ورود به دنیای تصفیه پساب صنعتی بدون شناخت دو مفهوم کلیدی BOD و COD تقریبا غیرممکن است. این دو شاخص، مانند تب‌سنجی برای پزشک، وضعیت بحرانی آلودگی آب را به ما نشان می‌دهند. بالا بودن این دو معیار نه تنها برای محیط زیست یک فاجعه است، بلکه می‌تواند منجر به جریمه‌های سنگین و توقف فعالیت یک واحد صنعتی شود. اما BOD و COD دقیقاً چه هستند و مهم‌تر از آن، چگونه می‌توانیم سطح آن‌ها را کنترل کنیم؟
BOD چیست؟ اکسیژن خواهی بیولوژیکی
BOD که مخفف Biochemical Oxygen Demand است، به مقدار اکسیژن مورد نیاز میکروارگانیسم‌ها (مانند باکتری‌ها) برای تجزیه مواد آلی موجود در آب گفته می‌شود.
تصور کنید مقداری پساب حاوی مواد آلی (مثل باقی‌مانده مواد غذایی، فضولات یا مواد قندی) وارد یک رودخانه می‌شود. باکتری‌های هوازی موجود در آب، این مواد آلی را به عنوان غذا مصرف و شروع به تجزیه آن‌ها می‌کنند. این فرایند تجزیه، یک فعالیت بیولوژیکی است و مانند هر موجود زنده‌ای، این باکتری‌ها برای زنده ماندن و فعالیت به اکسیژن نیاز دارند. هرچه میزان مواد آلی در آب بیشتر باشد، باکتری‌ها برای تجزیه آن‌ها به اکسیژن بیشتری نیاز پیدا می‌کنند.
چرا BOD بالا خطرناک است؟ وقتی BOD پساب بالا باشد، باکتری‌ها حجم عظیمی از اکسیژن محلول در آب را مصرف می‌کنند. این کاهش شدید اکسیژن باعث مرگ آبزیان، از ماهی‌ها گرفته تا گیاهان آبزی می‌شود و اکوسیستم رودخانه را به یک “منطقه مرده” تبدیل می‌کند. به همین دلیل، اندازه‌گیری و کنترل BOD یکی از اولین قدم‌ها در تصفیه پساب است.
COD چیست؟ اکسیژن خواهی شیمیایی
COD مخفف Chemical Oxygen Demand است. این شاخص، مقدار کل اکسیژن مورد نیاز برای اکسیداسیون (تجزیه شیمیایی) تمام مواد قابل اکسید شدن در آب را اندازه‌گیری می‌کند.
برخلاف BOD که فقط مواد آلی قابل تجزیه بیولوژیکی را اندازه می‌گیرد، COD یک شاخص جامع‌تر است. COD نه تنها شامل مواد آلی قابل تجزیه بیولوژیکی می‌شود، بلکه مواد آلی غیرقابل تجزیه (مانند برخی پلاستیک‌ها، آفت‌کش‌ها و مواد شیمیایی پیچیده) و حتی برخی ترکیبات معدنی را نیز در بر می‌گیرد. برای اندازه‌گیری COD، از یک اکسیدکننده شیمیایی قوی (مانند دی‌کرومات پتاسیم) استفاده می‌شود تا تمام مواد قابل اکسید شدن را به زور تجزیه کند.
تفاوت کلیدی بین BOD و COD
برای درک بهتر، این دو را در یک جدول مقایسه می‌کنیم:
| ویژگی | BOD (اکسیژن خواهی بیولوژیکی) | COD (اکسیژن خواهی شیمیایی) |
| چه چیزی را اندازه می‌گیرد؟ | اکسیژن مورد نیاز برای تجزیه بیولوژیکی مواد آلی | اکسیژن مورد نیاز برای اکسیداسیون شیمیایی تمام مواد |
| جامعیت | فقط مواد آلی قابل تجزیه توسط باکتری‌ها | تقریبا تمام مواد آلی و برخی مواد معدنی |
| مقدار | همیشه کمتر از یا مساوی COD است | همیشه بیشتر از یا مساوی BOD است |
| زمان اندازه‌گیری | معمولاً ۵ روز طول می‌کشد (BOD₅) | سریع است و حدود ۲ تا ۳ ساعت زمان می‌برد |
Export to Sheets
نسبت BOD/COD یک شاخص مهم برای تعیین “قابلیت تصفیه بیولوژیکی” پساب است. اگر این نسبت بالا باشد (مثلاً بیشتر از 0.6)، یعنی بخش بزرگی از آلودگی، آلی و قابل تجزیه بیولوژیکی است و روش‌های بیولوژیکی برای تصفیه آن بسیار موثر خواهند بود.
چگونه می‌توان به کاهش COD و BOD پساب دست یافت؟
اکنون که با این مفاهیم آشنا شدیم، به بخش اصلی ماجرا می‌رسیم: راهکارهای عملی برای کاهش COD و BOD پساب. انتخاب روش مناسب به عواملی مانند نوع صنعت، حجم پساب، میزان آلودگی و بودجه بستگی دارد. به طور کلی، روش‌ها به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند.
۱. تصفیه فیزیکی (پیش‌تصفیه)
این روش‌ها اولین خط دفاعی هستند و معمولاً برای حذف ذرات جامد بزرگ و آماده‌سازی پساب برای مراحل بعدی به کار می‌روند.
- آشغال‌گیری (Screening): استفاده از صافی‌ها و توری‌های مختلف برای حذف ذرات درشت مانند تکه‌های پلاستیک، چوب و…
- ته‌نشینی (Sedimentation): با آرام‌سازی جریان پساب در حوضچه‌های ته‌نشینی، ذرات جامد سنگین‌تر به دلیل وزن خود به پایین سقوط کرده و از آب جدا می‌شوند. این کار به سادگی بخشی از بار آلودگی را کم می‌کند.
