Chỉ số COD là gì? Phương pháp xác định COD?

Chu Văn An

Chỉ số COD là nhu cầu oxy hóa học, là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các hợp chất hóa học trong nước bao gồm H2O và CO2. Vậy chỉ số COD là gì? Các phương pháp xác định COD trong phòng thí nghiệm là gì? Hãy cùng ENGCHEM tìm hiểu tất cả những điều trên nhé!

1. Chỉ số COD là gì?

COD là viết tắt của Nhu cầu oxy hóa học. Đây là chỉ số giúp xác định nhu cầu oxy hóa học, là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các hợp chất hóa học trong nước, bao gồm cả hữu cơ và vô cơ.

Trong xử lý nước thải, COD là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất đánh giá mức độ ô nhiễm của nước thải. Tương tự như BOD, COD là dữ liệu cung cấp thông tin định lượng nhằm xác định mức độ ảnh hưởng của nước thải đến nguồn tiếp nhận.

Chỉ số COD là gì?

2. Làm thế nào để xác định chỉ số COD?

Mỗi ngày mỗi người sẽ thải ra môi trường khoảng 80 lít nước thải. Nước thải chứa nhiều thành phần có hại cho môi trường. Nếu không được xử lý sẽ gây ra mùi tanh, ảnh hưởng đến không khí, đất, ảnh hưởng đến đời sống của các sinh vật thủy sinh và con người…

Mức độ ô nhiễm của nước thải được đánh giá một phần dựa vào lượng COD. Đo COD giúp chúng ta biết nước bị ô nhiễm ở mức độ nào. Nhà nước đã quy định mức COD cho phép trong khoảng 72 – 102 gam/ngày/ngày trong nước được phép thải ra môi trường.

3. Một số phương pháp xác định COD

Nguyên lý xác định COD là các chất hầu như bị oxy hóa hoàn toàn bởi Kali dicromat – K2Cr2O7 trong môi trường axit. Nhờ đó, dựa vào hàm lượng K2Cr2O7 có thể xác định được COD trong nước. Hiện nay, để xác định chỉ số COD trong nước, các chuyên gia sẽ sử dụng phương pháp chuẩn độ hoặc đo màu.

3.1 Phương pháp chuẩn độ

Đối với phương pháp chuẩn độ để xác định COD, chúng ta sẽ cho K2Cr2O7 phản ứng với các chất có trong nước. Khi phản ứng đủ, lượng dicromat (ion CR2O7 2-) dư sẽ phản ứng với sắt amoni sunfat(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O.

Khi thêm từ từ chất khử sắt amoni sunfat, crom hóa trị VI sẽ chuyển thành dạng hóa trị III. Điểm tương đương (được xác định bằng chỉ thị màu) đạt được khi lượng sắt amoni sunfat được thêm vào bằng lượng dicromat dư. Từ đó tính được lượng dicromat sử dụng trong quá trình oxy hóa chất hữu cơ dựa trên lượng ban đầu và lượng còn lại.

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

Phương pháp xác định COD

3.2 Phương pháp so sánh màu sắc

Ngoài việc chuẩn độ, cũng có thể xác định lượng dicromat được sử dụng bằng cách kiểm tra sự thay đổi độ hấp thụ của mẫu (màu của crom hóa trị III và crom hóa trị VI) ở các bước sóng cụ thể.

Lượng crom hóa trị ba trong mẫu sau khi phân hủy có thể được định lượng bằng cách đo độ hấp thụ của mẫu ở bước sóng 600 nm trong máy quang phổ hoặc máy quang kế. Ngoài ra, độ hấp thụ của crom hóa trị VI ở bước sóng 420 nm có thể được sử dụng để xác định lượng crom dư. Từ sự hấp thụ ánh sáng ta có thể xác định được lượng Cr ban đầu đã sử dụng và lượng crom dư, từ đó ta sẽ có lượng crom đã sử dụng. Dựa vào đó sẽ tính được chỉ số COD.

Phương pháp so sánh màu rất dễ thực hiện, với mẫu chuẩn do nhà sản xuất cung cấp nên chúng ta chỉ cần trộn mẫu và vận hành máy đo quang. Điều này giúp tiết kiệm nhân lực và giảm thiểu sai sót trong quá trình chuẩn độ.

4. Phương pháp giúp giảm hàm lượng COD trong nước

Một số phương pháp giúp giảm COD trong nước là:

4.1 Phương pháp sử dụng tác nhân oxy hóa

Phương pháp này phù hợp với nước thải giàu chất dễ phân hủy sinh học và ít chất hữu cơ. Các hóa chất được sử dụng trong phương pháp này là Ozone, Clo và Hydrogen Peroxide.

4.2 Keo tụ – phương pháp keo tụ

Phương pháp này sẽ sử dụng các chất keo tụ như phèn nhôm, sắt, phèn PAC để kết tủa và làm cho chúng liên kết với nhau, sau đó loại bỏ các lớp bùn đó.

Để xử lý COD hiệu quả bằng phương pháp này cần phải đáp ứng các yêu cầu về xử lý bùn và sử dụng hóa chất. Phương pháp này ít được sử dụng vì hiệu quả không cao và chi phí hóa chất cao.

4.3 Phương pháp sử dụng phản ứng Fenton

Phản ứng Fenton sử dụng chất oxy hóa để tiêu diệt các chất gây ô nhiễm. Đặc biệt, H2O2 sẽ phản ứng với sắt hóa trị II và sunfat tạo thành gốc tự do Hydroxyl. Nếu các phản ứng hoàn tất, các hợp chất hữu cơ bị oxy hóa sẽ tạo thành sản phẩm là carbon dioxide và nước.

4.4 Phương pháp sử dụng công nghệ AOP

AOP là viết tắt của Advanced Oxidation Processes, đây là công nghệ hiện đại mang lại hiệu quả cao nhờ khả năng xử lý triệt để các chất hữu cơ khó phân hủy. Phương pháp này được áp dụng trong quá trình oxy hóa nâng cao dựa trên phản ứng Fenton với sự có mặt của Ozone. Ưu điểm của việc sử dụng phương pháp này là thời gian xử lý ngắn, không sử dụng nhiều hóa chất và chiếm ít không gian.

Ứng dụng công nghệ AOP trong xử lý nước

4.5 Phương pháp sử dụng than hoạt tính

Phương pháp lọc và hấp thụ bằng than hoạt tính này sẽ được sử dụng ở bước cuối cùng hoặc ngay sau quá trình xử lý sơ bộ. Các chất hữu cơ, vô cơ trong nước sẽ được than hoạt tính giữ lại, từ đó làm giảm lượng COD cần thiết để phân hủy chúng. Phương pháp này tuy an toàn nhưng không hiệu quả bằng các phương pháp khác nên ít được sử dụng.