مهمترین روشها در تعیین درجه آلودگی فاضلاب
الف-تعیین مقدار BOD
از جمله موجودات زنده در فاضلاب دو گروه باکتری هستند که به تصفیه فاضلاب کمک می کنند.گروه نخست باکتری های هوازی هستند که اکسیژن محلول در فاضلاب را جذب میکنند و مواد آلی را یا بصورت تغذیه و یا بوسیله ترشح دیاستازهایی اکسید نموده و به ترکیبات پایدار معدنی تبدیل میکنند.در این فعل و انفعالات گاز co2تولید و باکتریها افزایش می یابند.گروه دوم باکتریهای بی هوازی هستند که اکسیژن مورد نیاز خود را از تجزیه نمکهای موجود در فاضلاب بدست آورده و آنها را احیا میکنند.کار این باکتریها توام با ایجاد گازهایی مانند اسید سولفوریک و متان بوده و لذا این فرایند همراه با تعفن میباشد.
تعیین BOD عبارتست از تعیین مقدار اکسیژن لازمی که باید به فاضلاب داده شود تا باکتریهای هوازی مواد آلی موجود در فاضلاب را اکسید نموده و به مواد پایدار نظیر نمکهای معدنی تبدیل سازند.لذا مقدار BOD فاضلاب در زمانهای مختلف تغییر میکند.این تغییرات نه فقط به غلظت مواد آلی فاضلاب به میزان فعالیت باکتریها ,درجه گرما و شدت درهمی فاضلاب نیز بستگی دارد.
منحنی تغییرات BOD _ از لحظه ای که فاضلاب در مجاورت اکسیژن قرار میگیرد جذب اکسیژن توسط و در دو مرحله مختلف به انجام میرسد.
مرحله اول_ اکسیداسیون ترکیبات آلی کربن دار _ این مرحله از نخستین لحظات کار باکتریها شروع شده و در 20 درجه گرما تا مدت 20 شبانه روز ادامه می یابد.در این مرحله کربن موجود در ترکیبات ناپایدار آلی تبدیل به ترکیبات پایدار نظیر CO2 شده و از حوزه عمل خارج میگردد.
مرحله دوم: اکسیداسیون ترکیبات آلی ازت دار _ این مرحله از حدود دهمین روز پس از شروع فعالیت باکتریها آغاز گردیده و مدتهای زیاد ادامه دارد .در طی این مرحله مواد آلی ازت دار تبدیل به نیتریتها و نیتراتها میگردند.در شکل شماره 1_1 منحنی تغییرات BOD از تاریخ شروع فعالیت باکتریها تا 70 روز پس از آن برای 3 درجه گرمای 9.20 و 30 درجه کشیده شده است.چنانکه از منحنی های نامبرده نتیجه گیری میشود در گرمای 20 درجه قسمت بیشتر اکسیداسیون مربوط به مرحله یکم در پنج روز اول رخ میدهد و پس از 20 روز تقریبا به پایان میرسد.بدین جهت برای نشان دادن درجه آلودگی فاضلاب معمولا BOD5 را تعیین میکنند که بنابر تعریف عبارتست از :
مقدار میلی گرم اکسیژن که لازم است تا در پنج روز نخست باکتریهای هوازی مواد آلی موجود در یک لیتر فاضلاب را در گرمای 20 درجه اکسید نماید.
تغییرات BOD در مرحله یکم اکسیداسیون برای درجه گرماهای گوناگون و نسبت آنها به BOD5 در گرمای 20 درجه در منخنی های شگل شماره 1-2 نمایش داده شده است.
نمایش ریاضی تغییرات BOD _ آزمایش نشان میدهد که تغییرات BOD در مرحله یکم اکسیداسیون مواد آلی کربن دار تقریبا طبق رابطه شماره 1_1 انجام میگیرد.
〖BOD〗_t=L_0(1-e^(-kt))= L_0(1-〖10〗^(-k_t^” )) (1_1)
K^’= 0.4343*K (2_1)
در رابطه 1-1 مقدار L_0 برابر تمام BOD فاضلاب در مرحله یکم اکسیداسیون و K و K^’ ضرایب ثابتی هستند که بستگی به درجه گرمای فاضلاب t داشته و از رابطه 1_2 و 1-3 بدست می آید
K_t=K_20*〖1.047〗^(t-20)K
مقدار K در20 درجه گرما با کمک آزمایش بدست می آید.مقدار K_20 برای فاضلاب های مختلف بین 0.16 و .7 متغیر است که میانگین آن 0.39 می باشد.
