CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC

Các thông sđánh giá cht
lng nc
1
Các ch tiêu điukhin
Các ch tiêu quan trng nh hng
đn các ch tiêu chtlng nc
khác bao gm:
–pH
–Th oxi hóa – kh (pE)
–  acid -  kim
–Nhit đ
–Tng chtrnhòatan hoc đ dn đin
Các ch tiêu khác
• DO (Dissolved Oxygen) - Oxy hòa tan
• BOD (Biological Oxygen Demand) - Nhu cuoxisinh
hóa
• COD (Chemical Oxygen Demand) - Nhu cuoxihóa
hc
•Nit: Amonia (NH
3
), Nitrite (NO
2
-
) và Nitrate (NO
3
-
)
•Sulfide
•Phosphorus
•Kim loi
•  cng

pH
•pH: làch s biudinnng đ caion hydro
•Cpnc: pH nh hng đn
–Qt keot hóa hc
–Qt kh trùng
–Làmmm, kimsoáttínhnmòncanc
•X lý ncthi
–pH ti uchoqt x lý sinh hc
–Qt keot ncthi
– Làm khô bùn, qt OXH
ohot đ ion hydro
•Thitb: đincchydro
H
2
O  H
+
+ OH
-
•Hng s phân ly
•Do [H
2
O] rtlnvàgimrtítdo b phân ly
 K
n
= [H
+
][OH
-
]
• ivinctinhkhit,  20

0
C thì
[H
+
][OH
-
] =10
-14
][
]][[
2
OH
OHH
K
−+
=
pH
•pH thp(acid)
–Kim loicókhuynhhng hòa tan
– Cyanide và sulfide thì đc hn cho cá
– Ammonia ít đc hn cho cá
•pH cao(base)
– KL có khuynh hng kttadi dng hydroxides
và oxides. Tuy nhiên, nupH tr nên quá cao,
mts kttabt đu hòa tan tr lido s hình
thành ca các hydroxyde complexes
– Cyanide và sulfide thì đc hn cho cá
– Ammonia ít đc hn cho cá
 hòa tan camts KL kttadng hydroxides theo pH
pH (tt)

HCN  H
+
+ CN
-
(đc) (ít đc)
H
2
S  2H
+
+ S
2-
(đc) (ít đc)
NH
4
+
 NH
3
+ H
+
(NH
3
+ H
2
O  NH
4
+
+ OH
-
)
(ít đc) (đc)

pH thp
pH cao
pH (tt)
•Nc sông t nhiên không ô nhim:
pH = 6.5 - 8.5
•Nc ngmt nhiên không ô nhim:
pH = 6.0 - 8.5
•Nc ma sch: pH ~ 5.7 do CO
2
hòa tan
•Ma acid: pH ≤ 2
•Nccp: pH = 6 - 9
 acid –  kim: Xem bài Hóa hcmôi
trng nc
Nhit đ
nh hng ca nhit đ
•  hòa tan cakhí
•Phânhysinhhccacácchthuc trong
nc và bùn lng tng khi nhit đ tng å
tiêu th nhiuDO hn
•Hot đng trao đi chtcacávàthcvt
ph thuc vào nhit đ
Nhit đ (tt)
•Cânbng caphn ng hóa hcph thuc
vào nhit đ
Pt Arrhenius:
•
E
a
: Nng lng hothóa

•R: Hng s khí
•T: nhit đ
•
A
: Hng s
•Giátr A và
E
a
ph thucvàotng phn ng riêng bit
• VD: Cân bng caphn ng phân ly HCN,
H
2
S, NH
4
+
 thay đi vinhit đ  đc tính
thay đi
RT
E
a
Aek
−
=
Hàm lng chtrn trong nc
Mu
TSS
TDS
VSS FSS VDS FDS
TFS
TVS

TS
TS = TVS + TFS
TVS = VSS + VDS
TFS = FSS + FDS
TSS = VSS + FSS
TDS = VDS + FDS
Hàm lng chtrn trong nc (tt)
• TSS (Total Suspended Solid) : Tng chtrnl lng
• VSS (
Volatile Suspended Solid) : Chtrnl lng bay hi
• FSS (
Fixed Suspended Solid) : Chtrnl lng không bay hi
• TDS (
Total Dissolved Solid) : Tng chtrn hòa tan
• VDS (
Volatile Dissolved Solid) : Chtrn hòa tan bay hi
• FDS (
Fixed Dissolved Solid) : Chtrn hòa tan không bay hi
• TFS (
Total Fixed Solid) : Tng chtrn không bay hi
• TVS (
Total Volatile Solid) : Tng chtrnbay hi
• TS (
Total Solid) : Tng chtrn
Hàm lng chtrn trong nc (tt)
•Tng lng chtrn(TS)
–Làtrng lng khô (mg) caphncònlisaukhichobay
himu, sykhô 103
0
C đnkhilng không đi

