uu.seUppsala University Publications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Validation of mercury free methods for analysis of Chemical Oxygen Demand in municipial wastewater
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Chemistry, Department of Chemistry - BMC, Analytical Chemistry.
2015 (English)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Validering av kvicksilverfria analysmetoder för bestämning av kemiskt syreförbrukande ämnen (COD) i kommunalt avloppsvatten (Swedish)
Abstract [en]

Water is used every day in society and to be able to recycle this water we depend upon efficient wastewater treatment. It is vital to test the wastewater based on different parameters. One parameter is the Chemical Oxygen Demand (COD), which defines the amount of organic substances that can be chemically oxidized within the water. The Swedish standardized analytical method for COD (SS-028142), COD(Cr) is dependent on mercury, a substance which was banned according to Swedish regulations in year 2009 but is still used due to time limited dispensations.

This report is a part of a pre-procurement innovative project initiated by the Swedish Water and Wastewater Association (SWWA) in order to bring forward and evaluate mercury free analytical methods for COD for municipal wastewater. The aim was to validate three analytical methods for COD: Chloride Determination, Chloride Elimination and PeCOD and compare the analytical results to the standardized COD(Cr). Three laboratories, Käppala (Stockholm), Gryaab (Gothenburg) and Komlab (Örnsköldsvik) were included in the validation process by providing analytical data. The validation was conducted using the data as input for the statistical methods regression, correlation and analysis of variance to investigate the performance of the individual methods. As a complement to the statistical results, comments regarding the methods brought up by the laboratory staff were compiled in order to reflect on the usability and robustness of the methods. 

The results indicated that the method Chloride Determination was the method most similar to the COD(Cr) method, when investigating obtained COD concentrations, required analytical time and implementation steps needed to obtain a final COD value. This result was evident by high coefficient of determination values for influent wastewater samples. The PeCOD method, which was submitted in two versions, one manual and one automatic was only able to analyze soluble COD. It was found that the PeCOD methods obtained lower COD concentrations compared to the standardized method when analyzing filtered samples. Due to highly variable correlation coefficients between the PeCOD and COD(Cr) for various types of samples indicated that no uniform linear relation between the methods was present. Analysis with the Chloride Elimination method was halted early in the validation process, but was found to receive approximately 50 percent lower COD values than the reference method  COD(Cr). Finally it can be said that the input data for conducting the statistical test were limited and further analysis should be recommended in order to validate the results with a higher certainty. 

Abstract [sv]

Varje dag produceras avloppsvatten i samhället och för att kunna återanvända detta vatten krävs en tillförlitlig reningsprocess. För att rena avloppsvatten effektivt är det betydelsefullt att kontinuerligt testa avloppsvattnet utifrån ett antal viktiga parametrar. En av dessa är kemisk syreförbrukning, COD, som definieras av den mängd syre som förbrukas genom fullständig kemisk oxidation av organiskt material. Den svenska standardiserade analysmetoden för COD (SS-028142) , COD(Cr) är beroende av kvicksilver för att erhålla ett korrekt analysresultat utan påverkan av kloridjoner. Kvicksilver är enligt Svensk lag förbjudet sedan år 2009, men analysmetoden är dock vanligt använd på svenska avloppsreningsverk tack vare årliga dispenser.

Detta examensarbete är en del av en förkommersiell innovationsupphandling som initierats av Svenskt Vatten med mål att undersöka och validera kvicksilverfria analysmetoder för COD tillgängliga på den internationella marknaden. Projektets syfte var att utföra en validering av tre analysmetoder: Klorid Determination, Klorid Elimination och PeCOD och jämföra dess resultat med referens metoden COD(Cr). Tre olika laboratorier, Käppala (Stockholm), Gryaab (Göteborg) och Komlab (Örnsköldsvik) medverkade i projektet. Valideringen genomfördes med de statistiska metoderna regression, korrelation och variansanalys, utifrån insamlade mätdata i syfte att undersöka de givna metodernas prestanda. Som ett komplement till det statistiska testerna sammanställdes synpunkter som framkommit under analysarbetet av laboratoriepersonal, för bedömning av metodernas användarvänlighet och robusthet. 

Utifrån valideringen var det tydligt att metoden Klorid Determination hade störst likhet med COD(Cr) metoden utifrån givna analysresultat, analystid samt utförda analyssteg. Detta resultat styrktes av höga värden för determinationskoefficients för inkommande avloppsvatten mellan innovatios metoden och referense metoden COD(Cr). Analysmetoden PeCOD bestod av två olika versioner, skildrade den lösliga COD innehållet i provet istället för den total COD koncentrationen som hos COD(Cr). Oavsett vilken version av PeCOD som används erhålls ett lägre COD resultat jämfört med referens metoden COD(Cr) då filtrerade prover analyserades. De framtagna varierande korrelations koefficienter mellan PeCOD och COD(Cr) indikerade att ingen enhetlig korrelation gick att finna mellan metoderna hos de olika laboratorierna. Analysmetoden COD Elimination pausades tidigt i processen men de tidiga testerna visade på halverade COD koncentrationer jämfört med referens metoden. 

Slutligen kan det nämnas att mätdata som användes som indata till de beskrivna statistiska testerna var begränsade och att vidare analyser rekommenderas för att kunna bevisa givna resultat med ökad sannolikhet. 

Place, publisher, year, edition, pages
2015. , 74 p.
Series
UPTEC W, ISSN 1401-5765 ; 15042
Keyword [en]
Chemical oxygen demand, COD, Mercury free COD, Pre-commercial innovation procurement, dichromate, wastewater, comparison validation
Keyword [sv]
Kemisk syreförbrukning, COD, Kvicksilverfri COD, för-kommersiell innovations upphandling, dikromat, avloppsvatten, jämförelse validering
National Category
Analytical Chemistry Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-269195OAI: oai:DiVA.org:uu-269195DiVA: diva2:882415
External cooperation
SP Urban Water Management, Käppalaförbundet
Subject / course
Chemistry
Educational program
Master Programme in Environmental and Water Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2016-01-13 Created: 2015-12-14 Last updated: 2016-01-13Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1691 kB)196 downloads
File information
File name FULLTEXT02.pdfFile size 1691 kBChecksum SHA-512
2033108283b40186c9f000124ad7c83c95360cdfe2a0cd4339391eeb4fe3e61ae67c29d18e22bbfd46b711acbb9a2c7b43a5009ac2599f5c7848380595e29a5b
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Analytical Chemistry
Analytical ChemistryEngineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 196 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 653 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf