Những phương pháp đo COD trong nước thải

Trong môi trường nước thải, COD đóng vai trò quan trọng, đây được xem là thước đo chỉ định lượng oxy có thể tiêu thụ bởi các phản ứng trong dung dịch. Với bài viết này, hãy cùng với Biogency tìm hiểu kỹ về COD và những phương pháp đo COD trong nước thải nhé!

COD trong nước thải là gì?

COD (Chemical Oxygen Demand) được hiểu đơn giản là chỉ số thể hiện nhu cầu về lượng oxy để oxy hóa các hợp chất có trong nước thải. Khi COD càng cao thì chứng tỏ tình trạng ô nhiễm càng nặng và cần nhiều tác nhân oxy hóa hơn để xử lý.

Tham khảo: COD, BOD, TSS là gì

Qua chỉ số COD, ta sẽ biết được cần bao nhiêu oxy để chuyển hóa các chất hữu cơ ô nhiễm thành chất vô cơ, nhằm cải thiện chất lượng nước.

COD là chỉ số nói lên mức độ ô nhiễm của nước thải.

Trong việc xử lý nước thải, COD là chỉ số nói lên mức độ ô nhiễm của nước thải. Nếu COD trong nước thải cao thì lượng oxy hóa sẽ bị giảm. Điều này sẽ khiến cho các vi sinh vật, hệ sinh thái bị ảnh hưởng rất nghiêm trọng. 

Đơn vị đo của COD là miligam/lít, thể hiện khối lượng oxy cần được tiêu hao trong 1 lít dung tích.

Tại sao phải đo COD trong nước thải?

Theo nghiên cứu, mỗi ngày trung bình mỗi con người sẽ thải ra môi trường bên ngoài 60 lít đến 80 lít nước thải. Trong nước thải có chứa rất nhiều thành phần gây hại cho môi trường. Khi không xử lý nước thải, hàm lượng COD có trong đó sẽ gây giảm chất lượng nước, gây ra mùi hôi tanh, ảnh hưởng đến không khí, nguồn đất,…

Mức độ ô nhiễm của nước thải phụ thuộc vào lượng COD. Những hợp chất COD nằm lơ lửng trong môi trường nước nhưng chúng ta không thể nhìn thấy bằng mắt thường.

Đo lường COD giúp chúng ta biết được nước bị ô nhiễm ở mức độ nào. 

Vì hàm lượng COD trong nước thải ngày càng cao nên đã có những mức quy định về hàm lượng COD được phép thải ra môi trường. 

Chỉ tiêu ô nhiễm	Hệ số tải lượng (gram/ngày)
Chất rắn lơ lửng TSS	70 đến 145
Khí Amoni	2.4 đến 4.8
BOD5	45 đến 54
Khí Nito	6 đến 12
Photpho	0.8 đến 4
COD	72 đến 102
Dầu mỡ	10 đến 30

Hệ số tải lượng của các chỉ tiêu ô nhiễm.

Những phương pháp đo COD trong nước thải

Dưới đây là các phương pháp giúp đo hàm lượng COD trong nước thải. Để xác định nhu cầu oxy hóa học (COD) thông thường các chuyên gia sẽ sử dụng phương pháp chuẩn độ và phương pháp so màu.

Phương pháp chuẩn độ 

Đối với phương pháp chuẩn độ xác định COD, hàm lượng chất dichromate (CR₂O^-2₇ ) dư sẽ phản ứng với sắt amoni sulfate(NH₄)₂Fe(SO₄)₂.6H₂O. Khi bổ sung từ từ chất khử sắt amoni sulfate vào, hàm lượng dicromat dư sẽ được chuyển hóa thành dạng hóa trị III.

Sau khi tất cả dichromate dư đã phản ứng, điểm tương đương đạt được. Điểm tương đương đạt được là khi lượng sắt amoni sulfate đã được thêm vào bằng với lượng dichromate dư. Những chất chỉ thị màu có thể báo hiệu điểm cuối này, nhưng quá trình có thể được tự động hóa với một chất chỉ thị điện thế.

Chúng ta có thể tính toán được lượng dichromate đã dùng trong quá trình oxy hóa chất hữu cơ dựa vào lượng ban đầu dùng thêm vào và lượng còn lại.

Phương pháp so màu 

Chúng ta cũng có thể xác định tiêu thụ dichromate bằng cách xem xét sự thay đổi độ hấp thụ của mẫu. Các mẫu hấp thụ ở các bước sóng cụ thể do màu của crom hóa trị III và crom hóa trị VI.

