www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken
ANALYSIS • Klik om O deN-LINE opmaakprofielen van OF de CHEMICAL OXYGEN DEMAND modeltekst te bewerken – Tweede niveau IN
WWTPs
• Derde niveau – Vierde niveau » Vijfde niveau
A presentation by AppliTek NV – Belgium 2005
1
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken • Klik om de opmaakprofielen van de modeltekst te bewerken – Tweede niveau • Derde niveau – Vierde niveau » Vijfde niveau
Founded in 1985 AppliTek stands for “Applied Technology” Member of the TETRAKTYS Group
2
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken TABLE OF CONTENT
• Klik om de opmaakprofielen van de Basic processes inte a WWTP and COD analysis modeltekst bewerken – Tweede niveau
Standardized methods for measuring COD
• Derde niveau Continuous on-line COD measurement using wet-chemical oxidation – Vierde niveau AppliCOD® – Improvement of analysis response time » Vijfde niveau AppliCOD® – Market approach AppliCOD® – Operation and maintenance Environmental monitoring and turnkey solutions Conclusions
3
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken • Klik om de opmaakprofielen van de modeltekst te bewerken Basic processes in a WWTP – Tweede niveau • Derde niveau – Vierde niveau » Vijfde niveau
and
COD analysis
4
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken
Nutrient parameters
• Klik om de opmaakprofielen van de Nitrogen modeltekst te bewerken Phosphorus – Tweede niveau
 These are indispensable for growth of micro-organisms, but can be harmful for the quality of surface water.
• Derde niveau
– Vierde niveau  Biomass contains approximately 5-10% nitrogen and 2% phosphorus. » Vijfde niveau influent
BASIC WASTE WATER TREATMENT PLANT
effluent
Sludge waste
5
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken
Organic sum parameters
• Klik om de opmaakprofielen van de COD: Chemical Oxygen Demand modeltekst te bewerken BOD: Biological Oxygen Demand TOC: Total Organic Carbon
– Tweede niveau
 Based on the molecular mass ratio between O2 and C, the theoretical correlation factor • Derde niveau between TOC and COD is 2.67. In real life this depends on the type of waste water.
– Vierde niveau  COD could in some casesniveau be preferred to BOD5 for daily analysis since it is more » Vijfde
reproducible and results are available in a relatively short time. influent
BASIC WASTE WATER TREATMENT PLANT
effluent
Sludge waste
6
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken
Waste water and COD
• Klik om de opmaakprofielen van de modeltekst bewerken  The pollution levelte is determined by measuring the equivalent amount of oxygen required to oxidize organic matter in the sample (expressed in mg/l). For example: glucose.
– Tweede niveau • Derde niveau CH O 6
12
6
+ 6 O2 → 6CO2 + 6H2O
– Vierde1niveau mol glucose needs 6 mol O 180 g glucose needs 192 g O » Vijfde niveau The COD for 1 g glucose is 1.07 g/g glucose. 2
2
 The efficiency of a treatment process is commonly expressed as “COD Removal”, expressed as a percentage of the organic load that has been purified. For example: Influent COD (mg/l) 1300
Effluent COD (mg/l)
COD removal
350
73%
7
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken • Klik om de opmaakprofielen van de modeltekst te bewerken methods Standardized – Tweede niveau • Derde niveau
for
– Vierde niveau » Vijfde niveau
measuring COD
8
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken
Standard Method 5220 C
• Klik om de opmaakprofielen van de Standard Method 5220 D modeltekst te bewerken – Tweede niveau Method 5220 C describes the titrimetric method; • Derde niveau Method 5220 D describes the colorimetric method.
– Vierde niveau » Vijfde niveau These “closed reflux” methods are economical in the use of metallic salt reagents and generate small quantities of hazardous waste. Compared to “open reflux”, the volatile organic compounds in the sample are more completely oxidized because of longer contact with the oxidant.
9
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken
International Standard Method ISO 6060
• Klik om de opmaakprofielen van de modeltekst te bewerken The International Organization for Standardization also describes a method for the determination of the COD of water.
