PeCOD KOİ Analizinin Yeni Yolu Laboratuvarda, Portatif olarak Sahada veya Online

Transkript

1 PeCOD KOİ Analizinin Yeni Yolu Laboratuvarda, Portatif olarak Sahada veya Online GÜVENLİ, HIZLI, ÇEVRECİ Load. Start. Done.

2 KOİ & BOİ 5 Biyolojik Oksijen İhtiyacı (BOİ) ve Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ), genel su kalitesi için her yerde kullanılan analizlerdir. Doğal sularda ve atıksularda su kalitesinin tayini için kullanılan en önemli ölçüm parametreleridir. KOİ su içinde bulunan kimyasal olarak oksitlenebilen organik maddeler için gerekli olan oksijen miktarının eşdeğer karşılığır. BOİ su içinde bulunan biyolojik olarak oksitlenebilen organik maddeler için gerekli olan oksijen miktarının eşedeğer karşılığıdır.

3 KOİ & BOİ 5 KOİ & BOİ 5 birimi: mg/l O 2 (veya ppm ) olarak Standart BOİ analizi 5 günde tamamlanmaktadır - online olarak kullanılamaz. BOİ taraması için genellikle KOİ analizi ile yapılır BOİ KOİ (numune yapısına bağlı olarak )

4 KOİ & BOİ 5 Mevzuata göre : Dünyada EPA, ülkemizde ise Çevre ve Şehircilik Bakanlığının su kirliliği kontrol limitlerinde KOİ ve BOİ 5 kullanılmaktadır. Mevzuat dışı : KOİ ve BOİ 5 sanayide proses kontrol ve izleme amacıyla kullanılmaktadır.

5 KOİ & BOİ 5 KOİ ve BOİ analizi 2 basamaklı bir analizdir; Basamak 1 Organik maddenin oksidasyonu BOİ biyolojik olarak 5 gün KOİ 2 saat yaş kimya (asit, sıcaklık, basınç, katalizör E o = +1.9v) PeCOD KOİ 5 ile 10 dk Fotokatalist (UV aktive yarı iletken E o = +3.2v)

6 KOİ & BOİ 5 Basamak 2 Oksidasyonun derecesinin ölçülmesi BOİ 5 5 günün sonunda mikro organizmalar tarafından alınan O 2 miktarının direk ölçülmesi KOİ Yaş Kimya Cr 6+ nın Cr 3+ e indirgenmesi için harcanan elektronların ölçülmesi ile Oksijen İhtiyacının direk olmayan yöntem ile tespit edilmesi PeCOD KOİ Elektrokimya Oksijen ihtiyacının oksidasyon işlemi esnasında üretilen elektronların ölçülmesi direk olarak orantılı

7 KOİ Analizi için Dichromate Metodu ~100 yıldan daha eski yaş kimya metodu Oksitleyici : Konsantre Sülfirik Asit & Dikromat Gümüş Sülfat ( katalizör), Civa Sülfat (Klor uzaklaştırma < klor 1000 ppm) Yakma 150 C, 2-3 saatlik proses Tüm ölçüm belirsizliği, ±20-30 % EPA ve Standart Metod Birçok genel madde tamamı ile oksitlenmiyor Atıkları tehlikeli olduğu için bertaraf edilmek zorunda

8 PeCOD KOİ Analizi için yeni Metod PeCOD foto-elektrokimya teknolojisi üzerine kurulu yeni KOİ analiz tekniği Oksitleyici : UV ışığı ile aktive olan Titanyumdioksit Çevreci & Güvenli : sadece elektrolit kullanarak Gümüş, civa dikromat veya asit kullanmadan Hızlı : Analiz süresi 5-10 dakika Doğru : Kararsızlık < 10 % (tipik < 5%) Atık bertarafı gerektirmez Hızlı, çevreci, doğru, ekonomik Load. Start. Done.

9 PeCOD Teknolojisi Özet - PeCOD Metodoloji TiO yılında bulunan güçlü ve çok yönlü bir fotokatalist (3.2 V) Fotoelektrokimya ; Fotokimya = Oksidasyon Elektrokimya = Ölçüm birleşimidir PeCOD metodu KOİ hesaplamalarında stnadart formülasyonları kullanmaktadır Load. Start. Done.

10 PeCOD Teknolojisi PeCOD protinler, makromoleküller veya selülözler dışında çözünmüş KOİ ölçer Çözünmüş KOİ genellikle arıtma tesislerinin genel olarak kirlilik yükünü oluşturmaktadır. Bu nedenle arıtma tesisleri için daha iyi sonuçlar sağlamaktadır. Dikromat metodu ile yapılan KOİ analizleri toplam KOİ vermektedir. Genel olarak giriş sularında farklılıklar görülmektedir. Sonuçlar arasında güçlü bir korelasyon bulunmaktadır.

