COD Trong nước thải là gì? Ý Nghĩa và phương pháp xác định chỉ số COD

COD là một chỉ số quan trọng về chất lượng nước thải vì nó cung cấp thông tin về lượng chất hữu cơ có trong nước thải. Nồng độ COD cao trong nước thải có thể gây ra các vấn đề về chất lượng nước, chẳng hạn như làm giảm nồng độ oxy hòa tan, gây ra mùi hôi thối và tạo điều kiện cho sự phát triển của vi khuẩn có hại. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu xem COD trong nước thải là gì ? ý nghĩa và tác hại của thành phần ô nhiễm này.

COD trong nước thải là gì?

COD là viết tắt của “Chemical Oxygen Demand”, nghĩa là nhu cầu oxy hóa học. Nó thể hiện lượng oxy cần thiết để oxy hóa hoàn toàn các chất hữu cơ và kể cả các chất hữu cơ không bị phân hủy sinh học có trong nước thải bằng chất oxy hóa mạnh (như Dicromat Kali) trong điều kiện axit có thêm chất xúc tác sunfat bạc.

Đơn vị của COD là mgO2/l hoặc mg/l

Hình 1: COD trong nước thải là gì ?

>>>Xem thêm: Các phương pháp xử lý nồng độ BOD trong nước thải 

Ý nghĩa nồng độ COD trong nước thải

Sau khi biết được COD trong nước thải là gì ? Chúng ta sẽ tiếp tục tìm hiểu về ý nghĩa của chỉ số này.

COD là chỉ tiêu quan trọng trong việc đánh giá chất lượng nước thải. Chúng đo lượng chất hữu cơ trong mẫu nước và giúp xác định mức độ ô nhiễm của nước. Nồng độ COD càng cao chứng tỏ mức độ ô nhiễm của nước càng cao. 

Nếu các hệ thống xử lý nước thải không loại bỏ được chất hữu cơ, các vi sinh vật trong môi trường nước tự nhiên sẽ tiêu thụ chúng, dẫn đến sự suy giảm oxy trong nước. Hiện tượng này được gọi là phú dưỡng, có thể dẫn đến cái chết của đời sống động vật.

Quy trình đo COD trong nước thải

Pemanganat kali (KMnO4) từng được sử dụng rộng rãi để đo nhu cầu oxy hóa học (COD) do tính oxy hóa mạnh. Tuy nhiên, hiệu quả của nó trong việc oxy hóa các hợp chất hữu cơ không đồng nhất, dẫn đến sai lệch trong xác định COD.

Sulfat xêri, iodat kali, và dicromat kali (K2Cr2O7) là những tác nhân oxy hóa thay thế được nghiên cứu. Trong đó, dicromat kali nổi trội bởi khả năng oxy hóa hoàn toàn hầu hết các chất hữu cơ và cho ra kết quả chính xác nhất

Phương pháp Dichromat dựa trên phản ứng oxy hóa hóa học của các chất hữu cơ trong nước thải với kali dichromat (K2Cr2O7) trong môi trường axit sulfuric đặc. 

Phản ứng oxi hóa – khử: 

K2Cr2O7 thường dùng trong quá trình xác định COD ở dạng dung dịch với nồng độ 2,5M. COD trong mẫu thử ở mức dưới 50mg/l. Phương trình phản ứng:

CnHaObNc + dCr2O72- + (8d+c)H+ -> nCO2 + (a+8d-3c÷2) H2O + cNH4 + 2dCr3+

Kết quả đo lượng Cr3+ tạo thành sau phản ứng chính là thước đo gián tiếp hàm lượng chất hữu cơ của mẫu nước. 

Hình 2: Quy trình đo chỉ số COD trong nước thải

Phương pháp chuẩn độ:

Sau khi các chất hữu cơ bị oxi hoá hoàn toàn bởi Kali dichromat, tiến hành đo lượng H2Cr2O7 dư thừa để đảm bảo định lượng Cr3+ chính xác bằng cách cho phản ứng với amoni sulfat (NH4)2SO4.6H2O (FAS). 

