Chương 6:Nhu cầu Oxy hóa học
Chỉ tiêu COD được dùng để xác định hàm lượng chất hữu cơ có trong nước thải công nghiệp và nước thải công nghiệp
Tel: (08)5150181
COÂNG TY MOÂI TRÖÔØNG
Fax: (08)8114594
TAÀM NHÌN XANH GREE www.gree-vn.com
GREEN EYE ENVIRONMENT
CHÖÔNG 6
NHU CAÀU OXY HOÙA HOÏC
6.1 GIÔÙI THIEÄU CHUNG
Chæ tieâu COD ñöôïc duøng ñeå xaùc ñònh haøm löôïng chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi sinh hoaït vaø
nöôùc thaûi coâng nghieäp. COD laø löôïng oxy caàn thieát ñeå oxy hoùa chaát höõu cô thaønh CO2 vaø H2O
döôùi taùc duïng cuûa caùc chaát oxy hoùa maïnh. Phöông trình phaûn öùng oxy hoùa coù theå bieåu dieãn
ñôn giaûn nhö sau:
CnHaObNc + (n + a/4 - b/2 - 3/4c) O2 nCO2 + (a/2 - 3/2c)H2O + cNH3 (6 - 1)
Trong thöïc teá haàu nhö taát caû caùc chaát höõu cô ñeàu bò oxy hoùa döôùi taùc duïng cuûa caùc chaát oxy
hoùa maïnh trong moâi tröôøng acid. Amino (soá oxy hoùa -3) seõ chuyeån thaønh NH3-N (phöông
trình 1). Tuy nhieân, nitô höõu cô coù soá oxy hoùa cao hôn seõ chuyeån thaønh nitrate.
Khi phaân tích COD, caùc chaát höõu cô seõ chuyeån thaønh CO2 vaø H2O, ví duï caû glucose vaø lignin
ñeàu bò oxy hoùa hoaøn toaøn. Do ñoù, giaù trò COD lôùn hôn BOD vaø coù theå COD raát lôùn hôn nhieàu
so vôùi BOD khi maãu chöùa ña phaàn nhöõng chaát khoù phaân huûy sinh hoïc, ví duï nöôùc thaûi giaáy coù
COD >> BOD do haøm löôïng lignin cao.
Moät trong nhöõng haïn cheá chuû yeáu cuûa phaân tích COD laø khoâng theå xaùc ñònh phaàn chaát höõu cô
coù khaû naêng phaân huûy sinh hoïc vaø khoâng coù khaû naêng phaân huûy sinh hoïc. Theâm vaøo ñoù phaân
tích COD khoâng cho bieát toác ñoä phaân huûy sinh hoïc cuûa caùc chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi döôùi
ñieàu kieän töï nhieân.
Öu ñieåm chính cuûa phaân tích chæ tieâu COD laø cho bieát keát quaû trong moät khoaûng thôøi gian
ngaén hôn nhieàu (3 giôø) so vôùi BOD (5 ngaøy). Do ñoù trong nhieàu tröôøng hôïp, COD ñöôïc duøng
ñeå ñaùnh giaù möùc ñoä oâ nhieãm chaát höõu cô thay cho BOD. Thöôøng BOD = f x COD, trong ñoù f
laø heä soá thöïc nghieäm.
6.2 CAÙC PHÖÔNG PHAÙP PHAÂN TÍCH COD ÑAÕ DUØNG
Nhieàu chaát oxy hoùa hoùa hoïc ñaõ ñöôïc duøng ñeå xaùc ñònh nhu caàu oxy hoùa hoùa hoïc cuûa nöôùc bò oâ
nhieãm. Nhieàu naêm tröôùc ñaây, dung dòch KMnO4 ñöôïc duøng trong phaân tích COD. Möùc ñoä oxy
hoùa do permanganate thay ñoåi theo nhöõng loaïi hôïp chaát khaùc nhau vaø möùc ñoä oxy hoùa thay
ñoåi ñaùng keå theo noàng ñoä caùc taùc chaát söû duïng.
ThS: Huyønh Ngoïc Phöông Mai 6-1
© Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ trang này.
Tel: (08)5150181
COÂNG TY MOÂI TRÖÔØNG
Fax: (08)8114594
TAÀM NHÌN XANH GREE www.gree-vn.com
GREEN EYE ENVIRONMENT
Giaù trò COD xaùc ñònh baèng phöông phaùp naøy luoân luoân nhoû hôn nhieàu so vôùi BOD5. Ñieàu ñoù
chöùng toû raèng permanganate khoâng theå oxy hoùa hoaøn toaøn taát caû caùc chaát höõu cô coù trong
nöôùc phaân tích.