11 PeCOD Teknolojisi Titanyum dioksit sensor kullanılmaktadır Titanyumdioksit bir cam bölme altına yerleştirilmiştir. Bu bölme üzerine gönderilen UV ışık ile Titanyumdioksit aktive olur ve güçlü bir oksitleyicidir. Sensör içinden geçen numune içindeki organik madde okside olur ve okside olan miktar direk olarak ölçülür

12 PeCOD Analiz Tekniği. Elektron (e - ) iletken banta yükseltgenir, güçlü oksidant olan (3.1 V) photohole oluşur UV LED UV LED yanar PeCOD Sensör UV ışık ile aktive edilen titanyum dioksit, güçlü bir oksitleyicidir UV 400nm Titanyum Dioksit nano partiküller h + e - e - Organiklerin oksidasyonu başlar Index Oksidasyon tamamlanır Transfer edilen yük (Q) tüm organikler oksitlenene kadar ölçülür COD=Q/(4FV) x İçerisi gözüken hücre İletken tabaka TO (Indiyum Kalay Oksit) Titanyum Dioksit nano partiküller Cam alt katman Numune +Elektrolit Kesit

13 Index Blank Sample 100 mg/l COD Zaman 4 dk. Eğrinin altındaki alan = Q net KOİ = k (Q net Q blank ) Load. Start. Done.

14 KARŞILAŞTIRMA KOİ / Teorik Oksijen İhtiyacı (ThOD) Bir organik türünün tam oksidasyonu ile ThOD stokiometrik denklemler ile hesaplanmaktadır. İdeal bir dünyada, KOİ/ThOD =1 olmalıdır. Ancak gerçek dünyada bu eşitlik (KOİ/ThOD =1) organik maddelerin türlerine bağlı olarak farklılık göstermektedir.

15 C r KARŞILAŞTIRMA KOİ / Teorik Oksijen İhtiyacı (ThOD) KOİ ve ThOD değerlerinin karşılaştırılması Solda Dikromat yöntemi, sağda ise UV-aktive TiO 2 From Kim et al., Analyst, 2000, 125,

16 KARŞILAŞTIRMA KOİ / Teorik Oksijen İhtiyacı (ThOD)

17 KARŞILAŞTIRMA KOİ / Teorik Oksijen İhtiyacı (ThOD)

18 Karşılaştırma Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ) / Toplam Organik Karbon (TOK) Sonuçları TOK analizleri genellikle karbon seviyesinin yeterli olduğu numunelerde iyi sonuçlar vermeketdir. KOİ analizi karbon seviyesinin düşük olduğu durumlarda dahi TOK analizine göre organik madde miktarının çevre üzerine etkilerinde iyi sonuçlar vermektedir. Örn. TOK aynı methanol ve formik asit çözeltilerde tek karbon olmasından dolayı aynı sonucu verirken KOİ methanolün formik asite göre farklı redoks seviyelerindeki karbonlarından dolayı farklı sonuçlar vermektedir. Methanole bakarsak ; 2CH 3 OH + 3O 2 à 2CO 2 + 4H 2 O 96 g/mol O 2 her 64 g/mol CH 3 OH veya 1.5g COD /1 gram of methanol için Sonra Formik asite bakarsak ; 2 CH 2 O 2 + O 2 à 2CO 2 + 2H 2 O 32 g/mol O 2 her 92 g/mol CH 2 O 2 veya 0.3g COD /1 gram formik asit için Not: Tüm TOK Analizörleri Load. (C Start. karbonu Done. CO 2 çevirir ve çevrilen CO 2 okur)

19 PeCOD PeCOD Kimyasal Oksijen İhtiyacı analizinde yeni yöntem Hızlı, Çevreci, Güvenilir Bilgisayar kontrollü Çoklu analiz için otoörnekleyiclerle uygun Otomatik kalibrasyon Otomatik sıvı transferi BOİ, Bulanıklık, renk gibi parametreler ile çok parametreli olarak tasarlanabilir. Load. Start. Done.

20 Load. Start. Done. PeCOD Sensörü Teknolojisinin odağı...

21 Load. Start. Done.

22 PeCOD Ürünler Laboratuvar Tip Analizörler Sadece Cihaz Otomatik (otoörnekleyici) (PeCOD AssayPlus, Multi-Parametre, PC- BOD/Titrate Duo) Hatta Bağlı (Near-Line) Portatif Saha Tipi Analizörler On-line Analizörler

23 PeCOD L100 Ön Atık (Çıkış W ) Şahit Çözelti (Giriş B ) Açma/Kapama Numune (Giriş A ) LCD Ekran Dokunmatik Tuş Takımı Load. Start. Done.

