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

1. Chỉ số COD là gì?

COD là chữ viết tắt của cụm từ Chemical Oxygen Demand. Đây là chỉ số giúp xác định nhu cầu oxy hóa học tức là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các hợp chất hóa học có trong nước bao gồm cả hữu cơ lẫn vô cơ.

Trong xử lý nước thải, COD là một trong những chỉ số quan trọng hàng đầu đánh giá mức độ ô nhiễm của nước thải. Cũng tương tự như BOD, COD là dữ liệu cung cấp thông tin số liệu xác định ảnh hưởng của nước thải đối với nguồn tiếp nhận.

Chỉ số COD là gì? 

2. Xác định chỉ số COD bằng cách nào?

Mỗi ngày mỗi con người sẽ thải ra môi trường khoảng 80 lít nước thải. Trong nước thải có chứa rất nhiều thành phần gây hại cho môi trường. Nếu không được xử lý chúng gây ra mùi hôi tanh, ảnh hưởng đến không khí, nguồn đất, và sự sống của các loài sinh vật dưới nước và cả con người…

Mức độ ô nhiễm của nước thải được đánh giá 1 phần dựa vào lượng COD. Đo lường COD giúp chúng ta biết được nước bị ô nhiễm ở mức độ nào. Nhà nước đã đưa ra mức quy định về hàm lượng COD cho phép nằm trong khoảng 72 - 102 gam/ng/ngày có trong nước được phép xả thải ra môi trường. 

3. Một số phương pháp xác định COD 

Nguyên lý của việc xác định COD là các chất hầu như đều bị oxy hóa bởi Kali dicromat - K2Cr2O7 trong môi trường axit. Nhờ vậy dựa vào hàm lượng K2Cr2O7 chúng ta có thể xác định được COD trong nước. Hiện nay để xác định chỉ số COD có trong nước các chuyên gia sẽ sử dụng phương pháp chuẩn độ hoặc phương pháp so màu. 

3.1 Phương pháp chuẩn độ

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

Khi cho từ từ chất khử sắt amoni sulfate vào, crom hóa trị VI sẽ được chuyển hóa thành dạng hóa trị III. Khi đạt đến điểm tương đương (xác định bằng chỉ thị màu) là khi lượng sắt amoni sulfate đã được thêm vào bằng với lượng dichromate dư. Từ đó ta có thể tính toán được lượng dichromate đã dùng trong quá trình oxy hóa chất hữu cơ dựa vào lượng ban đầu và lượng còn lại.

Phương pháp này thực hiện đơn giản tại các phòng thí nghiệm, nhưng việc chuẩn độ phụ thuộc vào người làm chuẩn độ nên khá tốn công sức và độ chính xác có thể bị dao động. 

Phương pháp xác định COD

3.2 Phương pháp so màu 

Ngoài dùng chuẩn độ, cũng có thể xác định lượng dichromate đã dùng bằng cách xem xét sự thay đổi độ hấp thụ của mẫu (màu của crom hóa trị III và crom hóa trị VI) tại các bước sóng cụ thể. 

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

Phương pháp so màu thực hiện rất dễ dàng, với mẫu chuẩn do nhà sản xuất cung cấp nên chúng ta chỉ cần pha mẫu và vận hành máy đo quang. Nhờ vậy tiết kiệm được nhân lực và giảm thiểu sai sót khi chuẩn độ. 

4. Phương pháp giúp làm giảm hàm lượng COD trong nước

Một số phương pháp giúp làm giảm COD có trong nước là:

4.1 Phương pháp sử dụng chất oxy hóa

Phương pháp này thích hợp dùng cho loại nước thải giàu chất sinh học phân hủy và ít chất hữu cơ.  Các loại hóa chất dùng trong phương pháp này đó là Ozone, Clo và Hydrogen Peroxide.

4.2 Phương pháp keo tụ – tạo bông

Phương pháp này sẽ sử dụng các chất tạo bông như phèn nhôm, sắt, phèn PAC để tạo kết tủa và khiến chúng liên kết với nhau, rồi loại bỏ các lớp cặn bùn đó. 

Để xử lý COD hiệu quả bằng phương pháp này cần đáp ứng được việc xử lý bùn và sử dụng hóa chất. Phương pháp này ít sử dụng do hiệu quả đạt được không cao mà chi phí hóa chất lớn

4.3 Phương pháp sử dụng phản ứng Fenton

Phản ứng Fenton sẽ dùng chất oxy hóa để phá hủy các chất gây ô nhiễm. Trong đó, H2O2 sẽ phản ứng với Sắt hóa trị II, Sunfat tạo ra một gốc tự do Hydroxyl. Nếu các phản ứng xảy ra hoàn toàn, các hợp chất hữu cơ bị oxy hóa sẽ tạo thành sản phẩm là khí cacbonic và nước.

4.4 Phương pháp sử dụng công nghệ AOP

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

Sử dụng công nghệ AOP trong xử lý nước 

4.5 Phương pháp sử dụng than hoạt tính

Phương pháp lọc và hấp thụ nhờ than hoạt tính này sẽ được sử dụng ở bước cuối cùng hoặc ngay sau quá trình xử lý sơ cấp. Các chất hữu cơ và vô cơ trong nước sẽ bị than hoạt tính giữ lại, nhờ đó làm giảm lượng COD cần thiết để phân hủy chúng. Mặc dù phương pháp này mang lại độ an toàn, tuy nhiên không cho hiệu quả cao như các phương pháp khác nên ít được sử dụng.