A demanda química de oxigênio (COD, Chemical Oxygen Demand) em águas residuais é um indicador importante para medir a concentração de poluentes orgânicos na água. O COD reflete a quantidade de oxigênio necessária para a decomposição oxidativa de matérias orgânicas na água e é um dos critérios importantes para avaliar o grau de poluição da qualidade da água. Existem vários métodos de medição de COD, cada um com vantagens e limitações diferentes em diferentes cenários de aplicação.
Metodo de cromato de potássio (método padrão)
Princípio: Este método usa um forte oxidante - o percromato de potássio (K₂Cr₂O7) para oxidar a matéria orgânica na água em condições ácidas, e a quantidade de oxigênio consumida durante a reação de oxidação é proporcional ao conteúdo de matéria orgânica na água. Após a reação, a DCO é calculada através da titulação da concentração de cromato de potássio não reagido.
Aplicação e análise:
Alta precisão: a medição de COD é adequada para a maioria das amostras de qualidade da água e é amplamente utilizada na indústria de tratamento de água e monitoramento ambiental.
Ampla aplicação: é possível medir quase toda a substância orgânica na água, mas pode haver interferência com amostras de água contendo cloretos.
Tempo mais longo: o método requer mais tempo para oxidação e titulação e as operações experimentais são mais onerosas.
Poluição ambiental: devido ao uso de percromato de potássio, há um certo problema de poluição ambiental e a operação precisa ser tratada com cuidado.
2. Método de sulfato de potássio
Princípio: o persulfato de potássio (K₂S₂O8) é um forte oxidante, capaz de oxidar a matéria orgânica na água a altas temperaturas, e a quantidade de oxigênio consumida pela reação de oxidação é proporcional ao COD.
Aplicação e análise:
Adequado para amostras a altas temperaturas: este método é adequado para amostras de água a altas temperaturas e não requer o uso de tricromato de potássio, portanto, os requisitos de segurança para o pessoal experimental são relativamente baixos.
Tempo de reação mais longo: a reação precisa ser realizada em condições de aquecimento e geralmente leva mais tempo para ser concluída.
Alta precisão: o método de persulfato de potássio tem menos interferência do que o método de cromato de potássio pesado e é mais eficaz para alguns poluentes difíceis de oxidar.
3. Método de luminosidade
Princípio: usando a mudança de cor da reação de redução de oxidação gerada pela matéria orgânica na amostra de água sob o efeito de um forte oxidante, medir a mudança de cor através de um fotométrico para calcular indiretamente o valor do COD.
Aplicação e análise:
Fácil e rápido: a fotometria é simples de operar em comparação com a fotometria de cromato de potássio e é adequada para medições rápidas.
Menos interferência: não é perturbado por íons de cloro, mas exige mais pré-tratamento de amostras de água.
Adequado para testes de campo: este método é adequado para monitoramento da qualidade da água, detecção rápida de campo, adequado para ocasiões em que a qualidade da água muda rapidamente.
4. Método de dissolução de microondas
Princípio: acelerar o processo de reação através da tecnologia de dissolução de microondas, permitindo que a matéria orgânica seja oxidada em um curto período de tempo e, em seguida, medir a COD por mudança de cor ou titração.
Aplicação e análise:
Rápido e eficiente: reduz significativamente o tempo de decomposição dos métodos tradicionais e melhora a eficiência dos testes.
Aplicabilidade: adequado para diferentes tipos de amostras de águas residuais, especialmente amostras de água que contêm matérias orgânicas complexas.
Investimento de equipamento elevado: o equipamento de dissolução de microondas é necessário, o custo inicial do investimento é maior, mas tem grandes vantagens para a detecção eficiente.
5. Direito eletroquímico
Princípio: Redução de matérias orgânicas na água oxidada da reação por meio de eletrodos e cálculo do valor de COD por meio de mudanças na corrente ou tensão.
Aplicação e análise:
Adequado para monitoramento contínuo: o método eletroquímico é adequado para monitoramento em tempo real de COD no tratamento de águas residuais.
Alta sensibilidade: Detecção precisa de baixas concentrações de COD sem a necessidade de reagentes químicos complexos.
Desenvolvimento tecnológico: este método ainda está em fase de pesquisa e desenvolvimento tecnológico, com maior popularidade e custo.
Cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC)
Princípio: a matéria orgânica da amostra de água é separada por meio de uma técnica de cromatografia líquida de alta eficiência e o valor de COD é calculado detectando sua área de pico.
Aplicação e análise:
Aplicável a amostras de água complexas: especialmente para amostras com vários componentes diferentes, a análise detalhada de amostras complexas é possível.
Alta precisão: a HPLC oferece uma análise de conteúdo orgânico mais precisa do que os métodos tradicionais.
Requisitos de equipamento experimental elevados: o método requer instrumentos de cromatografia líquida de alta precisão, equipamento experimental e custos de manutenção elevados.
Requisitos de Oxigênio Bioquímico (BOD) e COD
BOD versus COD: COD é a quantidade de substâncias orgânicas na água medida por oxidação química, enquanto BOD (Oxigênio Necessário Bioquímico) é a quantidade de oxigênio necessária para o metabolismo dos micróbios na água para avaliar a carga de poluição orgânica na água. A relação entre os dois fornece uma análise abrangente da poluição orgânica da qualidade da água.
Aplicações de COD: os valores de COD são geralmente usados para avaliar o grau de poluição da água, especialmente a gravidade da poluição orgânica em águas residuais industriais.
Aplicações do BOD: O BOD é adequado para avaliar a biodegradabilidade de substâncias orgânicas na qualidade da água e, portanto, reflete melhor a biodegradabilidade do corpo da água.
Resumo:
Os métodos de medição de COD têm um valor analítico e aplicativo importante no tratamento de águas residuais. Cada método tem vantagens e desvantagens em termos de precisão, velocidade e requisitos de equipamento, e a escolha do método adequado depende das características da amostra de água, dos requisitos de precisão medidos e da operabilidade do experimento. Em geral, o tricromato de potássio continua a ser o método padrão mais amplamente utilizado, mas com o desenvolvimento da tecnologia, métodos como fotometria, dissolução de microondas e electroquímica gradualmente ganharam mais aplicações, especialmente em ocasiões de detecção rápida e monitoramento contínuo.