24 PeCOD L100 - Arka Pil (Opsiyonel) USB girişi Bilgisayar kontrolü ve otomasyon Güç Girişi Load. Start. Done.

25 Kullanım Tüm işlemler üzerinde bulunan dokunmatik ekrandan yapılabilir LabTerm yazılımı ile gelmektedir Opsiyonel olarak PeCOD PC- Titrate yazılımı ile uyumludur Böylelikle ; Otobaşlat tuşları, kolay kullanım Otomatik Kalibrasyonlar Hata Mesajları izeleme Sonuç veritabanı Raporlama Load. Start. Done.

26 Otomatik PeCOD MANTECH ürün grubunun yeni üyesi : PeCOD AssayPlus KOİ analizi bir otoörnekleyicinin eklenmesi ile tam otomatik yapılabilmekte ve diğer parametreler ile çoklu paramatre ölçen sistemine dönüşebilmektedir. PeCOD AssayPlus

27 Otomatik PeCOD PeCOD AssayPlus sisteminin tüm kontrol ve analiz fonsiyonları PC-Titrate yazılımı tarafından yapılmaktadır. Hazırlanan numuneler otoörnekleyiciye yerleştirildikten sonra dozajlama pompası ile gerekli olan elektrolit çözeltisi numunelere aktarılır. Karışıtıcı ile elektrolit ve numunenin tam olarak karışması sağlanır. Şahitler porgrama eklenir ve otomatik olarak çalıştırılır.

28 Otomatik PeCOD Numune analiz için otomatik olarak L100 cihazına pompalanır. Sonuçlar cihazın üzerinde görüntülenir ve raporlama için yazılıma aktarılır. Kalite Kontrol sonuçları bir süre izlenir ve aralık dışındakiler belirlenir. Otomatik KOİ kalibrasyonları analiz yapan teknik personel labotratuvara gelmeden tamamlanır. Hazır bekleme modu sayesinde sensör herzaman analiz için hazır tutulur Her analiz sonunda sensör yıkanır ve gün sonunda tüm oksitleyicilerin sistemden uzaklaştığından emin olmak için şahit numune doldurulur. Entegre sensör ömrü sayesinde sensör ömrü tespit edilir.

29 Otomatik PeCOD ph ile korumaya alınmış KOİ numunelerin ph sının ayarlanması. Yüksek KOİ numuneleri için otomatik seyreltme. Girişimlerin önlenmesi için Klor konsantrasyonu için iletkenlik ölçümü Diğer parametreler ile kombine olarak Multi Parametre Analiz sistemi

30 Otomatik PeCOD: PC-BOD/COD Duo

31 Otomatik PeCOD Near Line- Hattın Yanından PeCOD Assay Plus bir near line formatında (hattın yanından) kullanılabilir, arıtma tesisinden laboratuvara akan numuneler bir pompa ile sisteme gönderilerek KOİ izlemesi ve ph, iletkenlik, bulanıklık, renk gibi diğer parametrelerin analizi yapılır. Örnekleme belli zaman aralıklarında yapılabilir.

32 Otomatik PeCOD Near Line- Hattın Yanından Eğer numune içinde herhangi bir parametre belirlenen limitleri aşarsa, bir alarm üretilerek potansiyel tehlike için uyarı yapılır. Sistem otomatik olarak numuneyi toplar ve ileri analizlerin yapılması için ayrı bir kaba aktarır. Parametre limit değerini aşan parametre için gerekli tedbirlerin hemen alınabilmesi için uyarı notu oluşturulur

33 PeCOD Portatif Saha Tipi Laboratuvar tipteki cihaza pil paketi eklenerek portatif saha tipi olarak kullanılabilir.

34 Aksesuarlar L100 portatif PeCOD için aksesuarlar Pil Taşıma Çantası Portatif Lab Kit Load. Start. Done.

35 Sarf Elektrolit Kalibrant Sensör Elektrolit ve Kalibrant seçimi analiz yapacağınız KOİ aralığına göre yapılmalıdır Load. Start. Done.

36 KOİ aralıkları L100 dört farklı aralıkta KOİ analiz edebilir, kolay kullanım için renk kodludur 0-25 mg/l = Mavi mg/l = Yeşil mg/l = Sarı mg/l = Kırmızı Kalibrasyon çözeltileri ve elektrolitlerde aynı renk kodlarına sahiptirler Load. Start. Done.

37 Sensör değişimi Bakım Sensör ömrü tipik olarak 300 ile 500 analiz. Online analiz sistemlerinde daha uzun ömürlüdür. Kalibrasyon M değeri > 0.6 olmalıdır. Sensör is kolayca değiştirilebilir önceden ayarlanmış Sensör ilk kullanımında Yeni Sensör programı çalıştırılmalıdır. Load. Start. Done.

38 P100 Online Analizör P100 KOİ İzleme Sistemi iki üniteden oluşur ; 1. P100 analizör ve 2. P100 örnekleme sistemi Load. Start. Done.

