Chỉ số COD trong nước thải là gì? Cách xác định COD?

Chỉ số COD đo lường nhu cầu oxy hóa hóa học, tức là lượng oxy cần để oxy hóa các hợp chất hóa học có mặt trong nước, bao gồm H2O và CO2. Điều này có thể giúp xác định mức độ ô nhiễm hóa học của nước. Phương pháp xác định COD trong phòng thí nghiệm thường bao gồm các kỹ thuật hóa học như phản ứng oxy hóa và sử dụng các chất oxy hóa mạnh để đo lường lượng oxy tiêu thụ. Để tìm hiểu thêm về vấn đề này, bạn có thể tham khảo trên trang web Môi Trường Phong Việt.

Chỉ số COD là gì?

Chỉ số COD là viết tắt của “Chemical Oxygen Demand” tức là “Nhu cầu oxy hóa học”, đo lường lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hóa học có trong nước, bao gồm cả hợp chất hữu cơ và vô cơ, chuyển thành CO2 và nước.

Trong việc xử lý nước thải, COD là một trong những chỉ số quan trọng hàng đầu để đánh giá mức độ ô nhiễm của nước thải. COD được sử dụng rộng rãi để định lượng chất ô nhiễm trong nước mặt hoặc nước thải. Tương tự như BOD, COD cung cấp thông tin về tác động của nước thải đối với môi trường tiếp nhận.

Chỉ số COD là gì?
Chỉ số COD là gì?

Mối quan hệ giữa COD, BOD

– Cũng giống như BOD, COD là phương pháp đo lượng oxy có trong nước sau khi qua quá trình hoạt động của vi sinh vật.

– Để xác định BOD, nhu cầu oxy sinh học, chúng ta sử dụng quần thể vi sinh sinh khối trong khoảng thời gian cố định, khoảng 20 ngày hoặc 5 ngày cho BOD5. Trong khi đó, COD sử dụng các chất oxy hóa mạnh như kali dicromat hoặc kali permanganate để oxy hóa chất hữu cơ trong mẫu nước thải ở nhiệt độ phòng trong môi trường axit mạnh.

– Phương pháp tính toán COD có ưu điểm không bị ảnh hưởng bởi vật liệu độc hại. Thời gian để có kết quả là khoảng 2-3 giờ, trong khi BOD thì thường cần 20 ngày hoặc 5-7 ngày cho BOD5.

– Quy trình xác định COD hoàn toàn được thực hiện bởi con người trong phòng thí nghiệm, nhưng vẫn cung cấp kết quả chính xác và dùng để xác định chính xác quá trình diễn ra tự nhiên liên quan đến nhu cầu oxy trong nước thải.

– Việc xác định COD thường được thực hiện song song với việc xác định BOD để ước tính lượng chất hữu cơ không phân hủy sinh học trong nước thải.

– Nếu chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học, thì COD thường khoảng 1,3-1,5 lần BOD.

– Nếu COD cao gấp đôi so với BOD, điều này có thể chỉ ra có một lượng chất hữu cơ trong mẫu nước không bị phân hủy bởi vi sinh vật thông thường.

Mối quan hệ COD BOD
Mối quan hệ COD BOD

Lưu ý trong thực tế:

Nếu kết quả kiểm tra COD cho thấy nồng độ thủy ngân cao hơn quy định, cần phải bảo quản mẫu như chất thải nguy hại.

Xác định chỉ số COD bằng cách nào?

Mỗi ngày, mỗi người thải ra môi trường khoảng 80 lít nước thải. Trong loại nước thải này, chứa đựng nhiều thành phần gây hại cho môi trường. Nếu không được xử lý, chúng có thể tạo ra mùi hôi khó chịu, ảnh hưởng đến không khí, đất đai và cả sự sống của các loài sinh vật dưới nước và con người.

Mức độ ô nhiễm của nước thải được đánh giá một phần dựa trên lượng COD. Việc đo lường COD giúp chúng ta biết được mức độ ô nhiễm của nước. Chính phủ đã thiết lập các quy định về hàm lượng COD cho phép, thường nằm trong khoảng 72 – 102 gam/ng/ngày cho việc xả thải nước ra môi trường.

Một số phương pháp xác định COD chính xác

Nguyên tắc xác định COD dựa vào việc các chất hầu như đều bị oxy hóa bởi Kali dicromat – K2Cr2O7 trong môi trường axit. Điều này cho phép chúng ta dựa vào lượng K2Cr2O7 để xác định COD trong nước. Ngày nay, các chuyên gia sử dụng phương pháp chuẩn độ hoặc phương pháp so màu để đo chỉ số COD.

