碳源对应的COD当量计算方法
发布时间:2023-12-13 10:23:18来源:管理员
湿式氧化利用氧气氧化水中有机物,其原理性的化学方程式分为两种,一种是完全氧化型,产物就是CO2、H2O、NH3等小分子无机物;一种是不完全氧化型,产物是比原有机物分子量更小的中间有机物和CO2、H2O、NH3等小分子无机物。
咱们要说的是其中之一,也就是完全氧化型!
湿式氧化的完全氧化型是利用氧分子把水中的有机物彻底分解成小分子无机物,和COD的定义原理基本一致(虽然COD测试的氧化剂是K2Cr2O7,但最终折算的却是[O]的质量),咱们完全可以把它借鉴在碳源折算COD当量问题上,其化学反应方程通式如下所示:
CaHbOcNd+(a+0.25b-0.5c-0.75d)O2→aCO2+(0.5b-1.5d)H2O+dNH3
其中CaHbOcNd为有机物的分子通式,abcd为相对应的原子数量,例如葡萄糖的分子式是C6H12O6,那么对应上述化学方程式中a=6,b=12,c=6,d=0。
带入上述化学反应方程通式可得具体的葡萄糖完全氧化型的方程式:
C6H12O6+(6+0.25×12-0.5×6)O2→6CO2+(0.5×12)H2O
计算后可得:
C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O
而根据COD的定义可知,COD的数值对应的是氧原子的当量摩尔质量,也就是8,此时假设1kg的葡萄糖参与反应,则消耗的[O]=8×1÷7.5=1.06kg,也即1kg葡萄糖对应1.06kg的COD。
所以说你只要记住了最上面那个有机物被氧分子完全氧化的化学反应通式,不论给你什么样的有机物(前提是能被微生物利用的),你都可以计算出它对应的COD当量!
不信你可以按照我的思路,自己去计算下甲醇、乙醇的COD当量折算系数,然后再去查查度娘,看看对不对?
当然我上面那个化学通式仅仅适用于含有碳氢氧氮的有机物,像乙酸钠就不行了,因为它多了一个Na原子。
实际上乙酸钠被氧分子完全氧化的化学反应是:
C2H3O2Na+2O2+HCl→2CO2+2H2O+NaCl
按照上述化学反应方程式折算下来1kg乙酸钠对应的COD当量就是0.78kg。
我给小王大致讲完后,小王也基本明白了这个知识点的原理,虽然没多少卵用吧(毕竟能用作碳源的有机物就那几种,记住就好了),但多学点就比少学点强,您各位说是不是这个理儿?
当然这里面还涉及到一个点,那就是在计算C/N时,到底是按照COD还是BOD进行碳源的投加量计算呢?
严格来说,应该是BOD,毕竟只有能被微生物利用的有机物,才能称之为“碳源”,否则万一你整了个有毒的有机物进入(例如POPs),不但不能增加碳源的目的,反而还把一池子微生物都给弄死了......
但是为嘛在现实中人们还是更多的采用COD作为碳源的投加量依据呢?原因就是传统碳源对于微生物来说都是大补,例如葡萄糖、甲醇什么的,这些玩意儿基本上COD就等于BOD了,只要加进去,微生物都能给你吃个盆干碗净。
还有一点,就是COD测试比BOD方便多了......
所以万一你遇到个项目,人家甲方就不让你用传统碳源,就想让你用他们提供的成分不明的有机物作为碳源,那你还是老老实实的测测它的BOD5值,或者通过实验室小试,试试其效果,然后再去折算投加量吧。
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