Ceric sulfate, iodate kali, vaø dichromate kali laø nhöõng chaát oxy hoùa ñaõ ñöôïc duøng trong phaân
tích COD. Trong ñoù, dichromate kali laø chaát oxy hoùa thích hôïp nhaát vì dichromate kali coù khaû
naêng oxy hoùa hoaøn toaøn haàu heát caùc chaát höõu cô thaønh CO2 vaø nöôùc. Vì taát caû caùc chaát oxy
hoùa dñaàu duøng vôùi löôïng dö neân caàn phaûi xaùc ñònh löôïng coøn thöøa. Sau khi phaûn öùng keát thuùc
ñeå tính toaùn löôïng chaát oxy hoùa thaät söï ñaõ duøng ñeå oxy hhoùa chaát höõu cô. K2Cr2O7 laø chaát raát
deã xaùc ñònh baát cöù löôïng dö coøn laïi naøo (duø nhoû) sau phaûn öùng. Do ñoù, K2Cr2O7 chieám öu theá
hôn nhieàu chaát oxy hoùa khaùc.
K2Cr2O7 coù theå oxy hoùa hoaøn toaøn chaát höõu cô trong moâi tröôøng acid maïnh vaø ôû moät nhieät ñoä
xaùc ñònh. Caùc chaát höõu cô deã bay hôi coù saün trong maãu hoaëc taïo thaønh trong quaù trình phaân
huûy deã daøng bò thaát thoaùt neân quaù trình ngöng tuï hoaøn löu raát caàn thieát.
Moät soá chaát höõu cô, ñaëc bieät laø caùc acid beùo phaân töû löôïng thaáp, khoâng bò oxy hoùa neáu khoâng
coù chaát xuùc taùc. Ag+ laø taùc nhaân xuùc taùc raát hieäu quaû ñöôïc duøng. Caùc hydrocacbon thôm vaø
pyridine khoâng bò oxy hoùa trong ñieàu kieän thí nghieäm.
6.3 PHAÂN TÍCH COD BAÈNG K2Cr2O7
K2Cr2O7 laø hôïp chaát töông ñoái reû tieàn vaø coù ñoä tinh khieát cao, sau khi saáy ôû nhieät ñoä laù 1030C,
coù theå duøng ñeå pha dung dòch noàng ñoä 1N chính xaùc baèng caùch caân vaø pha loaõng trong moät
theå tích thích hôïp. K2Cr2O7 laø chaát oxy hoùa maïnh trong moâi tröôøng acid maïnh. Phöông trình
phaûn öùng toång quaùt coù theå bieåu dieãn nhö sau:
Δ
CnHaObNc + dCr2O72- + (8d + c)H+ nCO2 + (a + 8d - 3c)/2 H2O + cNH4+ + 2dCr3+ (6 - 2)
Trong ñoù
d = 2n/3 + a/6 - b/3 - c/2
Phöông phaùp phaân tích maãu coù COD cao
Trong baát kyø phöông phaùp xaùc ñònh COD naøo, chaát oxy hoùa phaûi coøn dö sau phaûn öùng ñeå ñaûm
baûo caùc chaát höõu cô bò oxy hoùa hoaøn toaøn.
Do ñoù phaûi coù moät löôïng thích hôïp chaát oxy hoùa coøn thöøa sau phaûn öùng ñoái vôùi taát caû caùc maãu,
töø ñoù môùi xaùc ñònh ñöôïc löôïng thöïc söï ñaõ tham gia phaûn öùng.
ThS: Huyønh Ngoïc Phöông Mai 6-2
© Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ trang này.
