Ý nghĩa của BOD, DO trong nước thải – Xử lý BOD & COD bằng Ozone

chỉ số bod trong nước thải #Ý nghĩa của BOD, DO trong nước thải

BOD là gì, DO là gì? Ý nghĩa của 2 chỉ số trong quy trình xử lý nước thải y tế là gì?

Trong mỗi quy trình xử lý nước thải bệnh viện, để đánh giá chất lượng hoạt động và hiệu quả của hệ thống. Việc đo chỉ số nước thải sau xử lý là điều cực kỳ quan trọng. Một trong những chỉ số đánh giá chất lượng nước thải sau xử lý là BOD và DO. Vậy khái niệm và ý nghĩa của 2 chỉ số này là gì?

BOD là gì? #Bộ phân tích BODtrak II – Hach

BOD là gì? Cụm từ viết tắt của Nhu cầu oxy sinh học. Nhu cầu oxy sinh học dại diện cho lượng oxy tiêu thụ của vi sinh vật khi chúng phân hủy chất hữu cơ tỏng điều kiện hiếu khí (có mặt oxy) ở nhiệt độ xác định.

Khi nhìn vào nước, một thứ bạn không thể nhìn thấy đó là oxy. Theo một cách nào đó, nước đối nghịch với không khí. Nhưng trong nước hồ, sông, suối đều chứa 1 lượng DO nhất định. Mặc dù lượng oxy hòa tan nhỏ, chỉ khoảng 10 phân tử oxy trên 1 triệu phân tử nước nhưng nó đóng vai trò quan trọng trong nước tự nhiên. Sự hiện diện của DO với khối lượng đủ là điều kiện thiết yếu duy trì sự sống cho các sinh vật thủy sinh.

Sự hiện diện của nồng độ oxy hòa tan đủ thể hiện chất lượng của khu vực nước đó. Xác định mức độ chất hữu cơ ảnh hưởng đến nồng độ oxy hòa tan trong khu vực nước là không thể thiếu trong quá trình quản lý chất lượng nước.

Sự phân rã của chất hữu cơ trong nước được đo bằng nhu cầu oxy sinh hóa BOD. Nhu cầu oxy là thước đo lượng chất oxy hóa trong mẫu nước có thể làm giảm nồng độ DO.

Trong môi trường khắc nghiệt như sự oi bức của mùa hè và các yếu tố khác do con người gây ra. Điển hỉnh là phân bón hóa học dư thừa chảy vào nước có thể làm giảm lượng oxy hòa tan. Dẫn đến sự khó khăn cho đời sống thủy sinh.

#Tủ ủ BOD, 220/240Vac, Model 205 – hãng HACH

Phân tích nước được sử dụng để nắm rõ các tác động của vi khuẩn và vi sinh vật khác đối với lượng oxy mà chúng tiêu thụ khi phân hủy chất hữu cơ dưới dạng hiếu khí là thước đo nhu cầu oxy sinh học BOD.

Xác định mức độ chất hữu cơ ảnh hưởng đến nồng độ oxy hòa tan DO trong nước là công việc bắt buộc trong quản lý chất lượng nước.

BOD là thước đo lượng oxy cần thiết để loại bỏ các chất thải hữu ra khỏi nước trong quá trình phân hủy bởi vi khuẩn hiếu khí (vi khuẩn chỉ sống trong môi trường nước có chứa oxy). Các chất thải hữu cơ được ổn định nhờ sự phân hủy bởi các vi sinh sống bằng oxy. BOD được sử dụng trong các hệ thống xử lý thải, thể hiện mức độ ô nhiễm hữu cơ trong nước.

Chỉ số DO là gì và tại sao nó lại quan trọng? #Máy đo đa chỉ tiêu nước đi hiện trường HACH HQ40D (pH, độ dẫn điện, DO)

Hệ thống dòng chảy của nước vừa sản xuất vừa tiêu thụ oxy. Dòng chảy sẽ thu oxy từ khí quyển và từ quá trình quang hợp của thực vật. Sự khuấy động của dòng nước chảy hòa tan nhiều oxy hơn nước tĩnh. Chẳng hạn như trong 1 hồ chứa phía sau 1 con đập, nước trong hồ đó gọi là dòng nước tĩnh. Sự hô hấp của động vật thủy sinh, phân hủy và các phản ứng hóa học khác nhau đều tiêu thụ oxy.

Nước thải từ các nhà máy xử lý nước thải thường chứa các vật liệu hữu cơ. Trong quá trình bị phân hủy do vi sinh sử dụng lượng lớn oxy. Lượng oxy tiêu thụ trong các quá trình này được gọi là nhu cầu oxy sinh hóa BOD. Các nguồn chất thải tiêu thụ oxy khác nhau. Bao gồm dòng nước mưa chảy từ đất nông nghiệp. Hoặc đất ở đường xá đô thị, nguyên liệu và hệ thống tự hoại không thành công.

Oxy được đo ở dạng hòa tan DO. Nếu tiêu thụ nhiều oxy hơn mức sản xuất, nồng độ oxy hòa tan sẽ giảm và 1 số động vật nhạy cảm có thể di chuyển ra xa, suy yếu hoặc chết.

