Chỉ số COD trong xử lý nước thải, có khả năng phân hủy sinh học

thiết bị đo cod nước thải #Chỉ số COD trong xử lý nước thải, có khả năng phân hủy sinh học

COD là gì? Cụm từ viết tắt của Chemical Oxygen Demand nghĩa là nhu cầu oxy hóa học. Nhu cầu oxy hóa học là lượng oxy cần thiết để oxy hóa hoàn toàn carbon hữu cơ thành CO2 và nước. 

Trong hóa học môi trường, nhu cầu oxy hóa học COD là gì? Đây được xem là thước đo chỉ định lượng oxy có thể được tiêu thụ bởi các phản ứng trong dung dịch. Biểu thị bằng khối lượng oxy tiêu thụ trên thể tích dung dịch, đơn vị là miligam trên lít (mg/L).

Xét nghiệm COD sử dụng để dễ dàng định lượng chất hữu cơ trong nước. Ứng dụng phổ biến nhất của COD là định lượng chất ô nhiễm có thể oxy hóa trong nước mặt hoặc nước thải. COD rất hữu ích nhờ cung cấp số liệu xác định ảnh hưởng của nước thải đối với đối tượng tiếp nhận, giống như nhu cầu oxy sinh hóa BOD.

Ý nghĩa của COD là gì? #thiết bị đo COD HACH DRB200

Theo Wikipedia, nhu cầu oxy hóa học là phương pháp thứ 2 để ước tính lượng oxy trong nước sau hoạt động của vi khuẩn. Mặc dù việc xét nghiệm BOD (nhu cầu oxy sinh học) được thực hiện bằng các quẩn thể vi sinh vật để nhân bản số lượng tự nhiên trong một khoảng thời gian nhất định. Thì COD sử dụng chất oxy hóa mạnh như Kali dicromat hoặc Kali permanganate để oxy hóa các chất hữu cơ trong mẫu nước thải ở điều kiện nhiệt độ và axit mạnh.

Thử nghiệm COD có ưu điểm là không bị nhiễu từ các vật liệu độc hại. Thời gian hoàn thành chỉ cần 2 đến 3 giờ. Trái với BOD cần thời gian từ 5 đến 7 ngày.

Thử nghiệm COD là hoàn toàn nhân tạo. Tuy nhiên, vẫn mang lại một kết quả có thể sử dụng làm cơ sở ước tính chính xác và tái sản xuất hợp lý các tính chất cần oxy của nước thải. Thử nghiệm COD thường được sử dụng cùng thử nghiệm BOD để ước tính vật liệu hữu cơ không phân hủy sinh học trong nước thải. Trong trường hợp các chất hữu cơ có thể phân hủy sinh học, COD thường ở khoảng 1.3 – 1.5 lần BOD.

Nếu kết quả COD cao gấp đôi so với BOD, có thể 1 phần đáng kể các chất hữu cơ trong mẫu nước không bị phân hủy bởi các vi sinh vật thông thường. Một lưu ý nhỏ nữa, kết quả sau thử nghiệm COD thu được thủy ngân vượt mức giới hạn quy định thì mẫu nước này cần phải bảo quản như loại chất thải nguy hại.

Tổng quan về COD

Cơ sở thử nghiệm COD gần như là tất cả các hợp chất hữu cơ có thể oxy hóa hoàn toàn thành Carbon dioxide với tác nhân oxy hóa mạnh trong điều kiện axit. Lượng oxy cần thiết để oxy hóa hợp chất hữu cơ thành Carbon dioxide, amoniac và nước như sau:

được đưa ra bởi:

CnHaObNc + (n +  –  – c) O2 à nCO+ ( – c) H2O + cNH3

Phương trình này không bao gồm nhu cầu oxy do quá trình nitrat hóa. Quá trình oxy hóa ammoniac thành nitrat:

NH3 + 2O2 à NO3 + H3O

Dicromat, tác nhân oxy hóa để xác định COD không oxy hóa ammoniac thành nitrat. Do đó, quá trình nitrat hóa không được đưa vào xét nghiệm COD tiêu chuẩn.

