یکی از پارامترهای کلیدی در آنالیز و تصفیه فاضلاب، میزان اکسیژن‌خواهی بیوشیمیایی یا همان BOD (Biochemical Oxygen Demand) است. این شاخص بیانگر مقدار اکسیژنی است که میکروارگانیسم‌های هوازی برای تجزیه مواد آلی موجود در فاضلاب مصرف می‌کنند. اهمیت این فاکتور در آن است که نه‌تنها نشان‌دهنده آلودگی فاضلاب است، بلکه مبنایی برای طراحی فرآیندهای تصفیه نیز محسوب می‌شود.
در این مقاله با مفهوم BOD، نحوه اندازه‌گیری، کاربردها، ارتباط آن با دیگر شاخص‌ها و نقش آن در بهره‌وری سیستم‌های تصفیه بیشتر آشنا می‌شوید.
تعریف BOD در تصفیه فاضلاب
BOD شاخصی است برای سنجش میزان نیاز بیوشیمیایی اکسیژن در طول زمان معین (معمولاً ۵ روز) در دمای مشخص، که به‌وسیله باکتری‌های هوازی برای تجزیه مواد آلی مصرف می‌شود. بالا بودن مقدار BOD در فاضلاب نشان‌دهنده سطح بالای آلودگی آلی و نیاز بیشتر به اکسیژن برای تجزیه این مواد است. در مقابل، فاضلاب با BOD پایین، معمولاً آلودگی کمتری دارد و تصفیه آن آسان‌تر است.
در طراحی سیستم‌های تصفیه بیولوژیکی مانند لجن فعال، هوادهی گسترده، و بیوفیلم‌ها، شناخت مقدار BOD اولیه فاضلاب برای تعیین بار آلی بسیار حیاتی است. به همین دلیل است که واحدهای صنعتی پیش از تخلیه فاضلاب به شبکه، ملزم به رعایت استانداردهای BOD می‌باشند.
اهمیت BOD در طراحی فرآیندهای تصفیه
میزان BOD، در کنار پارامترهایی مثل COD و TSS، از اصلی‌ترین فاکتورها برای طراحی حوضچه‌های هوادهی، مخازن ته‌نشینی و فیلترهای بیولوژیکی محسوب می‌شود. اگر BOD فاضلاب ورودی به سیستم بالا باشد، تجهیزات باید ظرفیت مناسبی برای اکسیژن‌رسانی و تجزیه بار آلی داشته باشند. این موضوع در انتخاب تجهیزات مکانیکی نیز تأثیرگذار است.
برای مثال، در سیستم‌هایی که از روش‌های هوازی بهره می‌برند، تجهیزاتی مانند قطعات کولینگ تاور یا سیستم‌های پاشش آب می‌توانند در فرآیند خنک‌سازی و تهویه نقش مهمی ایفا کنند و به بهینه‌سازی فرآیندهای مرتبط با اکسیژن‌خواهی کمک نمایند.
نحوه اندازه‌گیری BOD
برای اندازه‌گیری BOD، معمولاً نمونه‌ای از فاضلاب را در دمای ۲۰ درجه سانتی‌گراد به مدت ۵ روز در شرایط هوازی نگهداری می‌کنند. کاهش میزان اکسیژن محلول در این بازه زمانی، به‌عنوان BOD یا اکسیژن مورد نیاز برای تجزیه زیستی مواد آلی در نظر گرفته می‌شود.
واحد اندازه‌گیری BOD میلی‌گرم بر لیتر (mg/L) است و در فاضلاب شهری این عدد معمولاً بین 150 تا 300 mg/L و در فاضلاب‌های صنعتی ممکن است تا 2000 mg/L یا بیشتر نیز باشد. مقدار BOD یکی از شاخص‌های اصلی کنترل کیفیت خروجی سیستم تصفیه به‌شمار می‌رود.
