektar merenja i budite sigurni u svoju tačnost testiranja sa irisom.
Pogodnost unapred programiranih metoda sa mogućnošću proširenja.
iris dolazi unapred programiran sa više od 80 najčešće korišćenih metoda hemijske analize koje će vam pomoći da počnete. Jednostavno ažurirajte ove metode povezivanjem na računar ili fleš disk.
HI83224 HPK merač i multiparametarski fotometar za hemijsku potrošju kiseonika (HPK) i merenje specifičnih jona kombinuju tačnost i lakoću upotrebe u ergonomskom dizajnu radne površine. Ovaj merač je jedan od najsvestranijih fotometara na tržištu, koji nudi 15 metoda merenja za različite parametre uključujući HPK koristeći gotove tečne ili praškaste reagense. HI83224 ima mnogo naprednih funkcija uključujući prepoznavanje bar kodova bočica sa uzorcima, grafički LCD za prikaz različitih hemijskih oblika i korak po korak režim uputstva za neiskusne korisnike.
HI83314 je kompaktan, višeparametarski fotometar za merenje ključnih parametara kvaliteta vode i otpadnih voda. Merač je jedan od najnaprednijih fotometara dostupnih sa inovativnim optičkim dizajnom koji koristi referentni detektor i sočiva za fokusiranje kako bi se eliminisale greške usled promena u izvoru svetlosti i nesavršenosti u staklenoj kiveti U meraču je programirano 10 ključnih parametara kvaliteta vode i otpadnih voda sa 20 različitih metoda koje pokrivaju više opsega. Parametri digestije tretmana otpadnih voda uključuju HPK, ukupni azot i ukupni fosfor, koji su važni za praćenje uklanjanja hranljivih materija. HI83314 takođe nudi režim merenja apsorpcije za verifikaciju performansi i za korisnike koji žele da razviju sopstvene krive koncentracije u odnosu na apsorpciju. Da bi se uštedeo dragoceni prostor u laboratoriji, HI83314 se udvostručuje kao profesionalni pH metar sa svojim digitalnim ulazom za pH/temperaturnu elektrodu. Sada jedan metar može da se koristi i za fotometrijska i pH merenja.
- HPK Unapred pripremljeni reagensi
Reagensi su jedna od najvažnijih komponenti sistema za ispitivanje HPK. Ove hemikalije su odgovorne za oksidaciju organskog materijala. Ove vijale za HPK su prethodno pomešane i spremne za upotrebu.
Postoji nekoliko vrsta reagenasa dostupnih u prodaji:
- Reagensi usaglašeni sa EPA: Ove vijale su u skladu sa EPA metodom 410.4 i Standardnim metodama 5220D. Ovi reagensi koriste formulaciju ove metode koja sadrži živin sulfat, kalijum dihromat i sumpornu kiselinu. Izaberite ove vijale ako vaš rad zahteva da prijavite rezultate HPK regulatornoj agenciji koja zahteva EPA metodologije.
- Reagensi usaglašeni sa ISO: U skladu sa ISO 15705:2002 metodama u pogledu njihovog sastava. Ovi sastavi ovih bočica za HPK su slični onima u EPA standardima, tako da sadrže i živu.
- Reagensi bez žive: Većina vijala sa HPK sadrži živin sulfat za uklanjanje smetnji hlorida, koje bi inače stvorile lažno visoku vrednost HPK. Vijale bez HPK ne sadrže živu, što ih čini podložnijim hloridnim smetnjama, ali u velikoj meri smanjuju rizike po bezbednost i životnu sredinu rukovanja živom. Kao rezultat toga, ovi reagensi su idealni za rutinske analize gde se ne očekuju ili se očekuju veoma niske koncentracije hlorida.
Autor: Nives Vinceković Budor, mag.ing.chem.ing.
Izvori:
