Em primeiro lugar, quando se fala em indicadores de matéria orgânica na água, todos deveriam pensar que eles são divisíveis em duas categorias: uma categoria consiste em indicadores expressos pela demanda de oxigênio (O2) equivalente à quantidade de matéria orgânica na água, e a outra categoria consiste em indicadores expressos em carbono (C). Os indicadores de demanda de oxigênio são DBO/DQO/TOD e o indicador de carbono é TOC. Abaixo, apresentarei detalhadamente os indicadores acima de matéria orgânica na água.

A ordem dos indicadores acima de acordo com seu valor numérico, do maior para o menor, é: TOD > COD > DBO > TOC. A análise específica é a seguinte:

[Demanda total de oxigênio TOD]

A Demanda Total de Oxigênio (TOD) refere-se à quantidade de oxigênio necessária quando substâncias redutoras na água são queimadas em altas temperaturas e transformadas em óxidos estáveis, e o resultado é calculado em mg/L. O valor TOD pode refletir o consumo de oxigênio necessário quando quase todas as substâncias orgânicas na água (incluindo componentes como carbono C, hidrogênio H, oxigênio O, nitrogênio N, fósforo P, enxofre S, etc.) são queimadas e transformadas em CO2, H2O, NOx, SO2, etc.

[COT Carbono Orgânico Total]

O Carbono Orgânico Total (TOC) é um indicador abrangente que representa indiretamente o conteúdo de matéria orgânica na água. Os dados apresentados são o teor total de carbono da matéria orgânica do esgoto, expresso em mg/L de carbono (C). Geralmente, o COT do esgoto urbano pode chegar a 200 mg/L. A faixa de TOC de esgoto industrial é ampla, com o maior atingindo dezenas de milhares de mg/L. O COT do esgoto após tratamento biológico secundário é geralmente < 50 mg/L.

[Demanda Bioquímica de Oxigênio DBO]

A Demanda Bioquímica de Oxigênio, abreviada como DBO, representa a quantidade de oxigênio dissolvido consumida durante o processo de oxidação bioquímica de microrganismos aeróbicos que decompõem a matéria orgânica na água sob condições de 20°C e oxigênio. Ou seja, a quantidade de oxigênio necessária para a estabilização da matéria orgânica biodegradável na água, em mg/L. A DBO inclui não apenas o oxigênio consumido pelo crescimento, reprodução ou respiração de microrganismos aeróbios na água, mas também o oxigênio consumido pela redução de substâncias inorgânicas, como sulfetos e ferro ferroso, embora esta parte geralmente represente uma proporção muito pequena.

Em condições naturais a 20°C, o tempo necessário para a matéria orgânica oxidar até à fase de nitrificação – isto é, para atingir a decomposição e estabilização completas – é de mais de 100 dias. Entretanto, na prática, a demanda bioquímica de oxigênio em 20 dias (DBO20) a 20°C é comumente usada para representar aproximadamente a demanda bioquímica de oxigênio. Em aplicações de produção, 20 dias ainda são considerados muito longos, e a demanda bioquímica de oxigênio (DBO5) de 5 dias a 20°C é geralmente usada como um indicador para medir o conteúdo de matéria orgânica no esgoto.

[DQO de demanda química de oxigênio]

A Demanda Química de Oxigênio (DQO) refere-se à quantidade de oxidante consumida pela ação da matéria orgânica na água com um oxidante forte sob certas condições, convertida em oxigênio e calculada em mg/L de oxigênio. Quando o dicromato de potássio é usado como oxidante, quase toda (90%-95%) a matéria orgânica da água pode ser oxidada. Neste momento, a quantidade de oxidante consumido convertido em oxigênio é o que é comumente chamado de demanda química de oxigênio, muitas vezes abreviado como CODcr. O valor CODcr do esgoto não inclui apenas o consumo de oxigênio de quase toda a matéria orgânica na água que está sendo oxidada, mas também inclui o consumo de oxigênio de substâncias inorgânicas redutoras, como nitritos, sais ferrosos e sulfetos na água que está sendo oxidada.

