بداية، عند الحديث عن مؤشرات المادة العضوية في الماء، ينبغي على الجميع أن يفكروا في أنها تنقسم إلى فئتين: الفئة الأولى تتكون من مؤشرات يعبر عنها بالطلب على الأكسجين (O2) بما يعادل كمية المادة العضوية في الماء، والفئة الأخرى تتكون من مؤشرات يعبر عنها بالكربون (C). مؤشرات الطلب على الأكسجين هي BOD/COD/TOD، ومؤشر الكربون هو TOC. أدناه، سأقدم المؤشرات المذكورة أعلاه للمادة العضوية في الماء بالتفصيل.

ترتيب المؤشرات أعلاه حسب قيمتها العددية من الأكبر إلى الأصغر هو:TOD > COD > BOD > TOC. التحليل المحدد هو كما يلي:

[إجمالي الطلب على الأكسجين TOD]

يشير إجمالي الطلب على الأكسجين (TOD) إلى كمية الأكسجين المطلوبة عند حرق المواد المختزلة في الماء في درجات حرارة عالية وتحويلها إلى أكاسيد مستقرة، ويتم حساب النتيجة بالملجم / لتر. يمكن أن تعكس قيمة TOD استهلاك الأكسجين المطلوب عندما يتم حرق جميع المواد العضوية الموجودة في الماء تقريبًا (بما في ذلك مكونات مثل الكربون C، والهيدروجين H، والأكسجين O، والنيتروجين N، والفوسفور P، والكبريت S، وما إلى ذلك) وتحويلها إلى ثاني أكسيد الكربون، وH2O، وأكاسيد النيتروجين، وثاني أكسيد الكبريت، وما إلى ذلك.

[إجمالي الكربون العضوي الكلي]

إجمالي الكربون العضوي (TOC) هو مؤشر شامل يمثل بشكل غير مباشر محتوى المادة العضوية في الماء. البيانات المعروضة هي إجمالي محتوى الكربون في المواد العضوية في مياه الصرف الصحي، معبرًا عنه بوحدة ملجم/لتر من الكربون (C). بشكل عام، يمكن أن تصل نسبة الكربون العضوي الكلي (TOC) لمياه الصرف الصحي في المناطق الحضرية إلى 200 ملغم/لتر. إن نطاق TOC لمياه الصرف الصحي الصناعية واسع، حيث تصل أعلى مستوياته إلى عشرات الآلاف من الملجم / لتر. يكون معدل الكربون العضوي الكلي لمياه الصرف الصحي بعد المعالجة البيولوجية الثانوية أقل من 50 ملغم/لتر بشكل عام.

[الطلب على الأكسجين البيوكيميائي BOD]

يمثل طلب الأكسجين الكيميائي الحيوي، والمختصر بـ BOD، كمية الأكسجين المذاب المستهلكة أثناء عملية الأكسدة الكيميائية الحيوية للكائنات الحية الدقيقة الهوائية التي تتحلل المواد العضوية في الماء تحت ظروف 20 درجة مئوية والأكسجين. أي كمية الأكسجين اللازمة لتثبيت المادة العضوية القابلة للتحلل في الماء، بوحدة ملجم/لتر. لا يشمل الطلب الأوكسجيني البيولوجي الأكسجين الذي يستهلكه نمو أو تكاثر أو تنفس الكائنات الحية الدقيقة الهوائية في الماء فحسب، بل يشمل أيضًا الأكسجين المستهلك عن طريق تقليل المواد غير العضوية مثل الكبريتيدات والحديد الحديدي، على الرغم من أن هذا الجزء يمثل عادةً نسبة صغيرة جدًا.

في ظل الظروف الطبيعية عند 20 درجة مئوية، فإن الوقت اللازم للمادة العضوية لتتأكسد إلى مرحلة النترجة - أي لتحقيق التحلل الكامل والاستقرار - هو أكثر من 100 يوم. ومع ذلك، من الناحية العملية، يتم استخدام الطلب على الأكسجين الكيميائي الحيوي لمدة 20 يومًا (BOD20) عند 20 درجة مئوية بشكل شائع لتمثيل الطلب الكيميائي الحيوي على الأكسجين تقريبًا. في تطبيقات الإنتاج، لا يزال 20 يومًا يعتبر وقتًا طويلاً جدًا، ويتم استخدام الطلب على الأكسجين الكيميائي الحيوي لمدة 5 أيام (BOD5) عند 20 درجة مئوية بشكل عام كمؤشر لقياس محتوى المادة العضوية في مياه الصرف الصحي.

[الطلب على الأكسجين الكيميائي عند الطلب]

يشير الطلب على الأكسجين الكيميائي (COD) إلى كمية المادة المؤكسدة التي يستهلكها عمل المادة العضوية في الماء مع مؤكسد قوي في ظل ظروف معينة، ويتم تحويلها إلى أكسجين، ويتم حسابها بالملجم / لتر من الأكسجين. عند استخدام ثنائي كرومات البوتاسيوم كعامل مؤكسد، يمكن أكسدة جميع المواد العضوية الموجودة في الماء تقريبًا (90%-95%). في هذا الوقت، كمية المادة المؤكسدة المستهلكة المحولة إلى أكسجين هي ما يسمى عادة الطلب على الأكسجين الكيميائي، وغالبًا ما يتم اختصاره بـ CODcr. قيمة CODcr لمياه الصرف الصحي لا تشمل فقط استهلاك الأكسجين لجميع المواد العضوية تقريبًا في الماء الذي يتم أكسدته، ولكنها تشمل أيضًا استهلاك الأكسجين لتقليل المواد غير العضوية مثل النتريت والأملاح الحديدية والكبريتيدات في الماء الذي يتم أكسدته.