Mức DO dao động theo mùa và trong khoảng thời gian 24h. Cũng thay đổi theo nhiệt độ và độ cao của nước. Nước lạnh giữ nhiều oxy hơn nước ấm. Nước giữ ít oxy khi độ cao cao hơn.

Nước được sử dụng làm mát máy móc trong nhà máy sản xuất hoặc trong nhà máy điện. Khi nước bị tăng nhiệt độ đồng nghĩa với việc hàm lượng DO giảm. Động vật thủy sinh dễ bị tổn thương nhất vào buổi sáng sớm khi hạ mức DO trong những ngày hè nóng bức. Dòng chảy tháp, nhiệt độ cao khiến động vật thủy sinh không thể sản xuất oxy.

Bảng nồng độ oxy hòa tan tối đa thay đổi theo nhiệt độ

Nhiệt độ (°C) DO (mg/l) Nhiệt độ (° C) DO (mg/l)
0 14.60 23 8.56
1 14.19 24 8.40
2 13.81 25 8.24
3 13.44 26 8.09
4 13.09 27 7.95
5 12.75 28 7.81
6 12.43 29 7.67
7 12.12 30 7.54
8 11.83 31 7.41
9 11.55 32 7.28
10 11.27 33 7.16
11 11.01 34 7.16
12 10.76 35 6.93
13 10.52 36 6.82
14 10.29 37 6.71
15 10.07 38 6.61
16 9.85 39 6.51
17 9.65 40 6.41
18 9.45 41 6.41
19 9.26 42 6.22
20 9.07 43 6.13
21 8.90 44 6.04
22 8.72 45 5.95

Lấy mẫu và đo lường 

Trái ngược với hồ, nơi mức DO thay đổi theo chiều dọc trong theo độ cao của nước. Với những sông suối, DO trong dòng chảy thay đổi theo chiều ngang lớn hơn chiều dọc. Càng đúng hơn khi dòng chảy nhỏ hơn, nông hơn. Tuy nhiên ở những con sông lớn và sâu, một số phân tầng dọc của oxy hòa tan có thể xảy ra. #Dung dịch chuẩn BOD, pk/20 ống 2-mL

DO trong khu vực dòng chảy dưới thác nước, đập tràn thường cao hơn ở hồ dòng chảy trải dài và chậm. Để lấy mẫu đo lường hiệu quả ở 1 con đập. Lấy mẫu ngay phía sau con đập, dưới đập tràn và thượng nguồn của con đập. Hàm lượng DO rất quan trọng đối với cá. Lấy mẫu tại một nơi tốt là nơi sinh vật có xu hướng ưa thích hoặc nơi chúng sinh sản.

Tạo hồ sơ mẫu theo giờ tại 1 địa điểm lấy mẫu là dữ liệu rất có giá trị về mức DO. Sự thay đổi theo thời gian, nhiệt độ và độ cao của nước. Giá trị thể hiện thường sẽ là buổi sáng sớm trước khi trời mọc thấp, cao dần đến giữa trưa. Điều quan trọng cần lưu ý là thời gian lấy mẫu thể hiện giai đoạn nào trong chuỗi dữ liệu được thu thập hàng ngày.

DO được đo bằng đơn vị miligam trên lít (mg/l) hoặc phần trăm bão hòa. Mỗi miligam oxy trong 1 lít nước hoặc lượng oxy trong mỗi lít nước so với tổng lượng oxy mà nước có thể giữ ở nhiệt độ đó.

#Máy đo đa chỉ tiêu nước đi hiện trường HACH HQ30D

Nhu cầu oxy hóa học (COD) là một thước đo chất lượng nước và nước thải, có thể được sử dụng như trong phép đo gián tiếp lượng hợp chất có thể oxy hóa. COD đánh giá tất cả các chất có thể oxy hóa hóa học và có thể liên quan trực tiếp đến nhu cầu oxy thực sự của nước thải nếu thải ra môi trường. Trong hầu hết các trường hợp, nồng độ COD cao hơn BOD trong quá trình xử lý nước thải vì không phải tất cả các chất hữu cơ đều có thể phân hủy sinh học. Phạm vi COD điển hình cho nước thải xử lý hóa chất là 200 – 40 000 mg / L và nước thải sinh hoạt trong khoảng 100 – 450 mg / L. Hình ảnh dưới đây cho thấy tổng quan ngắn gọn về các loại hợp chất khác nhau và cách chúng có thể được xử lý bằng ozone.

Các chất thải công nghiệp khác có nguồn gốc từ nhà máy bia, nhà máy sản xuất sắt thép, bột giấy và giấy, khai thác mỏ cũng tạo ra nước có chứa mức COD cao trên >1000 ppm. COD hữu cơ trong nước thải có thể được phân loại thành COD không phân hủy và không phân hủy sinh học.

