Ozon och AOP lösningar för hög COD & BOD koncentrationer

COD, kort för ”Chemical Oxygen Demand”, är ett mått på vattenkvalitet och 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 eventuelt 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.

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.

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.

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

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.

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.

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.