Tel: (08)5150181
COÂNG TY MOÂI TRÖÔØNG
Fax: (08)8114594
TAÀM NHÌN XANH GREE www.gree-vn.com
GREEN EYE ENVIRONMENT
Haàu nhö taát caû caùc dung dòch cuûa caùc chaát khöû ñeàu bò oxy hoùa daàn daàn bôûi oxy khoâng kbí hoøa
tan vaøo dung dòch tröø khi maãu ñöôïc baûo quaûn khoâng tieáp xuùc vôùi khoâng khí. Ion Fe2+ laø taùc
nhaân khöû hieäu quaû cuûa dichromate. Dung dòch chöùa Fe2+ ñöôïc pha töø Ferrous Ammonium
Sulfate (FAS) khaù tinh khieát vaø beàn vöõng. Tuy nhieân trong dung dòch, Fe2+ bò oxy hoùa daàn daàn
bôûi O2 do ñoù caàn phaûi chuaån bò laïi moãi khi söû duïng. Phaûn öùng giöõa FAS vaø K2Cr2O7 ñöôïc bieãu
dieãn nhö sau:
6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O
Maãu traéng
Caû phaân tích COD vaø BOD ñöôïc duøng ñeå xaùc ñònh löôïng oxy caàn ñeå oxy hoùa caùc chaát höõu cô
coù trong maãu. Pheùp phaân tích phaûi baûo ñaûm keát quaû giaù trò COD cuûa maãu khoâng bò aûnh höôûng
cuûa baát kyø nguoàn chaát höõu cô naøo khaùc gaây ra. Vì vaäy maãu traéng caàn ñöôïc xaùc ñònh trong caùc
thí nghieäm COD vaø BOD.
Chæ thò:
Ñieän theá oxy hoùa khöû thay ñoåi raát nhieàu taïi ñieåm döøng cuûa taát caû caùc phaûn öùng oxy hoùa khöû.
Nhöõng bieán ñoåi naøy coù theå nhaän bieát deã daøng baèng ñieän theá keá. Ngoaøi ra cuõng coù theå söû duïng
chæ thò oxy hoùa khöû ñeå xaùc ñònh ñieåm döøng cuûa phaûn öùng. Ferroin laø moät chæ thò höõu hieäu
duøng ñeå nhaän bieát phaûn öùng ñaõ keát thuùc khi taát caû Fe2+ ñaõ bò oxy hoùa hoaøn toaøn. Khi ñoù maøu
xanh cuûa Cr3+ sinh ra do quaù trình khöû Cr2O72- chuyeån thaønh maøu naâu ñoû.
Tính toaùn
3
(Vmaãu traéng ôû 150 - Vmaãu ño) x x 0,1 x 8000
Vmaãu traéng ôû nhieät ñoä phoøng
COD =
mL maãu phaân tích
(A - B) x M x 8000
COD =
mL maãu phaân tích
Phöông phaùp xaùc ñònh maãu COD thaáp
Phöông phaùp treân ñuùng vôùi maãu coù COD > 50mg/L. Ñoái vôùi nhöõng maãu coù COD < 50 mg/L
caàn phaûi duøng dung dòch K2Cr2O7 loaõng hôn ñeå coù theå xaùc ñònh chính xaùc hôn löôïng K2Cr2O7
cho vaøo vaø coøn thöøa sau phaûn öùng. Ñieàu quan troïng phaûi chuù yù laø tæ leä theå tích H2SO4 ñaäm
ThS: Huyønh Ngoïc Phöông Mai 6-3
© Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ trang này.
Tel: (08)5150181
COÂNG TY MOÂI TRÖÔØNG
Fax: (08)8114594
TAÀM NHÌN XANH GREE www.gree-vn.com
GREEN EYE ENVIRONMENT
ñaëc: toång theå tích (maãu + dd K2Cr2O7) = 1:1. Neáu tæ leä naøy nhoû hôn, naêng löôïng oxy hoùa cuûa
dung dòch seõ giaûm ñaùng keå, traùi laïi löôïng dichomate tieâu toán cho maãu traéng seõ thöøa.
Phöông phaùp laøm giaûm löôïng chaát thaûi ñoäc haïi
Giaûm theå tích maãu + taùc nhaân hoùa hoïc söû duïng
Trôû ngaïi cuûa caùc chaát voâ cô
Moät soá ion voâ cô coù theå bò oâxy hoùa döôùi ñieàu kieän thí nghieäm COD vaø gaây sai soá thöøa raát lôùn.
Cl- laø moät trong nhöõng ion gaây sai soá lôùn nhaát cho thí nghieäm COD:
6Cl- + Cr2O72- + 14 H+ 3Cl2 + 2Cr3+ + 7H2O
Khaéc phuïc baèng caùch duøng HgSO4
Hg2+ + 2Cl- ⇔ HgCl2 (β2 = 1,7 x1013)
Nitrit bò oxy hoùa thaønh nitrate cuõng gaây ra sai soá COD. Khaéc phuïc baèng caùch theâm sulphamic
acid vaøo dung dòch dichnmate.
ThS: Huyønh Ngoïc Phöông Mai 6-4
© Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ trang này.