Phương pháp chuẩn độ

Trong phương pháp chuẩn độ xác định COD, K2Cr2O7 phản ứng với các chất trong nước. Khi phản ứng đạt đến điểm tương đương, lượng chất dichromate (ion CR2O7 2-) dư sẽ phản ứng với sắt amoni sulfate (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O.

Khi từ từ thêm sắt amoni sulfate vào, crom hóa trị VI sẽ chuyển hóa thành crom hóa trị III. Khi đạt đến điểm tương đương (xác định bằng chỉ thị màu), lượng sắt amoni sulfate đã thêm vào sẽ bằng với lượng dichromate dư. Từ đó, chúng ta có thể tính toán lượng dichromate đã sử dụng dựa trên lượng ban đầu và lượng còn lại.

Phương pháp này đơn giản để thực hiện trong phòng thí nghiệm, nhưng chuẩn độ phụ thuộc vào người thực hiện nên tốn công sức và độ chính xác có thể dao động.

Phương pháp xác định COD
Phương pháp xác định COD

Phương pháp so màu

Ngoài việc sử dụng chuẩn độ, ta cũng có thể xác định lượng dichromate đã dùng bằng cách quan sát sự thay đổi độ hấp thụ màu sắc của mẫu (giữa crom hóa trị III và crom hóa trị VI) tại các bước sóng cụ thể.

Ta có thể đo lường lượng crom hóa trị III trong mẫu sau khi phá mẫu bằng cách đo độ hấp thụ ở bước sóng 600nm trên máy quang phổ hoặc máy đo quang. Đồng thời, mức hấp thụ của crom hóa trị VI ở bước sóng 420nm có thể dùng để xác định lượng crom dư. Từ độ hấp thụ ánh sáng, chúng ta có thể xác định lượng Cr ban đầu và lượng crom dư, từ đó tính được lượng crom đã sử dụng và suy ra chỉ số COD.

Phương pháp so màu thực hiện rất đơn giản, với mẫu chuẩn được cung cấp sẵn từ nhà sản xuất, ta chỉ cần pha loãng mẫu và thao tác máy đo quang. Điều này giúp tiết kiệm nhân lực và giảm thiểu sai số trong quá trình chuẩn độ.

Phương pháp giúp làm giảm hàm lượng COD trong nước

Có một số phương pháp giúp giảm hàm lượng COD trong nước:

Phương pháp sử dụng chất oxy hóa

Phương pháp này phù hợp với loại nước thải giàu chất sinh học phân hủy và ít chất hữu cơ. Các hóa chất như Ozone, Clo và Hydrogen Peroxide được áp dụng trong phương pháp này để oxy hóa các chất.

Phương pháp keo tụ – tạo bông

Phương pháp này sử dụng các chất tạo kết tủa như phèn nhôm, sắt, phèn PAC để tạo bông và kết tụ chúng lại, sau đó loại bỏ các cặn bùn này. Tuy nhiên, để xử lý COD hiệu quả bằng phương pháp này, cần phải xử lý bùn và sử dụng hóa chất, và do đó ít được sử dụng do chi phí và hiệu quả không cao.

Phương pháp sử dụng phản ứng Fenton

Phản ứng Fenton sử dụng chất oxy hóa để phá hủy các chất gây ô nhiễm. H2O2 phản ứng với sắt hóa trị II và sunfat để tạo gốc tự do hydroxyl, oxy hóa các hợp chất hữu cơ thành khí cacbonic và nước.

Phương pháp sử dụng công nghệ AOP

Công nghệ AOP (Advanced Oxidation Processes) là phương pháp hiện đại với khả năng xử lý triệt để các chất hữu cơ khó phân hủy. Áp dụng phương pháp này dựa trên phản ứng Fenton kết hợp với Ozone, giúp xử lý hiệu quả với thời gian ngắn, ít sử dụng hóa chất và không tốn diện tích.

Sử dụng công nghệ AOP trong xử lý nước
Sử dụng công nghệ AOP trong xử lý nước

Phương pháp sử dụng than hoạt tính

Phương pháp lọc và hấp thụ bằng than hoạt tính được áp dụng ở bước cuối hoặc ngay sau quá trình xử lý sơ cấp. Than hoạt tính giữ lại các chất hữu cơ và vô cơ, giúp giảm lượng COD cần phân hủy chúng. Mặc dù an toàn, nhưng không có hiệu quả cao như các phương pháp khác, do đó ít được ưa chuộng.

Bài viết trên giúp bạn hiểu hơn về COD và mối quan hệ với BOD trong thực tế. Nó cũng giúp bạn hình dung cách phân tích COD trong phòng thí nghiệm. Mặc dù có hạn chế trong kiến thức, Môi Trường Phong Việt mong muốn đóng góp vào việc chia sẻ kiến thức hơn nữa. Quý khách có thể liên hệ với chúng tôi qua số điện thoại 0775.166.125 để được hỗ trợ thêm thông tin.