BOD VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH BOD TRONG NƯỚC

MÔN: PHÂN TÍCH CÔNG NGHIỆP
ĐỀ TÀI: BOD VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH BOD TRONG NƯỚC
GVHD: THS. TRẦN NGUYỄN AN SA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
SƠ LƯỢC VỀ BOD
I
II
PHƯƠNG PHÁP PHA LOÃNG VÀ CẤY BỔ SUNG ALLYLTHIOUREA
III
TÀI LIỆU THAM KHẢO
NỘI DUNG
IV
PHƯƠNG PHÁP DÙNG CHO MẪU KHÔNG PHA LOÃNG
I. SƠ LƯỢC VỀ BOD
BOD (biochemical oxygen demand- nhu cầu oxy sinh hóa): lượng oxy
cần thiết để vi sinh vật oxy hóa các chất hữu cơ. Trong nước, khi xảy ra
quá trình oxy hóa sinh học thì các VSV sử dụng oxy hòa tan.

PT phản ứng:
Chất hữu cơ + O
2
= CO
2
+ H
2
O + TB mới + sp trung gian
BOD
n
: nhu cầu oxy sinh hóa sau n ngày (n: thời gian ủ 5 hoặc 7 ngày)

I. SƠ LƯỢC VỀ BOD
- Thời gian ủ trong tiêu chuẩn này là 5 ngày hoặc 7 ngày. Thời gian ủ 7 ngày nói chung cho kết quả BOD cao hơn ủ
5 ngày.
- Trong thực tế, người ta không thể xác định lượng oxy cần thiết để phân hủy hoàn toàn chất hữu cơ, mà chỉ cần xác
định lượng oxy cần thiết trong 5 ngày đầu của nhiệt độ ủ 20
o
C trong phòng tối để tránh quá trình quang hợp, ký hiệu
là BOD
5
.
VAI TRÒ:

Là tiêu chuẩn đánh giá của các nhà máy hay phương pháp xử lý nước thải.

Phản ánh mức độ ô nhiễm hữu cơ của nước thải.

Là 1 chỉ tiêu quan trọng để đánh giá ảnh hưởng của dòng chảy đối với nguồn nước.

BOD càng lớn thì nước thảy bị ô nhiễm càng cao và ngược lại.

I. SƠ LƯỢC VỀ BOD
Nước thải công nghiệp
NO
3
-
, PO
4
3-
cao
BOD cao

Nhiệt độ tăng
Nước thải hóa chất
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG

I. SƠ LƯỢC VỀ BOD
BẢNG ĐÁNH GÍA MỨC CHỈ TIÊU BOD


I. SƠ LƯỢC VỀ BOD
MỨC BOD (ppm) CHẤT LƯỢNG NƯỚC
1-2 Rất tốt- không có nhiều chất thải hữu cơ
3-5 Tương đối sạch
6-9 Hơi ô nhiễm
10+ Rất ô nhiễm
Pha loãng và cấy bổ
sung allylthiourea
2 phương pháp
Dùng cho mẫu không
pha loãng
CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH BOD TRONG NƯỚC
II. PHƯƠNG PHÁP PHA LOÃNG VÀ CẤY CÓ BỔ SUNG ALLYLTHIOUREA
1.
Phạm vi áp dụng
TCVN 6001-1 : 2008 áp dụng cho các loại nước có nhu cầu oxy
sinh hóa lớn hơn hoặc bằng 3mg/l oxy, không vượt quá 6000mg/l oxy.
Phương pháp này cũng áp dụng được cho nhu cầu oxy sinh hóa lớn
hơn 6000mg/l oxy nhưng sai số do pha loãng có thể ảnh hưởng đến kết
quả phân tích của phương pháp và đòi hỏi xử lý kết quả phải thận
trọng.
II. PHƯƠNG PHÁP PHA LOÃNG VÀ CẤY CÓ BỔ SUNG ALLYLTHIOUREA