– Tweede niveau
• Derde niveau By means of titration. – Vierde niveau For many years, the strong oxidizing agent potassium permanganate has been used » Vijfde niveau for measuring COD. The potassium permanaganate's effectiveness varied widely and in many cases BOD measurements were greater than results from COD measurements. Nowadays potassium dichromate (K2Cr2O7) has been shown to be the most effective oxidizing agent: it is relatively cheap, easy to purify, and is able to oxidize almost all organic compounds. 10
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken • Klik om de opmaakprofielen van de modeltekstContinuous te bewerken on-line – Tweede niveau
COD measurement • Derde niveau
using
– Vierde niveau » Vijfde niveau
wet-chemical oxidation
11
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken
AppliCOD® analysis principle
• Klik om de opmaakprofielen van de modeltekst te bewerken  The analysis principle is similar to ISO 6060 – Tweede niveau
 Involves digesting the sample in a boiling mixture of strong sulfuric acid and dichromate in the presence of silver salts. The oxidizable matter ensures reduction • Derde niveau of dichromate into Cr(III)
– Vierde niveau  The light absorbance of the digested sample is directly related with the formed » Vijfde niveau Cr (III) and indirectly with the concentration of organic compounds that are chemically oxidized. Digestion Solution Result Sample Stream
Oxidation Vessel
Oxidation at 150 °C Silver sulfate/Sulfuric acid
Analysis Vessel
12
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken
AppliCOD® analysis scheme
• Klik om de opmaakprofielen van de modeltekst te bewerken Ag2SO4 +H2SO4
K2Cr2O7 + HgSO4
MP2
MP1
Overpressure Pump
– Tweede niveau vent
MP3
• Derde niveau – Vierde niveau Sample » Vijfde niveau
M
Water COOLER
M
RP1
pump
M Size14 / 24rpm Photometer 604nm
DP1
M Sample
Standard
Water
13 Drain
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken
AppliCOD® absorbance measurement
• Klik om de opmaakprofielen van de bewerken Âmodeltekst After digestion the te sample is transferred to the analysis vessel where the light absorbance in the 600 nm region is measured
– Tweede niveau • Derde niveau
– Vierde niveau » Vijfde niveau ANALYSIS VESSEL
COLORIMETER
14
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken
AppliCOD® absorbance measurement
• Klik om de opmaakprofielen van de bewerken Âmodeltekst After digestion the te sample is transferred to the analysis vessel where the light absorbance in the 600 nm region is measured
– Tweede niveau
 No direct contact of sample with the optical components
• Derde niveau
– Vierde niveau » Vijfde niveau ANALYSIS VESSEL
COLORIMETER DETECTOR
LED
15
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken
AppliCOD® analysis results
• Klik om de opmaakprofielen van de modeltekst Certifiable results needed to comply with surface water and ground water te bewerken legislation.
– Tweede niveau
High accuracy (≤ 5%) over an extended measuring range
• Derde niveau
Repeatability of 5% niveau at full scale – Vierde
Chloride interference is minimal thanks to the addition of mercuric sulfate (HgSO4)
» Vijfde niveau
Response time:
2 hours 16
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken • Klik om de opmaakprofielen van de ® modeltekst te bewerken AppliCOD – Tweede niveau
Improvement • Derde niveau
of
– Vierde niveau » Vijfde niveau
analysis response time
1.
Accelerated Response Time Algorithm
2.
Micro-wave digestion 17
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken • Klik om de opmaakprofielen van de modeltekst te bewerken METHOD 1 – Tweede niveau • Derde niveau – Vierde niveau » Vijfde niveau
“Accelerated Response Time”
18
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken
Advanced principle AppliCOD®
• Klik om de opmaakprofielen van de te bewerken Âmodeltekst A cost-effective acceleration of the standard analysis method by means of a mathematical algorithm.
– Tweede niveau  This algorithm can be activated for incoming waste water, provided that it • Derde niveau shows little matrix variations
– Vierde niveau  Analysis time is from 2 hours » reduced Vijfde niveau to 30 minutes
Response time:
30 minutes 19
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken • Klik om de opmaakprofielen van de modeltekst te bewerken METHOD 2 – Tweede niveau • Derde niveau – Vierde niveau » Vijfde niveau
Micro-wave digestion
20
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken
Advanced principle AppliCOD®
• Klik om de opmaakprofielen van de bewerken Âmodeltekst Normally aromatic te hydrocarbons require 2 hours of oxidation – Tweede niveau
 Instead of conventional heating, micro-wave technology is applied.
