Ngày nay, do có vô số vi sinh vật hữu cơ nên không thể xác định được chính xác hoàn toàn về mức độ ô nhiễm hữu cơ của nước thải. Đây là nguyên nhân khiến các thông số tổng hợp trở nên quan trọng hơn khi xác định mức độ ô nhiễm hữu cơ. Nhu cầu oxy toàn phần (TOD – Total Oxygen Demand) cũng là một thông số như vậy, bài viết này hãy cùng Biogency tìm hiểu thêm về nó nhé!
Các nội dung chính
Các thông số đo đạc nước thải phổ biến và hạn chế của chúng
BOD hoặc COD được sử dụng để chỉ nhu cầu oxy cần thiết cho sự phân hủy các chất trong mẫu nước thải. BOD được tiêu chuẩn hóa quốc tế và xác định trung bình trong 5 ngày đối với quá trình phân hủy các tải trọng do vi khuẩn gây ra. Nó chỉ phù hợp để sử dụng trong phòng thí nghiệm, do thời gian xác định khá lâu. Tuy nhiên, hạn chế của phương pháp này sẽ bị ảnh hưởng bởi quá trình Nitrat hóa gây ảnh hưởng đến các hợp chất của nitơ dẫn đến kết quả đo có thể sẽ thiếu chính xác.
BOD (Biochemical oxygen Demand- nhu cầu oxy sinh hoá) là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật oxy hoá các chất hữu cơ theo phản ứng.
Thông số COD được xác định dựa trên các tác nhân oxy hóa như KMnO4; Dicromat;…. Mỗi phương pháp khác nhau tạo ra các kết quả khác nhau. Chẳng hạn như phương pháp tham chiếu hiện tại là phương pháp dicromat. Nó xác định COD một cách gián tiếp bằng cách thêm một chất oxy hóa hóa học vào mẫu, bằng cách đo lượng tiêu thụ để xác định kết quả.
COD (Chemical Oxygen Demand – nhu cầu oxy hóa học) là lượng oxy cần thiết. Để oxy hoá các hợp chất hoá học trong nước bao gồm cả vô cơ và hữu cơ.
Giá trị đo được sẽ chỉ ra lượng oxy mà quá trình xử lý hiếu khí sẽ cần để phân hủy tải lượng nước thải. Hoá chất tác động nhiều đến việc xác định chỉ số COD, nên phương pháp này không phù hợp với các phép đo trực tiếp, vì các loại hoá chất như thuốc thử, chất keo tụ, chlorine,… rất nguy hiểm và mất nhiều thời gian để oxy hóa mẫu đo.
Liên quan đến BOD của cacbon, tổng cacbon hữu cơ (TOC) cũng được đo để thu được thông tin về tải lượng hữu cơ của nước. Nó được sử dụng rộng rãi để xác định tiêu chuẩn hóa và các phương pháp có thể dễ dàng tự động hóa. Ngoài ra, có thể có mối tương quan giữa TOC và COD, tuy nhiên các hệ số tương quan nằm trong khoảng nhất định tùy thuộc vào nguồn ô nhiễm và chất nền của mẫu. Do đó, TOC tương quan với COD chỉ có thể được ứng dụng đo thành phần nước thải bị biến đổi thường xuyên.
Mặc dù các thông số BOD và COD được yêu cầu sử dụng phổ biến để điều chỉnh xả thải hữu cơ từ các khu công nghiệp và nhà máy xử lý nước thải đô thị, nhưng việc giám sát trực tiếp nhanh chóng 2 chỉ số này lại rất khó đạt được. Do đó, người vận hành phải đối mặt với thách thức là phải tìm ra một thông số thích hợp có thể xác định được trong vòng vài phút và giá trị xác phải tương tự với các thông số quy định.
Tại sao thông số nhu cầu oxy toàn phần (TOD) lại ít xuất hiện?