COD không phân hủy sinh học

COD không phân hủy sinh học là kết quả của các chất nền hòa tan được tìm thấy trong nước thải và thoát ra khỏi các nhà máy xử lý nước thải ở nồng độ nhỏ dưới dạng chất ô nhiễm vi mô. Ví dụ: Ngành dược phẩm, chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (thuốc trừ sâu, hóa chất công nghiệp và hormone) và các hợp chất hữu cơ được flo hóa và brom hóa. Bảng dưới đây cho thấy một số hợp chất điển hình và đặc điểm của chúng về nhu cầu oxy và nhu cầu xử lý ozone.

Các hợp chất Tỷ lệ BOD5 / COD Tỷ lệ COD: O3
Dược phẩm 0,1 6: 1 đến 3: 1
Các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy 0,2 5: 2 đến 2: 1
Anđehit 0,3 7: 1 đến 4: 1
Amin 0,5 4: 1 đến 3: 1

Chú thích: Tỷ lệ BOD: COD thấp thể hiện các hợp chất không dễ phân hủy sinh học.

COD phân hủy sinh học

COD có thể phân hủy sinh học được chia thành các hợp chất dễ phân hủy sinh học (các hợp chất hòa tan như chất dinh dưỡng dễ bay hơi, axit béo, đường, rượu chọn lọc và protein) và các hợp chất phân hủy sinh học chậm. Các hợp chất phân hủy sinh học chậm bao gồm các phân tử hữu cơ dạng hạt, dạng keo và phức tạp.

Các hợp chất Tỷ lệ BOD5 / COD Tỷ lệ COD: O3
Axit béo 0,4 2: 3
Chất dinh dưỡng (amoniac, photphat hữu cơ) 0,6 7: 1
Protein 0,7 6: 2
Rượu 0,9 5: 3
Đường 0,7 4: 2

Các khoảng nồng độ điển hình của COD và BOD5 có thể được tìm thấy trong bảng dưới đây.

Loại nhu cầu oxy (mg / L) Nước thải sinh hoạt Thực phẩm và đồ uống Hóa chất & dược phẩm
BOD5 200-300 450-1100 250-1000
COD 450-700 1450-2200 2000-18750

Giải pháp xử lý BOD/COD

Công nghệ ozone

Ozone là một chất oxy hóa mạnh và dễ hòa tan trong nước. Đây là một công nghệ xử lý có khả năng loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ phức tạp. Do đó, chúng được ứng dụng rộng rãi trong việc xử lý nước, xử lý không khí.

Công nghệ AOP

AOPs là quá trình oxy hóa tiên tiến sử dụng các phản ứng cực mạnh để tiêu diệt các chất ô nhiễm. Các gốc được hình thành có tiềm năng oxy hóa cao hơn ozon với tốc độ phản ứng cao hơn khoảng một triệu lần, do đó, thời gian tiếp xúc thấp hơn. AOP cũng có thể được áp dụng để đạt được quá trình oxy hóa hoàn toàn hoặc một phần các chất ô nhiễm trong quá trình xử lý. Dưới đây là một vài ví dụ về cơ chế phản ứng hình thành gốc hydroxyl với ozon.

Oxit sắt Fe 3+ + O 3 → (FeO) 2+  + OH –  + O 2 + H +
Hydrogen peroxide 3 + H 2 O 2 → OH  + O 2 + H 2 O
Tia cực tím 3 + H 2 O → O 2 + H 2 O 2 (Trước tia cực tím)2O 3 + H 2 O 2 → 2.OH + 3O 2

Phương pháp AOP cũng có thể được thực hiện với sự kết hợp của Titanium dioxide và kỹ thuật UV để tạo ra các gốc hydroxyl.

Công nghệ AOP được áp dụng khi hệ thống xử lý bằng ozone đơn không thể đạt được quá trình oxy hóa hoàn toàn các hợp chất trong nước thải. Trong những trường hợp này, AOP có thể được áp dụng thành công để tăng cường động học phản ứng, loại bỏ những chất phức tạp nhất. Điều này có thể được quan sát rõ ràng trong đồ thị trên.

 

Quý khách có nhu cầu đặt mua các sản phẩm kiểm tra chất lượng nước của hãng HACH vui lòng liên hệ:

Bạn có thể liên hệ đến số Hotline để được hỗ trợ nhanh nhất!

Mr. Tài: 0932 326 328

Mr. Hoàng: 0944 266 577

Công Ty Cổ Phần Thiết Bị Thắng Lợi

Địa chỉ: Số 6 phố Hoà Mã ,P.Phạm Đình Hổ, Q.Hai bà Bà Trưng, TP.Hà Nội
Điện thoại: 024 3976 1588
Email: info@victory.com.vn

VPĐD TP HỒ CHÍ MINH
Địa chỉ: Số 91 Nguyễn Bỉnh Khiêm, Quận 1, Tp Hồ Chí Minh
Điện thoại: 028 3910 4694

VPĐD TP Đà Nẵng
Địa chỉ: 234 Hà Huy Tập, Q Thanh Khê, TP Đà Nẵng
Điện Thoại: 0236 3811 646

Trả lời

Mục lục bài viết