Matriz de seleção de monitoramento on-line YexSensor para matéria orgânica

Perguntas frequentes (FAQ)

Q1: Por que o monitoramento de COD por espectrometria UV é geralmente recomendado em vez do método de dicromato de potássio para integração online?
   R: O método do dicromato de potássio envolve altos custos de manutenção, ácidos fortes e reagentes de metais pesados, além do descarte de resíduos perigosos. A espectrometria UV (YEX-COD-206) não contém reagentes, fornece dados em tempo real e é muito mais adequada para automação e sistemas de alerta precoce.

Q2: Como a relação entre BOD5 e COD é aplicada na engenharia?
   R: Ao determinar a relação B/C (DBO5/DQO), os integradores podem avaliar a biodegradabilidade. Se B/C < 0,2, as águas residuais são geralmente inadequadas para tratamento biológico direto, e unidades avançadas de pré-tratamento de oxidação devem ser integradas.

Q3: Em que circunstâncias o indicador TOD é obrigatório?
   R: O TOD é normalmente necessário para águas residuais industriais específicas com cargas muito elevadas ou como base para pesquisas sobre o potencial de oxidação teórico total de um corpo d'água. Para a maior parte da monitorização de emissários municipais e industriais, o CQO e o COT são suficientes.

Q4: Como é garantida a precisão da conversão de TOC em COD?
   R: A precisão depende da estabilidade da composição da água. Nas linhas de produção com componentes fixos, TOC e DQO apresentam alta correlação linear (R² > 0,9). YexSensor permite inserir coeficientes de compensação no controlador para simulação de alta precisão.

Q5: Os sensores UV254 falharão em águas residuais com alto teor de croma (altamente coloridas), como águas residuais com corantes?
   R: A cor forte afeta a absorção de luz. YexSensor usa compensação de comprimento de onda duplo (adicionando um caminho de referência de 365 nm ou 546 nm) para cancelar erros de medição causados ​​por turbidez e alguma interferência de cor.

P6: Como esses sensores são integrados a uma plataforma IoT?
   R: Cada YexSensor possui um ID Modbus exclusivo. Os integradores simplesmente os penduram em um barramento RS485 conectado a uma DTU ou PLC e leem os valores de ponto flutuante de acordo com o mapa de registro fornecido.

Q7: Qual é a diferença entre BOD20 e BOD5?
   A: DBO20 representa a demanda total de oxigênio para oxidação bioquímica completa ao longo de 20 dias; entretanto, como o período é muito longo para uso prático, o indicador de 5 dias (DBO5) é universalmente adotado como padrão de medição.

Q8: Qual é o ciclo de manutenção típico para esses sensores?
   R: Quando equipado com limpeza automática, o ciclo para inspeção de rotina e calibração dos sensores digitais YexSensor é geralmente de 3 a 6 meses, dependendo da gravidade da incrustação e incrustação na água.

Conclusão: Futuro baseado em dados da integração do ambiente hídrico

O monitoramento da matéria orgânica na água passou de uma análise laboratorial intermitente para uma percepção on-line de todas as condições climáticas. Para integradores de sistemas, compreender a lógica interna de TOD, COD, BOD e TOC e selecionar sensores com comunicação de alto desempenho e recursos de autolimpeza é fundamental para aumentar a competitividade do projeto.

Sensor Yex continuará a fornecer apoio técnico subjacente aos parceiros industriais, ajudando a construir sistemas integrados de tratamento de água mais inteligentes, mais eficientes e mais ecológicos através de indicadores digitais precisos.

Suporte Técnico e Integração:
       Para obter manuais detalhados de comunicação Modbus, tabelas de seleção de equipamentos ou conselhos de integração para indústrias específicas, entre em contato com o Centro de Engenharia YexSensor.