•Tng chtrnl lng (TSS)
–Lcmu, sykhôphntrêngiylc đnkhilng không
đi  103 – 105
0
C
•Tng chtrn hòa tan (TDS) = TS – TSS
•Hàmlng chtrnbay hi(VSS)
–Làtrng lng mt đi sau khi nung
•Chtrnl lng không bay hi(FSS)
FSS = TSS - VSS
Tng chtrnl lng (TSS)
& Tng chtrnhòatan (TDS)
•Gilàchtrncóth lc đc
•Gm: chthuc, khoáng cht, oxit kim loi,
sulfides, to, vi khun,…
• TSS góp phnvàođ đccanc, gimlng ánh
sáng truynqua cnthitchoquanghp, gimm
quan canc
•Cóth loib bng keo t tobông, lc
TSS
•Gilàchtrn không th lc
•Gm: mun carbonat, bicarbonat, chloride,
sulfate, phosphate và nitrate
•Cóth loib bng pp trao điion, ktta, lc
ngc
TDS
TDS và đ mn
• u ch th các muihòatan.
•Bng so sánh đnh lng gia2 đi lng
TDS (mg/L)  mn

1.000-3.000 Ít mn
3.000-10.000 Mntrungbình
10.000-35.000 Rtmn
>35.000 Nc bin
TDS và đ dn đinriêng (DR)
• n v ca DR: µSiemens/cm (µS/cm)
•TDS cóth xác đnh t DR
–Nc bin(NaCl)
TDS(mg/L) ≅ 0.5 × DR(µS/cm)
–Nc ngm (Carbonate và sulfate)
TDS (mg/L) ≅ (0.55  0.7)× DR(µS/cm)
•Nut l (TDS/ DR) không đi, phân tích TDS
(phctp) có thđc thay th bng đo đ dn đin
riêng (đn gin)
Các thông s chtlng
nc quan trng khác
DO. BOD, COD, …
18
Oxi hòa tan - DO (Dissolved Oxygen)
Chtlng nc DO (mg/L)
Tt > 8.0
Hi ô nhim 6.5-8.0
Ô nhim trung bình 4.5-6.5
Ô nhimnng 4.0-4.5
Ô nhimrtnng < 4.0
DO và chtlng nc
Lu ý
Nng đ oxi hòa tan bão hòa trong nc theo t
0
0

o
C : 14.7 mg/L,
25
o
C : 8.3 mg/L
35
o
C : 7.0 mg/L
DO (tt)
•Giátr DO ph thucvào
– Quá trình quang hpca các loài thysinh
–S chuyn hóa oxi khí quyn thông qua b mt
nc
–Nhit đ
–  mn
–Ápsutriêngphntrênb mtnc
–S khuytrntrênb mtnc
Ý nghamôitrng caDO
•DO  xem s thay đisinhhc đcthc
hinbng sinh vthiukhíhay k khí
• oDO  duy trì đktng trng và sinh sn
casinhvtthysinh
• oDO  xác đnh BOD
• Các công trình x lý hiukhí: đoDO
–Cungcp đ lng không khí (kimsoáttc đ
thikhí,…)
–Tránhs dng quá mckkvànng lng
•Oxy hòatan  n mòn thitb
Xác đnh DO (pp Winker)
Nguyên tc

Datrêns OXH Mn
2+
→ Mn
4+
do oxy hòa tan trong
nc
Phng pháp Winker: Dùng MnSO
4
trong dd NaOH+NaI
– Không có oxy
Mn
2+
+ 2OH
-
→
Mn(OH)
2
↓trng (1)
–Cóoxy
Mn
2+
+ 2OH
-
+ 1/2 O
2
→ MnO
2
↓nâu + H
2
O (2)

Mn
4+
có kh nng kh I
-
thành I
2
t do trong môi
trng axit
MnO
2
+ 2I
-
+ 4H
+
→ Mn
2+
+ I
2
+ 2H
2
O (3)
2Na
2
S
2
O
3
+ I
2
→ Na

2
S
4
O
6
+ 2NaI (4)
Chtch th: tinh bt
Xác đnh DO (tt)
Trong đó:
V
1
: th tích chai chamu(ml)
V : th tích caMnSO
4
và caKI (ml)
A : th tích dung dch chun đ (Na
2
S
2
O
3
) (ml)
N: nng đ đng lng caddchun đ (N)
8000 : H s chuyn điktqu sang mg O
2
/l
•Yutnh hng:
-Nitrit(NO
2
-

): loib bng Natri azide
-Cácchtl lng và màu: loib bng cách lc
VV
NA
lmgDO
−
=
1
8000
)/(
Xác đnh DO – ví d 1
•  xác đnh ch s DO canch theo pp
Winker, ngitaly 100ml ncchovào
bình BOD, thêm vào 1ml dd MnSO
4
và 1ml dd
KI. Cho thêm 1ml dd H
2
SO
4đđ
đ hòa tan
hoàn toàn ktta, cho thêm vài gittinhbt.
Tinhànhchun đ bng dd Na
2
S
2
O
3
0,01N
đnhtmàuxanh.