ارتباط BOD با سایر تجهیزات تصفیه
فرآیند تصفیه فاضلاب فقط به حذف آلودگی‌های آلی محدود نمی‌شود، بلکه باید میزان انرژی مصرفی، بازده، و طول عمر تجهیزات نیز در نظر گرفته شود. استفاده از تجهیزات مناسب در این مسیر اهمیت بالایی دارد. یکی از این تجهیزات، قطره گیر تیغه ای است که در برج‌های خنک‌کننده به کار می‌رود و از پاشش ذرات آب و اتلاف آن جلوگیری می‌کند.
همچنین در فرآیندهایی که دمای آب نقش مهمی در فعالیت میکروبی دارد، تجهیزاتی نظیر برج‌های خنک‌کننده اهمیت می‌یابند. در این سیستم‌ها استفاده از پکینگ‌ها برای افزایش سطح تبادل گرما ضروری است. محصولاتی مانند پکینگ نت اسپلش به دلیل طراحی خاص خود، سطح تماس آب و هوا را افزایش داده و به خنک‌سازی سریع‌تر کمک می‌کنند.
نوع فاضلاب مقدار متوسط BOD (mg/L)
فاضلاب خانگی 200 – 300
فاضلاب لبنیات 1000 – 1500
فاضلاب صنایع غذایی 500 – 2000
فاضلاب بیمارستانی 250 – 600
فاضلاب نساجی 400 – 1200
استفاده از تجهیزات مدرن مانند پکینگ‌های حرارتی با راندمان بالا و فن‌های تهویه دقیق در سیستم‌های تصفیه، می‌تواند باعث کاهش میزان BOD خروجی به کمتر از 30 mg/L گردد.
نکات مهم در طراحی سیستم براساس BOD
هنگام طراحی سیستم تصفیه فاضلاب براساس BOD، لازم است عواملی مانند نوع فاضلاب، میزان جریان، شرایط محیطی و روش تصفیه در نظر گرفته شود. در این مسیر بهره‌گیری از تجهیزات جانبی کارآمد نیز حائز اهمیت است.
برای مثال، انتخاب مناسب پکینگ‌ها تأثیر زیادی در عملکرد بیوفیلم و هوادهی دارد. استفاده از پکینگ برج خنک کننده فیدار پلیمر کیان مهر که از متریال باکیفیت و طراحی مهندسی‌شده برخوردار است، می‌تواند در کاهش زمان ماند و افزایش بازده سیستم نقش مهمی ایفا کند.
در همین راستا، برخی صنایع به دلیل محدودیت‌های فضا و نیاز به بهره‌وری بالا از مدل‌های فشرده‌تری مانند پکینگ رولی یا پکینگ فیلمی استفاده می‌کنند که در کنار راندمان مناسب، نصب سریع‌تری نیز دارند.
نتیجه‌گیری
BOD یکی از مؤثرترین شاخص‌ها در ارزیابی کیفیت فاضلاب و طراحی فرآیندهای تصفیه است. این پارامتر به‌طور مستقیم نشان‌دهنده مقدار آلودگی آلی است و در صورت عدم کنترل صحیح، می‌تواند به محیط‌زیست و تجهیزات آسیب برساند. در نتیجه، استفاده از تجهیزات مؤثر و به‌روز مانند پکینگ‌های مقاوم، سیستم‌های تهویه، و نازل‌های توزیع آب، در کنار طراحی علمی، از ضروریات تصفیه اصولی فاضلاب به‌شمار می‌رود.
اگر در مراحل طراحی یا بهینه‌سازی سیستم تصفیه خود هستید، می‌توانید برای خرید پکینگ برج خنک کننده یا تجهیزات تخصصی دیگر به شرکت‌های معتبر مراجعه کنید. برندهایی مانند فیدار پلیمر کیان مهر با تولید تجهیزات تخصصی و مهندسی‌شده، راهکارهایی مطمئن برای ارتقاء کیفیت و راندمان تصفیه ارائه می‌دهند. همچنین در کنار پکینگ‌های کلاسیک، محصولاتی مانند پکینگ pp، پکینگ pvc و حتی خرید پکینگ اسپلش نیز بسته به نوع پروژه، پیشنهاد می‌شوند.