مصفوفة اختيار المراقبة عبر الإنترنت YexSensor للمواد العضوية

الأسئلة المتداولة (الأسئلة الشائعة)

س 1: لماذا يوصى عمومًا بمراقبة COD لقياس طيف الأشعة فوق البنفسجية عبر طريقة ثنائي كرومات البوتاسيوم للتكامل عبر الإنترنت؟
   ج: تتضمن طريقة ثنائي كرومات البوتاسيوم تكاليف صيانة عالية، وأحماض قوية، وكواشف معادن ثقيلة، بالإضافة إلى التخلص من النفايات الخطرة. يعد قياس الطيف فوق البنفسجي (YEX-COD-206) خاليًا من الكواشف، ويوفر بيانات في الوقت الفعلي، وهو أكثر ملاءمة للأتمتة وأنظمة الإنذار المبكر.

س2: كيف يتم تطبيق العلاقة بين BOD5 و COD في الهندسة؟
   ج: من خلال تحديد نسبة B/C (BOD5/COD)، يمكن للقائمين بالتكامل تقييم قابلية التحلل البيولوجي. إذا كانت نسبة B/C < 0.2، فإن مياه الصرف الصحي تكون عمومًا غير مناسبة للمعالجة البيولوجية المباشرة، وينبغي دمج وحدات المعالجة المسبقة للأكسدة المتقدمة.

س3: ما هي الظروف التي يكون فيها مؤشر TOD إلزاميًا؟
   ج: عادةً ما يكون TOD مطلوبًا لمياه الصرف الصحي الصناعية المحددة ذات الأحمال العالية جدًا أو كخط أساس للبحث في إجمالي إمكانات الأكسدة النظرية للمسطح المائي. بالنسبة لمعظم مراقبة مصبات المياه البلدية والصناعية، يكون COD وTOC كافيين.

س 4: كيف يتم ضمان دقة تحويل TOC إلى COD؟
   ج: الدقة تعتمد على ثبات تركيبة الماء. في خطوط الإنتاج ذات المكونات الثابتة، يكون لـ TOC وCOD ارتباط خطي عالي (R² > 0.9). يسمح YexSensor بإدخال معاملات التعويض في وحدة التحكم لإجراء محاكاة عالية الدقة.

س5: هل ستفشل أجهزة استشعار UV254 في مياه الصرف الصحي ذات اللون العالي (عالية الألوان)، مثل مياه الصرف الصحي الصبغية؟
   ج: يؤثر اللون القوي على امتصاص الضوء. يستخدم YexSensor تعويض الطول الموجي المزدوج (إضافة مسار مرجعي 365 نانومتر أو 546 نانومتر) لإلغاء أخطاء القياس الناتجة عن التعكر وبعض تداخل الألوان.

س6: كيف يتم دمج هذه المستشعرات في منصة إنترنت الأشياء؟
   ج: كل YexSensor لديه معرف Modbus فريد. يقوم المتكاملون ببساطة بتعليقها على ناقل RS485 متصل بـ DTU أو PLC وقراءة قيم الفاصلة العائمة وفقًا لخريطة التسجيل المتوفرة.

س7: ما الفرق بين BOD20 وBOD5؟
   ج: يمثل BOD20 إجمالي الطلب على الأكسجين للأكسدة البيوكيميائية الكاملة على مدار 20 يومًا؛ ومع ذلك، نظرًا لأن الفترة طويلة جدًا للاستخدام العملي، فقد تم اعتماد مؤشر الخمسة أيام (BOD5) عالميًا كمعيار للقياس.

س8: ما هي دورة الصيانة النموذجية لهذه الحساسات؟
   ج: عند تجهيزها بالتنظيف التلقائي، تتراوح دورة الفحص الروتيني ومعايرة أجهزة الاستشعار الرقمية YexSensor بشكل عام من 3 إلى 6 أشهر، اعتمادًا على شدة القشور والتلوث في الماء.

الاستنتاج: مستقبل تكامل البيئة المائية المبني على البيانات

لقد تحولت مراقبة المواد العضوية في المياه من التحليل المختبري المتقطع إلى الإدراك عبر الإنترنت في جميع الأحوال الجوية. بالنسبة إلى القائمين على تكامل الأنظمة، يعد فهم المنطق الداخلي لـ TOD وCOD وBOD وTOC واختيار أجهزة الاستشعار ذات قدرات الاتصال والتنظيف الذاتي عالية الأداء أمرًا أساسيًا لتعزيز القدرة التنافسية للمشروع.

يكسسينسورستواصل الشركة تقديم الدعم الفني الأساسي للشركاء الصناعيين، مما يساعد على بناء أنظمة متكاملة لمعالجة المياه أكثر ذكاءً وكفاءة وأكثر مراعاة للبيئة من خلال مؤشرات رقمية دقيقة.

الدعم الفني والتكامل:
       للحصول على أدلة اتصالات Modbus المفصلة، ​​أو جداول اختيار المعدات، أو نصائح التكامل لصناعات معينة، يرجى الاتصال بمركز YexSensor الهندسي.