Điểm tương đương đạt được khi tất cả lượng H2Cr2O7 dư trong dung dịch phản ứng hết với sắt amoni sulfate. Khi đạt đến điểm này, lượng dichromat ban đầu thêm vào sẽ bằng tổng lượng dichromat đã phản ứng với chất hữu cơ và lượng dichromat dư phản ứng với sắt amoni sulfate. Dựa vào lượng dichromat đã phản ứng với chất hữu cơ, ta có thể tính toán được nồng độ COD.

Phương pháp quang phổ:

Phương pháp quang phổ dựa trên đo độ hấp thụ ánh sáng của dung dịch sau khi được oxy hóa bởi Kali Dichromat (K2Cr2O7) trong môi trường axit sulfuric đặc. Lượng K2Cr2O7 dư được xác định bằng cách đo độ hấp thụ ánh sáng tại bước sóng 420nm hoặc 600nm. Từ đó, có thể tính toán được nồng độ COD trong mẫu nước thải.

Phương pháp này thực hiện rất dễ dàng, chỉ cần pha mẫu và vận hành máy đo quang phổ. Do đó tiết kiệm đươc chi phí cho nhân công và giảm thiểu sai sót khi xác định các chỉ số.

Hình 3: Máy quang phổ dùng để đo chỉ số COD

Cách xử lý COD trong nước thải:

Đã hiểu được COD trong nước thải là gì ? chúng ta có thể xử lý chúng bằng nhiều  phương pháp dưới đây: 

• Phương pháp keo tụ – lắng: Sử dụng hóa chất để keo tụ các chất hữu cơ thành các bông cặn lớn như PAC, sawrt, phèn nhôm..

• Phương pháp oxi hóa: Dùng các chất oxy hóa như ozone, H2O2, Clo để oxy hóa chất hữu cơ thành CO2 và H2O.

• Phương pháp lọc và hấp thụ với than hoạt tính: Phương pháp này thường được sử dụng sau quá trình xử lý sơ cấp, giúp hấp thụ các chất hữu cơ, ozone hoặc clo còn sót. Đồng thời than hoạt tính còn khử đi mùi hôi và giảm thiểu lượng hóa chất cần dùng.

• Phương pháp fenton: Phản ứng giữa Hydro peroxit (H2O2) và Sắt (III) Sunfat tạo thành gốc *OH tự do có tính oxi hóa mạnh, có thể phá hủy cấu trúc các chất hữu cơ phức tạp.

• Phương pháp sinh học: Sử dụng vi sinh vật hiếu khí hoặc kỵ khí để phân hủy các chất hữu cơ, đây là phương pháp có hiệu quả xử lý tốt nhất. Áp dụng quá trình kỵ khí khi nồng độ BOD cao trên 2000mg/L, quá trình hiếu khí thường dùng cho nước thải có COD dưới 3000mg/L.
• 

Hình 4: Xử lý COD trong nước thải bằng phương pháp keo tụ

Vậy sau khi xử lý, nồng độ COD bao nhiêu được xem là đạt chuẩn, tiêu chuẩn COD trong nước thải là gì ? Cùng tìm hiểu ở phần tiếp theo.

Tiêu chuẩn nồng độ COD trong nước

Theo QCVN 40:2011/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp: 

• Quy định nồng độ COD trong nước thải công nghiệp xả ra nguồn nước được dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt là  ≤75 mg/l
• Quy định nồng độ COD trong nước thải công nghiệp xả ra nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt là  ≤150 mg/l

Theo QCVN 14:2008/BTNMT: – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt: 

• Nước thải sinh hoạt sau xử lý đạt tiêu chuẩn A: COD ≤ 100 mg/l
• Nước thải sinh hoạt sau xử lý đạt tiêu chuẩn B: COD ≤ 150 mg/l

Theo QCVN 08:2015/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt:COD ≤ 10 mg/l

>>>Xem thêm: Công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt trõn xử lý nước thải

Bài viết trên đã trả lời cho câu hỏi COD trong nước thải là gì và cung cấp các thông tin về ý nghĩa, quy trình đo lường và một số giải pháp giảm nồng độ COD cũng như tiêu chuẩn quy định COD trong nước. Hy vọng rằng những kiến thức Envico đã đề cập ở trên là nguồn thông tin hữu ích đối với quý bạn đọc.