• Derde niveau
 Using focused microwaves the response time is reduced to a mere 20 – Vierde minutes through theniveau accelerated oxidation of organic substances.
» Vijfde niveau  Independent from variations in the waste water’s matrix
Response time:
20 minutes 21
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken • Klik om de opmaakprofielen van de modeltekst te bewerken – Tweede niveau AppliCOD® • Derde niveau
– Vierde niveau » Vijfde niveau
Market approach
22
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken
Typical applications
• Klik om de opmaakprofielen van de modeltekst te bewerken Influent monitoring Effluent monitoring
– Tweede niveau • Derde niveauData Collection – Vierde niveau influent» Vijfde niveau
Data Collection
effluent
Sludge waste
23
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken
Typical applications: influent monitoring
• Klik om de opmaakprofielen van de bewerken Âmodeltekst The capacity of an te activated sludge system shows well defined limits and the effect of overloading results in a wash out of solids. In case of calamity, the consequences on the effluent quality may continue for days.
– Tweede niveau
Derde niveau  The•influent matrix needs to be defined to give an idea of the variations in function of time (week, day, even hour) – Vierde niveau » Vijfde niveau  On-line, fast, continuous monitoring is the solution for collecting the appropriate data
24
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken
Typical applications: effluent monitoring
• Klik om de opmaakprofielen van de modeltekst te bewerken  Stringent effluent quality standards can implicate the use of on-line analysis for
monitoring the effluent and the process, in addition to on-line nutrient analyzers
– Tweede niveau
 Water processes sensible to calamities can quickly be identified • Derde niveau
– Vierde  Again, on-line, fast, niveau continuous monitoring is the solution for collecting the appropriate data » Vijfde niveau
25
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken
Potential customers
• Klik om de opmaakprofielen van de modeltekst te bewerken Municipal waste water treatment plants – Tweede niveau And: Petrochemical industry – Vierde niveau Pharmaceutical industry » Vijfde niveau Fertilizer industry Automobile industry
• Derde niveau
® AppliCOD 26
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken • Klik om de opmaakprofielen van de modeltekst te bewerken AppliCOD® – Tweede niveau • Derde niveau
Operation
– Vierde niveau » Vijfde niveau
and
Maintenance
27
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken
Operation requirements
• Klik om de opmaakprofielen van de In modeltekst compliance with the official requirements, the AppliCOD needs chemicals for te bewerken ®
proper operation:
– Tweede niveau
“Digestion Solution” = 0.02-0.04 mol/l K2Cr2O7 + 80 g/l HgSO4 • Derde niveau Sulfuric acid + 10 g/l Ag2SO4 + 100 ml H2SO4 (95-97%)
– Vierde niveau » Vijfde niveau Consumption of these chemicals depends on the analysis frequency and waste water matrix. AppliTek advises to purchase the chemicals locally for economy and safety.
Other products: - Demineralized water for automatic zeroing - Standard solution for automatic validation
28
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken
Maintenance requirements
• Klik om de opmaakprofielen van de The AppliCOD uses the of available materials including robust pumps, a usermodeltekst tebestbewerken ®
friendly computer and a corrosion-resistant protective cabinet. Maintenance includes: Replacement of sample pump tubing every 4 months
– Tweede niveau • Derde niveau
– Vierde niveau » Vijfde niveau
29
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken • Klik om de opmaakprofielen van de modeltekst te bewerken – Tweede niveau • Derde niveauConclusions – Vierde niveau » Vijfde niveau
30
www.applitek.com
Klik om het opmaakprofiel te bewerken
What can you expect from
• Klik om de opmaakprofielen van de implementing modeltekst te bewerken the AppliCOD® ? – Tweede niveau
9 Continuous monitoring of the influent or effluent quality
• Derdewet-chemical niveau oxidation 9 Advanced – Vierde niveau 9 High accuracy & certifiable results » Vijfde niveau 9 User-friendly interface 9 Limited downtime
AND: A technology supported by a company whose know-how can assist you in optimizing and commissioning WWTP’s.
31