39 P100 Online Analizör PeCOD Analizör Su geçirmez Gövde Ekran ve Tuş takımı USB Bağlantı Sıvı bağlantıları Seyreltme ve karıştırma Bloğu Load. Start. Done.

40 P100 Online Analizör Numune ve Geri yıkama Vanası Paslanmaz Çelik Kabin Örnek Hattı PLC Kalibrant Filtre ünitesi P100 Analizör Çözeltiler ; - Elektrolit - Su - Yıkama Suyu Load. Start. Done.

41 P100 Online Analizör Online İzleme, 4/20 ma çıkışı ile kontrol Otomatik düzenli kalibrasyon ve sistem yıkaması Her 15 dakikada bir örnekleme Programlanmış rutin bakım Ham atıksuların analizi Güç ( VAC), su ve basınçlı hava gerektirmektedir. Hava ve su örnekleme probunun geri yıkaması için kullanılmaktadır. Bu işlem otomatik olarak yapılmaktadır. Load. Start. Done.

42 Uygulamalar BOİ taraması Proses İzleme & Kontrol Çevresel izleme

43 BOİ Tarama PeCOD tarafından sağlanan gerçek zamanlı KOİ sonuçları ile sürekli organik yükü izlenerek yönetmelikte belirlenen zorunluklar sağlanmış olur. BOİ analizi için gerekli olan seyreltmelerde azalmalar sağlanır. PC-BOD/COD Duo sistemi PeCOD AssayPlus ile PC- BOD sisteminin birleştirilmesinden oluşur ve standart metodlara uygun BOİ analizi ve PeCOD teknolojisi kullanılarak otomatik KOİ analizi gerçekleştirilir.

44 BOİ Tarama İlk önce KOİ analiz edilir, elde edilen KOİ sonuçları ile tahmini BOİ değerleri rapor edilir. KOİ örneklerinin ardından, analiz yapan sorumlu tarafından numune taşıyıcısı ve prob değiştirilerek BOİ analizleri tamamlanır PC-BOD/COD sistemi KOİ ve BOİ analizlerinin yapılabileceği bir sistemden oluşur.

45 Proses İzleme & Kontrol : AAT Koruma ve Optimizasyonu Gerçek zamanlı KOİ analizi ile giriş suyunun arıtılması ve KOİ uzaklaştırılması ensasında havalandırma işlemini optimize ederek proses esnasında enerji tasarrufu sağlamaktadır. Ani oluşan kirlilik yükünün hızlı şekilde tespit edilerek AAT nin performansı arttıralabilir ve işletme maliyetleri azaltılır

46 COD / [mg/l O 2 ] Proses İzleme & Kontrol : AAT Koruma ve Optimizasyonu 600 Wastewater Treatment Plant Influent Stream 500 Online PeCOD COD Örnekleme Periyodu = 6 gün Örnekleme Sıklığı = 15 dak. İkinci safha giriş suyu Sample

47 COD ppm 1600 Proses İzleme & Kontrol : AAT Koruma ve Optimizasyonu dakika ölçüm sıklığı Ana arıtılmış çıkış suyu

48 26-Jan 27-Jan 28-Jan 29-Jan 30-Jan COD / [mg/l O 2 ] Proses İzleme & Kontrol : Üretim tesisi performans optimizasyonu Online PeCOD COD, Jan 2007 PeCOD COD 1-hour Avg COD Örnekleme periyodu = 24 saat Örnekleme Sıklığı = 15 dak. Analiz Süresi = 4 dak

49 ÖZET Dikromat metoduna göre daha düşük analiz maliyetleri Toksik ve tehlikeli kullanımının olmaması böylece atık bertaraf maliyetinin olmaması Daha doğru BOİ tahnimleri gerçekleştirerek BOİ maliyetlerinin azaltılması Gerçek zamanlı izleme sayesinde kirlenme kaynağının tespit edilerek önlemlerin alınmasına yardımcı Sahada anlık ölçümler için portatif kullanım AAT yüksek KOİ yükünün tesise girmeden tespit edilmesi AAT giren KOİ yükünün tespit edilerek tesisin çalışmasının optimize edilmesi ve enerji tasarrufunun sağlanması

50 Referanslar West Palm Beach Environmental Lab, New Zealand Prince Edward Island Soil Laboratory

51 Referanslar Municipal (Government) Laboratory Norway ALcontrol-Sweden Ville de Montreal Oslo Government Laboratory

52 Referanslar City of Toronto, Canada Region of Niagara

53 İletişim MANTECH INC 160 Southgate Guelph, Ontario, N1G 4P5 KANADA Tel.: EKOTON LTD.ŞTİ. AşağıÖveçler Mh sokak No :9 D: 4 Çankaya/ANKARA Tel : (312) Faks: (312) info@ekoton.com.tr

54