Nhu cầu oxy sinh học hoặc sinh hóa (BOD5) có thể được coi là “cha đẻ” của các thông số tổng hợp vì nó xuất hiện khá sớm kể từ thế kỷ 19. Sau đó, các thông số khác dựa trên nhu cầu oxy đã được xác định, chẳng hạn như nhu cầu oxy hóa học (COD).
Ngành công nghiệp và đô thị tại Hoa Kỳ, được yêu cầu tuân thủ và báo cáo ít nhất một trong hai thông số này để ngăn ngừa các tác động đến tài chính quốc gia trong xử lý chất thải ô nhiễm. Tuy nhiên, cả hai thông số đều yêu cầu các phương pháp phòng thí nghiệm tốn thời gian, không phù hợp để theo dõi nhanh chóng vào thời gian thực.
Ngược lại, có thông số nhu cầu oxy toàn phần (TOD) hiện nay đã tồn tại hơn 40 năm, đã được tiêu chuẩn hóa bởi ASTM D6238-98 (được phê duyệt lại vào năm 2011), và cũng rất phù hợp cho các phép đo thời gian thực. Tuy nhiên, do các cơ sở sản xuất hay gặp phải vấn đề trong quá trình thực hiện kỹ thuật của quá trình oxy hóa nhiệt, nên thông số này gần như đã rơi vào quên lãng.
Thay thế COD bằng TOD (nhu cầu oxy toàn phần)
Phương pháp dicromat khi đo thông số COD sử dụng quá trình oxy hóa nhiệt ở 1.200 độ C (phải đảm bảo quá trình oxy hóa hoàn toàn tất cả các hợp chất hữu cơ) và không có sự xáo trộn clorua. Thường các phương pháp đo không có chất xúc tác với nhiệt độ cao sẽ mang lại kết quả chính xác, an toàn cho người vận hành và môi trường. Việc chọn thông số TOD (nhu cầu oxy toàn phần) sẽ giúp bạn đảm bảo được yếu tố này.
Để xác định TOD, mẫu nước được oxy hóa nhiệt ở nhiệt độ cao trong lò phản ứng bằng alumin có độ tinh khiết cao và mức tiêu thụ oxy của phản ứng này được đo trực tiếp trong pha khí. Đây là một phương pháp phân tích nhanh và sạch để xác định nhu cầu oxy của một mẫu nước thải. Cách đo TOD này được xem như một phương pháp đo COD mới, được cải tiến và thân thiện hơn với môi trường.
Trái ngược với giá trị COD, giá trị TOD không có tốc độ truy xuất khác nhau đối với các hợp chất hữu cơ đa dạng khác. Nói chung, giá trị lý thuyết được truy xuất tương tự nhau giữa 2 thông số này có thể lên đến khoảng gần 100%. Vậy nên nếu kết quả TOD khác với kết quả COD thì yếu tố ảnh hưởng thường đến từ mức độ ô nhiễm hữu cơ khác nhau giữa mỗi loại nước thải. Ngoài ưu điểm về độ sạch và tốc độ của khi đo, TOD bị hạn chế khi xác định chỉ số chính xác ở thời điểm hiện tại (do mức ô nhiễm hữu cơ của mẫu nước mỗi thời điểm là khác nhau).
______________________
Phía trên là những chia sẻ chi tiết về nhu cầu oxy toàn phần (TOD) – thông số giám sát thời gian thực tại các trạm xử lý nước thải. Mong rằng có thể giúp bạn có thêm những kiến thức mới mẻ áp dụng vào quá trình đo đạc thực tế. Ngoài ra, để được tư vấn chi tiết hơn về các phương pháp xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học, xin hãy liên hệ ngay với Biogency theo Hotline: 0909 538 514
Tài liệu tham khảo:
Total Oxygen Demand (TOD) – An Alternative Parameter For Real-Time Monitoring Of Wastewater Organics – wateronline
Chịu trách nhiệm nội dung
Phó Giám Đốc - Đồng Thị Tú Anh
