هنگامی که شاهد تبدیل یک تصفیه خانه فاضلاب هستیم که فاضلاب کدر به آب شفاف تبدیل می شود، یا زمانی که نگران سلامت یک رودخانه هستیم، یک شاخص کلیدی در پشت صحنه نقش مهمی ایفا می کند. این شاخص BOD5 است که مخفف "پنج-نیاز به اکسیژن بیوشیمیایی روزه" است. این اصطلاح، در حالی که فنی به نظر می رسد، در واقع یک معیار اصلی برای ارزیابی وضعیت محیط آبی و هدایت فرآیندهای تصفیه آب است.
► I. BOD5 دقیقا چیست؟
به زبان ساده،BOD5 مقدار اکسیژن مصرف شده توسط میکروارگانیسم ها را هنگام تجزیه آلاینده های آلی در آب اندازه گیری می کند."5" در اینجا یک دوره آزمایش استاندارد را نشان می دهد: یک نمونه آب مهر و موم شده و به مدت پنج روز تحت شرایط دمایی خاص و ثابت انکوبه می شود. سپس کاهش اکسیژن محلول در این پنج روز اندازه گیری می شود. هر چه میزان اکسیژن مصرفی بیشتر باشد، مواد آلی بیشتری در آب وجود دارد که به راحتی توسط میکروارگانیسم ها "خورده" می شود.
می توانید به این شکل فکر کنید:میکروارگانیسم های موجود در یک بدنه آبی مانند تیمی از پاک کننده ها هستند. آنها برای تجزیه مواد آلی نیاز به تنفس اکسیژن دارند. هرچه آب «کثیفتر» باشد، مواد آلی خوراکی بیشتری وجود دارد و این پاککنندهها سختتر عمل میکنند و در نتیجه مصرف اکسیژن بالاتری دارند (یعنی مقدار BOD5 بالاتر). بنابراین، BOD5 نشانگر مستقیم "بار آلودگی زیست تخریب پذیر" یک بدنه آبی است.
► II. چرا آزمایش BOD5 ضروری است؟
هدف اصلی از آزمایش BOD5 ارائه یک هشدار اولیه و ارزیابی خطر "خفگی" برای یک بدنه آبی و همچنین ارزیابی اثربخشی تصفیه فاضلاب است.
◄ هشداری برای سلامت زیست محیطی
برای آب های طبیعی مانند رودخانه ها، دریاچه ها و اقیانوس ها، اکسیژن محلول راه نجات موجودات آبی مانند ماهی و میگو است. اگر آب حاوی مقدار زیادی مواد آلی زیست تخریب پذیر باشد، فعالیت های تجزیه میکروارگانیسم ها به شدت اکسیژن مصرف می کند. این منجر به کاهش شدید اکسیژن محلول می شود که می تواند باعث مرگ ماهی ها و سیاه شدن و بدبو شدن آب شود. مقدار BOD5 بالا به عنوان یک سیگنال هشدار اولیه برای چنین بلایای زیست محیطی عمل می کند.
◄ یک اصل راهنما برای تصفیه خانه های فاضلاب
در سیستم های تصفیه فاضلاب مهندسی شده، BOD5 یکی از مهم ترین پارامترها برای طراحی، بهره برداری و مدیریت است. به مهندسان می گوید:
چه مقدار اکسیژن مورد نیاز است:هنگام استفاده از فرآیندهای هوازی مانند روش لجن فعال، مقدار BOD5 مستقیماً مقدار هوایی (نرخ هوادهی) را که باید به مخازن تزریق شود تعیین می کند. این تضمین می کند که میکروارگانیسم ها اکسیژن کافی برای انجام کار تصفیه دارند. هوادهی بخش مهمی از انرژی-در تصفیه فاضلاب است که کنترل دقیق را بسیار مهم میکند.
مرجعی برای انتخاب فرآیند:با مقایسه BOD5 با سایر شاخص ها (مانند COD که بعداً مورد بحث قرار خواهد گرفت) می توان زیست تخریب پذیری آلاینده های موجود در آب را تعیین کرد. این به انتخاب مناسب ترین تکنولوژی درمانی کمک می کند.
► III. شفاف سازی یک مقایسه رایج: BOD5 در مقابل COD
در گزارش های تجزیه و تحلیل کیفیت آب، BOD5 اغلب در کنار شاخص دیگری، COD (تقاضای اکسیژن شیمیایی) ظاهر می شود. درک تفاوت بین آنها بسیار مهم است:
COD: نشان دهنده مقدار کل همه مواد آلی در آب استکه می توانند توسط یک اکسیدان شیمیایی قوی اکسید شوند، صرف نظر از اینکه می توانند توسط میکروارگانیسم ها تجزیه شوند یا خیر. این سرشماری سریع و جامع است اما نمی تواند «سمیت بیولوژیکی» مواد آلی را تشخیص دهد.
BOD5: به طور خاص به مقدار اکسیژن مورد نیاز طی پنج روز توسط میکروارگانیسم ها برای تجزیه بخش زیست تخریب پذیر مواد آلی اشاره دارد.این بیشتر شبیه یک تحقیق هدفمند در مورد "مواد قابل هضم" است. اگرچه زمان بیشتری می برد، اما تاثیر واقعی آلاینده ها بر اکوسیستم و امکان سنجی تصفیه بیولوژیکی را بهتر منعکس می کند.
به طور خلاصه،COD به شما می گوید "چقدر آلودگی کل وجود دارد"، در حالی که BOD5 نشان می دهد "چه مقدار از این آلودگی را می توان به طور طبیعی توسط فرآیندهای بیولوژیکی تصفیه یا تصفیه کرد."نسبت این دو مقدار می تواند به تعیین زیست تخریب پذیری فاضلاب کمک کند.
◄ IV. چرا به طور خاص "پنج روز"؟
ممکن است تعجب کنید که چرا دوره استاندارد آزمون پنج روز تعیین شده است. این عمدتا به دلیل تعادل عملی است. روند تجزیه میکروبی مواد آلی از نظر سرعت متفاوت است: در دو تا سه روز اول، مواد قابل تجزیه آسان مانند قندها و چربی ها به سرعت مصرف می شوند. پس از آن، سرعت تخریب به طور قابل توجهی کاهش می یابد زیرا به مواد پیچیده تر تغییر می کند. یک دوره پنج روزه معمولاً برای ثبت فرآیند مصرف اکسیژن برای اکثر مواد آلی زیست تخریب پذیر کافی است، بدون اینکه چرخه آزمایش آنقدر طولانی شود که به موقع بودن نتایج را به خطر بیندازد. البته، این بدان معناست که BOD5 در درجه اول "بخش قابل تجزیه شدن" را منعکس می کند. پتانسیل آلودگی برخی از مواد آلی مقاوم (سخت-تجزیه-) باید در ارتباط با سایر شاخصها ارزیابی شود.
نتیجه گیری
بنابراین BOD5 فقط یک داده ساده آزمایشگاهی نیست. این پلی است که آلاینده ها را به اثرات زیست محیطی آنها متصل می کند، یک زبان جهانی برای تعیین کمیت{2}}ظرفیت تصفیه یک بدنه آبی و بار روی سیستم های تصفیه مصنوعی. آزمایش منظم برای BOD5 مانند انجام یک "تست عملکرد تنفسی" دوره ای برای یک بدن آبی است. این ما را قادر می سازد تا به سرعت خطر "هیپوکسی" (کمبود اکسیژن) را تشخیص دهیم، به طور علمی استراتژی های درمان و حفاظت را تدوین کنیم، و بنابراین به طور موثرتری از منابع ارزشمند آب خود محافظت کنیم.