Có thể định lượng được lượng crom hóa trị III trong mẫu sau khi phá mẫu bằng cách đo độ hấp thụ của mẫu ở bước sóng 600nm trong máy quang phổ hoặc máy đo quang. Ngoài ra, mức hấp thụ của crom hóa trị VI ở bước sóng 420nm có thể được dùng để xác định lượng crom dư  sau khi kết thúc quá trình phá mẫu để đo COD.

Máy đo quang

Phương pháp nào giúp đo COD trong nước thải tốt nhất?

Cả hai phương pháp chuẩn độ và so màu đều được EPA chấp thuận, nhưng cả hai phương pháp đều có những ưu và nhược điểm riêng của chúng.

Phương pháp chuẩn độ ít tốn thiết bị hơn vì thiết bị duy nhất cần ở phương pháp này là buret, máy phá mẫu và ống phá mẫu. Tuy nhiên, chuẩn độ tốn nhiều công sức hơn so với so màu. Máy chuẩn độ tự động có thể giúp giảm nhân lực và được sử dụng cho các ứng dụng khác trong nước thải.

Mặc dù phương pháp so màu yêu cầu máy đo quang hoặc máy quang phổ nhưng giúp mang lại sự tiện ích vì đa phần các nhà máy sản xuất đều có cung cấp thuốc thử trộn sẵn, vì thế tất cả những gì chúng ta cần làm là chạy mẫu với hóa chất phá mẫu và hạn chế sự tiếp xúc.

Phương pháp so màu cũng có thể giúp việc đo mẫu trở nên dễ dàng hơn vì tất cả những gì cần phải làm là phá mẫu và máy đo sẽ giúp thực hiện những công đoạn còn lại. Chính vì những lý do vừa nêu trên, phương pháp so màu là phương pháp phổ biến nhất và hiệu quả để đo COD trong nước thải.

Quy trình đo COD trong nước thải bằng phương pháp so màu

Để tiến hành đo COD trong nước thải bằng phương pháp so màu cần chuẩn bị những thiết bị sau:

Máy phá mẫu

Để nhận được kết quả tốt nhất, hãy lựa chọn máy phá mẫu có nhiều nhiệt độ để có thể dùng cho những ứng dụng khác, ví dụ như photpho tổng. Hầu hết thì các máy phá mẫu đều sẽ có bộ hẹn giờ, đây là điều này vô cùng quan trọng để có thể giữ cho thời gian phá mẫu được ổn định trong nhiều lần chạy.

Để quá trình phá mẫu an toàn, bạn hãy sử dụng nắp chắn bảo vệ để đảm bảo được độ an toàn cho những người thực hiện.

Máy đo màu/ Máy quang phổ

Máy đo màu hoặc máy quang phổ là những thiết bị giúp đọc độ hấp thụ của các mẫu sau khi đã phá mẫu để có thể tương quan với nồng độ của COD. Hai thiết bị này đều được sử dụng để đo COD nhưng cách sử dụng của hai thiết bị này có sự khác nhau.

Đối với máy đo màu có sử dụng bộ lọc để có thể đo ánh sáng dưới dạng bước sóng. Còn máy quang phổ thì sử dụng một thiết bị cho phép chúng ta đo ánh sáng trên một phổ rộng. Khi bạn chọn thiết bị nào, nên tìm máy có các phương thức được lập trình sẵn cho COD để dễ dàng trong việc sử dụng.

Thuốc thử

Thuốc thử đo COD là một trong các thành phần quan trọng của hệ thống kiểm tra COD. Hóa chất này sẽ có nhiệm vụ oxy hóa chất hữu cơ. Chúng ta có thể chuẩn bị sẵn sàng thuốc thử ở trong nhà, nhưng cách tốt nhất chúng ta nên mua khi cần sử dụng để giảm sự tiếp xúc với Crom hóa trị VI và axit mạnh. 