- شناورسازی (Flotation): در این روش با تزریق حباب‌های ریز هوا، ذرات سبک‌تر (مانند روغن و گریس) به سطح آب آمده و از آنجا جمع‌آوری می‌شوند.
۲. تصفیه شیمیایی
این روش‌ها از مواد شیمیایی برای تجزیه یا ته‌نشین کردن آلاینده‌ها استفاده می‌کنند و در کاهش COD و BOD پساب بسیار موثرند، به‌خصوص برای پساب‌های حاوی مواد سمی و غیرقابل تجزیه بیولوژیکی.
- انعقاد و لخته‌سازی (Coagulation & Flocculation): با افزودن مواد شیمیایی منعقدکننده مانند سولفات آلومینیوم (آلوم) یا کلرید فریک، ذرات ریز کلوئیدی که به طور طبیعی ته‌نشین نمی‌شوند، به هم چسبیده و لخته‌های بزرگ‌تری (فلاک) تشکیل می‌دهند. این لخته‌ها به راحتی قابل ته‌نشینی و حذف هستند.
- اکسیداسیون شیمیایی پیشرفته (AOPs): این روش یکی از مدرن‌ترین و کارآمدترین تکنیک‌ها برای پساب‌های بسیار مقاوم است. در این فرآیند از اکسیدان‌های بسیار قوی مانند ازن (O₃)، پراکسید هیدروژن (H₂O₂) و رادیکال‌های هیدروکسیل (•OH) استفاده می‌شود. این عوامل اکسیدکننده مولکول‌های آلی پیچیده و سمی را به ترکیبات ساده‌تر و بی‌خطر مانند آب و دی‌اکسید کربن تبدیل می‌کنند.
۳. تصفیه بیولوژیکی
این روش‌ها از طبیعت الگوبرداری می‌کنند و با استفاده از میکروارگانیسم‌ها، مواد آلی را تجزیه می‌کنند. این روش‌ها به‌ویژه برای پساب‌هایی با نسبت BOD/COD بالا بسیار مناسب و مقرون‌به‌صرفه هستند.
- فرآیندهای هوازی (Aerobic Processes): در این روش‌ها (مانند لجن فعال)، با تزریق مداوم هوا، اکسیژن لازم برای فعالیت باکتری‌های هوازی فراهم می‌شود. این باکتری‌ها مواد آلی را مصرف کرده و به توده بیولوژیکی (لجن) و دی‌اکسید کربن تبدیل می‌کنند. این روش در کاهش BOD بسیار کارآمد است.
- فرآیندهای بی‌هوازی (Anaerobic Processes): در غیاب اکسیژن، دسته‌ای دیگر از باکتری‌ها مواد آلی را تجزیه کرده و گاز متان (بیوگاز) تولید می‌کنند. این روش برای پساب‌های با غلظت آلودگی بسیار بالا مناسب است و مزیت آن، تولید انرژی (بیوگاز) و حجم لجن بسیار کمتر است.
نقش فناوری نانو در کاهش COD و BOD
در سال‌های اخیر، فناوری نانو به عنوان یک راهکار انقلابی وارد عرصه تصفیه پساب شده است. نانوذرات به دلیل سطح ویژه بسیار بالا و خواص کاتالیزوری منحصربه‌فرد، می‌توانند بازده فرآیندهای تصفیه را به شدت افزایش دهند.
- نانوکاتالیست‌ها: استفاده از نانوذراتی مانند دی‌اکسید تیتانیوم (TiO₂) در فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOPs)، سرعت تجزیه آلاینده‌های سمی را چند برابر می‌کند.
- نانوفیلتراسیون: غشاهای نانوساختار می‌توانند آلاینده‌ها، ویروس‌ها و یون‌های فلزات سنگین را با دقت بسیار بالایی از آب جدا کنند و راهکاری موثر برای کاهش COD و BOD پساب به سطوح بسیار پایین باشند.
نتیجه‌گیری: انتخاب هوشمندانه، آینده‌ای پایدار
درک صحیح شاخص‌های BOD و COD و تفاوت‌های آن‌ها، اولین گام برای هر مدیر صنعتی مسئولیت‌پذیر است. این دو معیار نه تنها نشان‌دهنده میزان آلودگی پساب شما هستند، بلکه راهنمای انتخاب بهترین روش تصفیه نیز محسوب می‌شوند.
همانطور که دیدیم، هیچ راهکار واحدی برای همه وجود ندارد. یک استراتژی هوشمندانه معمولاً ترکیبی از روش‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی است. برای مثال، یک واحد صنعتی می‌تواند با استفاده از ته‌نشینی (فیزیکی) بار اولیه آلودگی را کاهش دهد، سپس با فرآیند لجن فعال (بیولوژیکی) بخش عمده BOD را حذف کرده و در نهایت با یک فرآیند اکسیداسیون پیشرفته مبتنی بر نانو (شیمیایی)، آلاینده‌های مقاوم باقی‌مانده را از بین ببرد تا به استانداردهای سخت‌گیرانه محیط زیست دست یابد.
کاهش COD و BOD پساب دیگر یک انتخاب نیست، بلکه یک ضرورت برای بقای کسب‌وکار و حفاظت از منابع آبی گران‌بهای کشورمان است. با سرمایه‌گذاری روی تکنولوژی‌های نوین و مشاوره با متخصصین این حوزه، می‌توانید این چالش را به یک نقطه قوت برای سازمان خود تبدیل کنید.