2. Nguyên tắc
Mẫu nước phân tích phải được xử lí sơ bộ và pha loãng với những
lượng khác nhau của 1 loại nước loãng giàu oxy hòa tan và chứa các vi
sinh vật hiếu khí, có ức chế nitrat hóa.
Ủ mẫu ở 20
o
C
Để trong tối(bình ủ nạp đầy, đóng kín)
Xác định nồng độ oxy hòa tan trước và
sau ủ
Khối lượng oxy/1l mẫu
II. PHƯƠNG PHÁP PHA LOÃNG VÀ CẤY CÓ BỔ SUNG ALLYLTHIOUREA
3. Chuẩn bị dung dịch thử
ATU: Allylthiourea (C
4
H
8
N
2
S), 4
o
C, bền trong 2 tuần, độc.
-
Mẫu thử
-
2ml ATU
-
nước pha loãng cấy VSV
Dung dịch 1
Phương pháp chuẩn độ Iốt

[TCVN
7324
(ISO 5813)]
Đo oxy hòa tan
Phương pháp đầu dò điện
cực [TCVN 7325(ISO
5814)]
II. PHƯƠNG PHÁP PHA LOÃNG VÀ CẤY CÓ BỔ SUNG ALLYLTHIOUREA
4. Cách tiến hành
1.
Phạm vi áp dụng
TCVN 7324 : 2004 áp dụng cho các loại nước có nồng độ oxy
hòa tan 0.2mg/l đến gấp đôi nồng độ oxy bão hòa (khoảng 20mg/l) khi
không có chất cản trở.
PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ IOD (WINKLER CẢI TIẾN)-TCVN 7324 : 2004
2. Nguyên tắc
Phản ứng của oxy hòa tan trong mẫu với Mangan(II) hydroxit mới sinh
(do thêm NaOH/KOH vào MnSO
4
). Kết tủa trắng Mn(OH)
2
xuất hiện.
PTPƯ:
Mn
2+
+ OH
-
Mn(OH)
2
(trắng)

2Mn(OH)
2
+ ½O
2
+ H
2
O 2Mn(OH)
3
(nâu)
PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ IOD (WINKLER CẢI TIẾN)-TCVN 7324 : 2004
2. Nguyên tắc
Khi thêm vào axit, hợp chất Mn(III) oxh iodua tạo ra iod. Xác định lượng
Iod được giải phóng bằng cách chuẩn độ với Na
2
S
2
O
3
.
PTPƯ:
Mn(OH)
3
+ 2I
-
+3H
+
Mn
2+
+ I
2

+3H
2
O
I
3
-
+ 2S
2
O
3
2-
3I
-
+ S
4
O
6
2-
PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ IOD (WINKLER CẢI TIẾN)-TCVN 7324 : 2004
+ 0.5g KI/NaI
+ 100-150 ml dd1
+ 5ml H
2
SO
4
2mol/l
+ 20 ml KIO
3
10mmol/l

Dd Na
2
S
2
O
3
10mmol/l

Dung dịch có màu vàng rơm
Dung dịch có màu vàng rơm
Dung dịch không màu
Dung dịch không màu
Hồ tinh bột
Hồ tinh bột
Quy trình chuẩn độ
PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ IOD (WINKLER CẢI TIẾN)-TCVN 7324 : 2004
5. Tính toán và thể hiện kết quả
II. PHƯƠNG PHÁP PHA LOÃNG VÀ CẤY CÓ BỔ SUNG ALLYLTHIOUREA
Kiểm tra sự tiêu thụ oxy trong quá trình thử nghiệm
Trong đó:
: là nồng độ oxy hòa tan của 1 trong các dung dịch thử ở điểm
“không”(mg/l)
: là nồng độ oxy hòa tan của chính dung dịch thử sau n ngày (mg/l)
( )
3
2
3
1
21
1