Thuốc thử đo COD

Sau đây là một số loại thuốc thử có trên thị trường:

• Thuốc thử theo tiêu chuẩn EPA: thuốc thử tuân theo phương pháp tiêu chuẩn 5220D và phương pháp EPA 410.4. Thuốc thử theo tiêu chuẩn EPA có chứa axit sulfuric, thủy ngân sulfate, kali dichromate. Nếu bạn phải báo cáo kết quả đo COD cho cơ quan quản lý yêu cầu phương pháp EPA thì bạn nên chọn thuốc thử này.
• Thuốc thử theo tiêu chuẩn ISO: thuốc thử tuân theo các phương pháp ISO 15705: 2002. Thành phần của thuốc thử COD theo tiêu chuẩn ISO tương tự như với thuốc thử theo tiêu chuẩn EPA.
• Thuốc thử không có chứa thủy ngân sulfate: hầu hết thì các thuốc thử COD đều có chứa thủy ngân sulfate để có thể loại bỏ những chất gây cản trở clorua, nếu không thì sẽ tạo ra giá trị của COD cao hơn giá trị của COD thực tế của mẫu. Thuốc thử không chứa thủy ngân sulfate, sẽ khiến chúng bị ảnh hưởng bởi sự cản trở của clorua, nhưng có thể giúp giảm đáng kể những rủi ro về độ an toàn và môi trường khi xử lý thủy ngân. Vì vậy, thuốc thử không có chứa thủy ngân sulfate là lý tưởng dùng để phân tích thông thường khi nồng độ clorua trong mẫu không có hoặc rất thấp.

Các phương pháp xử lý COD trong nước thải

Phương pháp sử dụng chất oxy hóa

Đối với nước thải giàu chất sinh học phân hủy và ít chất hữu cơ thì phương pháp sử dụng chất oxy hóa rất phù hợp.

Các loại hóa chất dùng trong phương pháp này để xử lý COD gồm: Ozone, Clo và Hydrogen Peroxide.

Có thể sử dụng kết hợp Ozone với công nghệ xử lý khác để giúp cải tiến và xử lý kịp thời lượng COD.

Chất oxy hóa được dùng để xử lý COD.

Phương pháp keo tụ – tạo bông

Phương pháp này sẽ sử dụng các chất keo tụ như: Al, Fe, PAC. Mục đích sử dụng các chất này để tạo lượng bùn lớn và liên kết khối bùn lại với nhau.

Để xử lý COD hiệu quả bằng phương pháp keo tụ – tạo bông, cần đáp ứng được: xử lý hóa chất và xử lý bùn.

Vì hiệu quả của phương pháp này mang lại không cao nên không được sử dụng phổ biến.

Phương pháp sử dụng phản ứng Fenton

Phản ứng Fenton sẽ dùng chất oxy hóa để tàn phá các chất gây ô nhiễm. Trong đó, chất Hydro Peroxide sẽ phản ứng với Sắt hóa trị II, Sunfat tạo ra một gốc tự do = Hydroxyl.

Nếu các phản ứng xảy ra hoàn toàn, lúc này các hợp chất hữu cơ sẽ chuyển thành hợp chất gồm cacbonic và nước.

Phương pháp sử dụng phản ứng Fenton để xử lý COD thực hiện theo quy trình sau:

• Điều chỉnh nồng độ pH phù hợp.
• Thực hiện phản ứng oxi hóa.
• Trung hòa và keo tụ – tạo bông.
• Quá trình lắng đọng.

Phương pháp sử dụng công nghệ AOP

AOP (Advanced Oxidation Processes) là công nghệ hiện đại trong việc xử lý nước thải. AOP có khả năng xử lý triệt để các chất hữu cơ khó phân hủy. 

Phương pháp AOD được áp dụng trong quá trình oxy hóa nâng cao, quá trình này dựa trên phản ứng Fenton khi có mặt Ozone.

AOD có thể phân hủy các chất các chất độc hại thành không độc hại, giúp lượng COD giảm đáng kể.

Xử lý COD trong chất thải bằng phương pháp AOP có những ưu điểm sau:

• Thời gian xử lý nhanh.
• Không cần bổ sung nhiều hóa chất.
• Không tốn nhiều diện tích.

Phương pháp hấp thụ và lọc nhờ than hoạt tính

Ở cuối hoặc ngay sau quá trình xử lý sơ cấp, phương pháp lọc và hấp thụ nhờ than hoạt tính này sẽ được sử dụng.

Phương pháp này mang lại độ an toàn, tuy nhiên chúng không mang lại hiệu quả cao như các phương pháp khác. 

Hy vọng rằng với những thông tin mà Biogency vừa chia sẻ trên, các bạn có thể hiểu được COD trong nước thải là gì, cũng như những phương pháp xử lý COD để giảm các chất độc hại nguy hiểm trong nước thải. Để được hỗ trợ đo hàm lượng COD trong nước thải và tư vấn về giải pháp xử lý nước thải, xin liên hệ cho Biogency thông qua số Hotline 0909 538 514.

source https://microbelift.vn/do-cod-trong-nuoc-thai/