ب–تعیین مقدار COD: دراین روش برای اکسیداسیون مواد آلی و مواد اکسیدپذیر دیگری که درفاضلاب یافت میشود از اکسیدکننده های قوی مانند پرمنگنات پتاسیم و دی کرومات پتاسیم استفاده میشود. درصورتیکه از پرمنگنات پتاسیم استفاده شود وزن اکسیژن درحدود 0.25 وزن پرمنگنات پتاسیم میباشد. عمل اکسیداسیون درصورت استفاده ازدی کرومات پتاسیم بعلت قویتر بودن آن بیشترانجام میگیرد.
کاربرد مواداکسیدکننده برای تعیین درجه آلودگی فاضلاب خیلی آسانتراز روش BOD میباشدولی باید توجه نمودکه بسته به نوع ماده اکسیدکننده مصرفی ممکن است تمام موادآلی فاضلاب بویژه موادپاک کننده صابونها با این روش کاملا اکسید نشوند و لذا دقت این روش کم است و تنها برای مقایسه ی این فاضلاب در مرحاله های گوناگون تصفیه بکار میروند. محلولی از دی کرومات پتاسیم و اسید سولفوریک نتایج دقیقتری را داده و خیلی نزدیکتر به مقادیرتئوری اکسیژن مورد لزوم میباشد.
علاوه بر مواد اکسید کننده نامبرده از کلر نیز میتوان برای تعیین درجه آلودگی فاضلاب استفاده نمود.برای اکسیداسیون کامل فاضلاب های خانگی تازه مقدار کلر لازم حدود 2 تا 5 گرم برای هر نفر درشبانه روز میباشد.
ج- تعیین TOC: دراین روش ترکیبهای کربندار موجود درفاضلاب اندازه گیری میشود. برای اینکار باید فاضلاب را تا سرحد سرخ شدن سوزانید و گازکربنیک تولیدشده را اندازه گیری نمود.نتایج به دست آمده از اینرو شکه معمولا در دستگاههای ویژه ای انجام میگیردبسته به شکل وشرایط آزمایش کم دقت و متفاوت است.
د- تعیین مقدار مواد معلق در فاضلاب: مواد معلق در فاضلاب قسمتی از کل مواد خارجی موجود درآن میباشد که تعیین آن برای پیش بینی مقدار لجن حاصل از تصفیه ی فاضلا ب اهمیت ویژه ای دارد. تفاوت بین تی او سی اساس مقدار مواد محلول درفاضلاب را نشان میدهد. همانگونه که پیش ازاین گفته شد و درجدول (1-1) دیده میشود ،مقدار مواد معلق به دو صورت ته نشینی پذیر وته نشینی ناپذیر درفاضلاب یافت میشوند. از نظر جنس نیز مواد معلق،یا دارای منشا آلی هستند و لذا ناپایدار میباشند و یامنشا معدنی داشته و پایدارند.
ه- تعیین اکسیژن محلول: مقدار اکسیژن محلول موجود در فاضلاب شهری نمایشگر قدر تصفیه طبیعی و خودبخودی آن میباشد. وجود اکسیژن محلول در فاضلاب موجب فعالیت باکتریهای هوازی و جلوگیری از فعالیت باکتریهای بی هوازی و درنتیجه مانع از تولید بوهای ناخوشایند میگردد. لذا کوشش میشود که مقدار اکسیژن محلول در فاضلاب از 1.5 میلی گرم در لیترکمترنگردد. این موضوع در استخرهای هوادهی فاضلاب بسیار حائز اهمیت میباشد.
اندازه گیری اکسیژن محلول با کمک وارد نمودن برخی از ترکیبات منگنز که قدر تجزیه با اکسیژن آنها سریع و زیاد است درنمونه ی فاضلاب مورد آزمایش و اندازه گیری وزن اکسیژن جذب شده توسط آن انجام میگیرد.