Sử dụng Kali dicromat

Kali dicromat là tác nhân oxy hóa mạnh trong điều kiện axit. Độ axit thường đạt được bằng cách thêm axit sulfuric. Phản ứng của Kali dicromat và các hợp chất hữu cơ nhu sau:

CnHaObNc = dCr2O72- + (8d + c) H+ à  H2O + cNH4+ + 2dCr3+

d =  +  –  –

Thông thường, dung dịch Kali dicromat 0.25 N được sử dụng để xác định COD. Mặc dù đối với các mẫu có COD dưới 50 mg/L nồng độ Kali dicromat thấp hơn được ưu tiến. trong quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trong nước, Kali dicromat bị khử. Vì trong tất cả các phản ứng oxy hóa khử, thuốc thử bị oxy hóa và chất còn lại bị khử. Tạo thành Cr3+. Lượng Cr3+ được xác định sau quá trình oxy hóa hoàn tất và được sử dụng như một phép đo gián tiếp về hàm lượng hữu cơ của mẫu nước.

Đo lường lượng dư thừa

Tất cả các chất hữ cơ bị oxy hóa hoàn toàn cần 1 lượng Kali dicromat hoặc bất kỳ tác nhân oxy hóa nào bắt buộc phải có. Sau khi quá trình oxy hóa hoàn tất, phải đo lường lượng Kali dicromat dư thừa để đảm bảo xác định lượng Cr3+ chính xác.

Để làm được như vậy, Kali dicromat dư được chuẩn hóa nồng độ bằng sắt ammonium sulfate FAS cho đến khi tất cả các chất oxy hóa dư đã được giảm xuống Cr3+.

Thông thường, ferroin chỉ thị oxy hóa khử cũng được thêm vào trong bước chuẩn hóa nồng độ này. Khi tất cả các dicromat dư thừa được giảm, chỉ thị ferroin chuyển màu từ xanh lam sang nâu đỏ. Lượng ammonium sulfate thêm vào tương đương với lượng Kali dicromat dư ở mẫu ban đầu.

Lưu ý: Chất chỉ thị ferroin có màu đỏ tươi nhưng khi thêm vào mẫu có chứa Kali dicromat nó sẽ chuyển màu xanh lục.

Trong quá trình chuẩn hóa nồng độ, màu chất chỉ thị chuyển từ xanh lục sang màu xanh lam sáng. Cuối cùng mới chuyển thành màu nâu đỏ. Chất chỉ thị ferroin chuyển từ màu nâu đỏ sang xanh nhạt khi bị oxy hóa.

Chuẩn bị chất chỉ thị Ferroin #Thuốc thử COD thang cao HACH 2125925

Chuẩn bị dung dịch 1.485g 1.10-phenanthroline monohydrate thêm vào dung dịch 695mg FeSO4.7H2O trong nước cất. Dung dịch màu đỏ thu được pha loãng thành 100ml.

Tính toán:

Tính COD bằng công thức: COD =

Trong đó, b là thể tích FAS được sử dụng trong mẫu trống. s là thể tích FAS ở mẫu ban đầu và n là quy tắc của FAS. Nếu mm được sử dụng nhất quán để đo thể tích thì kết quả tính toán COD được tính theo mg/L.

COD cũng được ước tính từ nồng độ của hợp chất oxy hóa trong mẫu, dựa trên phản ứng cân bằng hóa học với oxy để tạo ra CO2 (giả sử tất cả canxi đi vào CO2), H2O với tất cả H hợp thành H2O và NH3 với tất cả N chuyển sang NH3. Công thức như sau:

COD = (C/FW) . ( RMO).32

Có:

C = Nồng độ hợp chất oxy hóa trong mẫu.

FW = Trọng lượng công thức của hợp chất oxy hóa trong mẫu.

RMO = Tỷ lệ số mol của oxy với số mol hợp chất oxy hóa trong phản ứng với CO2, nước và ammoniac.

Ví dụ: C6H5OH + 7O2 à 6CO2 + 3H2O

COD = (500/94).7.32 = 1191 Wppm.

Nhiễu vô cơ # Thiết bị phản ứng nhiệt HACH DRB200

Một số mẫu nước chứa hàm lượng chất vô cơ oxy hóa cao có thể gây trở ngại cho việc xác định COD. Do nồng độ trong hầu hết nước thải cao, clorua thường là nguồn gây nhiễu nghiêm trọng nhất. Phản ứng với Kali dicromat như sau:

6Cl + Cr2O72- + 14H+ à 3Cl2 + 2Cr3+ + 7H2O

Trước khi trâm các loại thuốc thử khác, sulfat thủy ngân nên trâm vào trước để khử nhiễu clorua.