ρ
ρρ
ρ
≤−≤
1
ρ
2
ρ
5. Tính toán và thể hiện kết quả
II. PHƯƠNG PHÁP PHA LOÃNG VÀ CẤY CÓ BỔ SUNG ALLYLTHIOUREA
Tính toán nhu cầu oxy sinh hóa sau n ngày(BODn)
Trong đó:
: là nồng độ oxy hòa tan của của dung dịch mẫu trắng ở điểm
“không”(mg/l)
: là nồng độ oxy hòa tan của dung dịch mẫu trắng sau n ngày
(mg/l)
Vt: tổng thể tích của dd thử (ml)
Vs: thể tích của mẫu dùng để chuẩn bị dd thử (ml)
3
ρ
4
ρ
( ) ( )
s
t
t
st
n
V
V

V
VV
BOD ⋅






−⋅
−
−−=
4321
ρρρρ
PHƯƠNG PHÁP ĐẦU DÒ ĐIỆN CỰC- TCVN 7325 : 2004
1.
Phạm vi áp dụng
- Đo được oxy trong nước tương ứng từ 0% - 100%.
- Thích hợp đo nước có màu, nước đục, chứa sắt hay các chất cố
định iod gây cản trở cho pp iod.
- Đo nước tự nhiên, nước thải, nước mặn.
Bộ kid HQ40 và điện cực IntellCal đo pH và BOD
2. Nguyên tắc
Chai sau khi đổ vào 1 thể tích mẫu phù hợp sẽ đậy kín bằng nắp có đầu dò áp suất, mẫu liên tục khuấy trộn bằng cá từ. Khi vi
khuẩn sử dụng oxy hòa tan trong mẫu để oxh chất hữu cơ, lượng oxy từ phần không khí nằm trên sẽ thâm nhập bổ sung
vào phần dung dịch, CO
2
sinh ra bị chất kiềm hấp thu. Đầu dò sẽ đo sự giảm áp suất(không phân biệt CO
2
, O

2
) tính
trực tiếp giá trị BOD.
PHƯƠNG PHÁP ĐẦU DÒ ĐIỆN CỰC- TCVN 7325 : 2004
3. Cách tiến hành

Nhúng đầu đo vào bình nạp ổn định khuấy
Điều chỉnh số đọc ở thiết bị theo nồng độ oxy đã biết.

Thay thế màng và chất điện ly khi số đọc không còn chuẩn, khi tín hiệu
đưa ra không ổn định hay chậm.
PHƯƠNG PHÁP ĐẦU DÒ ĐIỆN CỰC- TCVN 7325 : 2004

Ưu điểm:
- Tiết kiệm công sức, hóa chất.
- Theo dõi BOD bất cứ thời điểm nào (kể cả sau 5 ngày)
- Không mắc sai số chuẩn độ.
- Không bị ảnh hưởng của nước pha loãng hay vi khuẩn cấy

Nhược điểm:
- Không làm nhiều mẫu cùng lúc.
PHƯƠNG PHÁP ĐẦU DÒ ĐIỆN CỰC- TCVN 7325 : 2004
II. PHƯƠNG PHÁP DÙNG CHO MẪU KHÔNG PHA LOÃNG
1.
Phạm vi áp dụng
TCVN 6001-2 : 2008 áp dụng cho mọi loại nước có nhu cầu oxy
sinh hóa lớn hơn hoặc bằng 0.5 mg/l oxy(giới hạn xác định), không
vượt quá 6 mg/l oxy.
II. PHƯƠNG PHÁP DÙNG CHO MẪU KHÔNG PHA LOÃNG
2. Nguyên tắc

Ủ mẫu ở 20
o
C
Để trong tối(bình ủ nạp đầy, đóng kín)
Xác định nồng độ oxy hòa tan trước và
sau ủ
Khối lượng oxy/1l mẫu
t = 5-7 ngày
Phương pháp chuẩn độ Iốt
[TCVN
7324
(ISO 5813)]
Đo oxy hòa tan
Phương pháp đầu dò điện
cực [TCVN 7325(ISO
5814)]
II. PHƯƠNG PHÁP DÙNG CHO MẪU KHÔNG PHA LOÃNG
3. Cách tiến hành