Navigation

BOD & COD reduktion med ozonbehandling

Ozone COD and BOD treatment

COD, kort för ”Chemical Oxygen Demand”, är ett mått på vattenkvalitet som mäter mängden kemiskt oxiderbart material i vattnet. Med COD mäts med andra ord syrebehovet i vattnet vid total oxidation av vatteninnehållet och ger därför en god indikation på t ex mängden organiskt material som vattnet innehåller. Det är därför ett effektivt verktyg för att skapa sig en bild av miljöpåverkan vid ev. utsläpp av exempelvis avloppsvatten i miljön. BOD, kort för ”Biological Oxygen Demand”, mäter också syrebehovet i vattnet men baserar syrebehovet på den mängd syre som förbrukas då mikroorganismer står för oxidationsprocessen (istället för ett kemiskt oxidationsmedel som i fallet med COD-måttet). BOD-värdet på ett typiskt vatten är vanligtvis lägre än COD-värdet beroende på att allt COD ofta inte är helt biologiskt oxiderbart. Typiska COD-värden för industriella avloppsvatten varierar från 200 – 40 000 mg/L. Typiska COD-värden för kommunalt avloppsvatten ligger på ca 100 – 450 mg/L. I figuren nedan visas en enkel kategorisering av vatten utifrån COD-begreppet och även i vilken utsträckning ozon kan användas för att behandla vattnet. 

COD and BOD industrial water ozone treatment

Vissa industriella avloppsvatten innehåller särskilt höga halter på uppemot 1000 ppm (COD). Exempel på sådana industrier är t.ex. bryggerier, mejerier, gruvindustri, och pappersmassaindustri. Enligt figuren ovan kan COD vidare delas in i biologiskt nedbrytbart och biologiskt icke-nedbrytbart COD. Se kommande avsnitt för en mer detaljerad beskrivning.  

Biologiskt icke-nedbrytbart COD

Denna typ av COD kan av olika anledningar inte brytas ned biologiskt och släpps därför igenom det biologiska steget i reningsverk vilket leder till utsläpp och spridning i den akvatiska miljön. Det kan t.ex. röra sig om läkemedel som diklofenak, paracetamol, eller propofol. Andra exempel är kemiskt stabila bekämpningsmedel, industriella processkemikalier (som halogenerade organiska ämnen), eller hormoner. Tabellen nedan visar ozonbehovet för några typiska ämnen av denna typ. 

Ämne BOD5/COD ratio COD:O3 ratio
Läkemedel 0.1 6:1 to 3:1
Motståndskraftiga organiska ämnen 0.2 5:2 to 2:1
Aldehyder 0.3 7:1 to 4:1
Aminer 0.5 4:1 to 3:1

Ju lägre BOD/COD-ratiot är, desto mindre biologiskt nedbrytbart är kemikalien i fråga. 

Biologiskt nedbrytbart COD

Denna typ av COD kan vidare delas in i biologiskt lättnedbrytbara ämnen och biologiskt svårnedbrytbart COD. Den svårnedbrytbara kategorin består typiskt sett av svårlösliga partiklar, kolloider eller mer komplexa strukturer (t ex polymera material). I tabellen nedan visas ozonbehovet för några typiska ämnen av denna typ.  

Ämne BOD5/COD ratio COD:O3 ratio
Fettsyror 0.4 2:3
Näringsämnen 0.6 7:1
Proteiner 0.7 6:2
Alkoholer 0.9 5:3
Sockerarter 0.7 4:2

 

I tabellen nedan visas även typiska COD- och BOD5-värden för denna typ av ämnen. 

Typ av måt på syrebehov (mg/L) Kommunalt avloppsvatten Livsmedelsindustri Kemisk- och läkemedelsindustri
BOD5 200-300 450-1100 250-1000
COD 450-700 1450-2200 2000-18750

 

Ozon

Ozon är ett kraftfullt oxidationsmedel som är lättlösligt i vatten. Det ger möjligheten att bryta ned/oxidera/deaktivera potentiellt farliga kemiska ämnen utan att addera mer till vattnet än syreatomer som tagits direkt från luften vi andas. Eventuella återstående mängder ozon som inte konsumeras under behandlingen återgår till syrgas, naturligt eller genom en katalyserad process. Mer detaljerad information kan läsas på följande sida. I följande avsnitt beskrivs några av alla de möjligheter som man kan dra nytta av med ozonbaserade behandlingsmetoder för att behandla organiska ämnen i olika typer av avloppsvatten. 

 

Avancerade oxidationsprocesser (AOP) med ozon

AOP-processer använder sig av mycket reaktiva kortlivade ämnen kallade radikaler för att bryta ned särskilt svårnedbrytbara ämnen. Dessa radikaler är starkare oxidationsmedel än t ex ozon och reaktionshastigheten är ca en miljon gånger snabbare. Detta leder till snabbare reaktionstider, kortare processer och i slutändan mer kompakt processutrustning och effektivare nedbrytningsprocesser. AOP kan även användas för att nå total oxidation då renhetskravet är särskilt högt. En kemisk beskrivning av reaktionsmekanismen för några typer av AOP:er visas i tabellen nedan. 

Järnoxid Fe3++ O3 → (FeO)2+ +OH- + O2 + H+
Väteperoxid O3 + H2O2 → OH- + O2 + H2O
Ultraviolett strålning

O3 + H2O → O2 + H2O2

2O3 + H2O2 → 2.OH + 3O2

Andra AOP-metoder inkluderar t.ex. en kombination av titandioxid och UV för att skapa hydroxylradikaler. 

I figuren nedan visas resultat från försök i Ozonetechs pilotprocess med och utan AOP för behandling av ett industriellt avloppsvatten.  

Ozone and AOP treatment industrial water BOD/COD

En ozonbaserad AOP-behandling är fördelaktig i situationer där enbart ozonbehandling inte uppnår total oxidation av föroreningen i fråga. I dessa fall kan AOP-behandling användas för nedbrytning av även de mest motståndskraftiga kemikalier. Detta visas tydligt i exemplet i figuren ovan. 

Ozonetech har stor erfarenhet av rening av komplexa typer av avloppsströmmar från bl.a. kemisk processindustri, läkemedelsindustri, och livsmedelsindustri. Vi erbjuder även pilotprojekt för att skräddarsy reningsprocesser för fullskaliga reningssystem. Mer information om uppskalning och pilotprojekt kan läsas här

Ozone tech