Một số chất vô cơ gây nhiễu khác như: Nitrite, sắt, sulfua. Nitrite có thể sử dụng axit sulfamic để khử nhiễu. Sản phẩm thu được sẽ là khí N2.

Kết luận về  khái niệm và ý nghĩa COD là gì?

Trong nhiều năm, tác nhân oxy hóa mạnh Kali permanganat KMnO4 đã được sử dụng để đo nhu cầu oxy hóa học COD. Các phép đo được gọi là oxy tiêu thụ từ permanganate chứ không phải nhu cầu oxy của các chất hữu cơ. Hiệu quả của Kali permanganate trong quá trình oxy hóa các hợp chất hữu cơ khác nhau.

Trong nhiều trường hợp, các phép đo nhu cầu oxy sinh hóa BOD lớn hơn nhiều so với COD. Điều này chỉ ra rằng Kali permanganate không thể oxy hóa hiệu quả tất cả các hợp chất hữu cơ trong nước. Khiến nó trở thành tác nhân oxy hóa tương đối kém để xác định COD.

Hàm lượng COD có khả năng phân hủy sinh học trong nước thải dệt nhuộm

#Hach thuốc thử phân tích COD, không chứa Hg

– COD là gì: là tổng lượng chất ô nhiễm hữu cơ có trong nước thải. 

Cách đo: 

Chỉ số COD được sử dụng rộng rãi để đo gián tiếp khối lượng các hợp chất hữu cơ có trong nước.
Lượng oxy khi dùng Kali bicromat (K2Cr2O7) để oxy hóa chất hữu cơ trong nước. Tính toán giá trị COD từ lượng dicromat bị khử, 1 đương lượng dicromat (Cr2O7-2) tương đương với 8 gam oxy (O2)
– BOD: Là các chất ô nhiễm hữu cơ bị phân hủy bởi vi sinh vật. 
Từ viết tắt trong tiếng Anh của Biochemical (hay Biological) Oxygen Demand) là lượng oxy cần cung cấp để oxy hóa các chất hữu cơ dễ phân hủy trong nước bởi vi sinh vật.
Các bạn có thể đọc thêm về COD, BOD, tại sao dùng COD trong tính toán bể kị khí duy nhất trên fanpage của chúng tôi để hiểu rõ hơn.
– Hàm lượng COD có khả năng phân hủy sinh học, kí hiệu là bCOD
– Hàm lượng COD không có khả năng phân hủy sinh học, kí hiêu là nbCOD. 
– Công thức tính hàm lượng COD có khả năng phân hủy sinh học: 
bCOD = 1,65BOD5 

Ví dụ:

trong xử lý nước thải dệt nhuộm COD = 1200, BOD = 240 mg/l

Ta có hàm lượng COD có thể phân hủy sinh học là:
bCOD = 1,65 x 240 = 396 mg/l
Hàm lượng COD không có khả năng phân hủy sinh học:
nbCOD = 1200 – 396 = 804 mg/lít
Như vậy người kỹ sư phải tìm cách lấy ra lượng COD như sau:
Loại B: 804 – 150 = 654 mg/lit, Loại A: 805 – 50 = 754 mg/lit. 

Đây chỉ là lý thuyết, thực tế công ty môi trường Ngọc Lân xử lý nước thải cho công ty dệt may Phước Long, sau hóa lý BOD còn 150 mg/lit, COD còn 750 mg/lit nhưng vi sinh  ăn còn như sau: BOD=8 mg/lit, COD 38 mg/lit, vi sinh chịu được nhiệt độ 50-65 độ C (nhiều khi nhân viên quên bật tháp giải nhiệt, nhiệt độ lên 70 độ C mà vi sinh không chết).
Tuy nhiên đó là những điều khác thường mà chúng ta chưa nghiên cứu về chủng vi sinh trong bể, có thể nó ăn tạp hơn nhiều lần vi sinh ủ phân tích mẫu chăng?

Ngoài ra hiện nay các nước như Mỹ, Pháp, Đức, Hàn…đã sử dụng TOC để đo tổng hữu cơ trong nước thải. Đây là phương pháp chính xác hơn COD.

 

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