•Tínhth tích dd Na
2
S
2
O
3
0,01N đãdùng. Bit
DO = 4mg/l.
Xác đnh DO – ví d 2
•S dng pp Winker đ xác đnh giá tr DO ca
nch có chiu dài 1000m, chiurng
1000m và chiusâu2m, ngitaly 200ml
nchđó vào bình BOD. Cho thêm vào 2ml
dd MnSO
4
và 2ml dd KI. Cho thêm 2ml H
2
SO
4
đc đ hòa tan hoàn toàn kttato thành.
Sau đóchun đ bng dung dch Na
2
S
2
O
3
0,025N ht2,9ml vichtch th là h tinh
bt đnht màu xanh.
–Tínhch s DO canch trên
–Muntng ch s DO canch lên 6mg/l, cn

phisc thêm bao nhiêu kg Oxi vào nchđó?
Nhu cuoxisinhhóa-BOD
•BOD: làlng oxy cnthit đ VSV OXH các chthu
c có kh nng phân hysinhhctrongđkhiukhí
•BOD đánh giá mc đ ô nhim
 kh nng t làmsch ca ngunnc
Chú ý khi xác đnh BOD
• Mutránh tipxúcvikk
• Munc ô nhimnng  pha loãng
• iukinmtphi đc duy trì thích hp(pH, t
0
, loi
b cáccht đchi,…)
• B sung dinh dng: N, P,…
•  5 ngày: loitr a/h qt OXH amonia do
Nitrosomonas và Nitrobacter
BOD
5
ng lchccaphn ng BOD
•Phn ng bc1:
Lk
dt
dL
'
=−
Ü L: nng đ CHC có kh nng OXH sinh hc
Ü t: thigianphn ng
Ü k
’
: hng s tc đ phn ng

•BOD tithi đimt:
)101(
0
kt
Ly
−
−=
•Xácđnh k:
12
21
/ln
tt
CC
k
−
=
Ü C
1
và C
2
: giá tr DO tithi đimt
1
và t
2
Ü L
0
: giá tr BOD ti đa/cc đi
Bnchtphn ng BOD (tt)
Chthuc OXH
Chthuc còn li

-dC/dt = k
’
C
Chthuc
Thigian(ngày)
Bnchtphn ng BOD (tt)
BOD (mg/L)
Thigian(ngày)
BOD
5
NOD
Giá tr L
(a)
(b)
• BOD
5
: 70 –80% chthuc b OXH
• G 1: OXH các hpcht Hydrocacbon
CxHy + (x + y/2) O
2
→ xCO
2
+ y/2 H
2
O
• G 2: OXH các hpcht Nit
2NH
3
+ 3O
2

→ 2NO
2
-
+ 2 H
+
+ 2H
2
O
• DO
0
–DO
5
: là lng oxy mà VSV s
dng đ OXH các hpchthuc
BOD
5
= f x (DO
0
–DO
5
)
f: h s pha loãng
Tính giá tr BOD
•BOD tng (L) khác vi BOD tính theo lý thuyt
C
6
H
12
O
6

+ 6O
2
 6CO
2
+ 6H
2
O
• OXH 1 mol glucose cn 192g O
2
•Nu[C
6
H
12
O
6
] = 300mg/L
Ü BOD
lt
= 320mg/L
Ü BOD thct đo đc = 250 – 285mg/L  không
phittc glucose đc chuynthành CO
2
và H
2
O
•Mtphnchthucđc chuynvàomôt
bào đ duy trì s sinh trng và phát trin
caVSV
ng dng s liuBOD
• ánh giá tính chtncthisinhhotvà

ncthi công nghip
•Ch tiêu duy nhtxácđnh lng chthuc
có kh nng phân hysinhhc
• ánh giá kh nng t làm sch cangun
nc
•C s chn pp x lý
•C s xác đnh kích thc thitb x lý và
hiuqu x lý
Tính giá tr BOD – ví d
•Khi1l munc đcl y đ phân tích ch s
BOD, 1 con côn trùng nng 50mg tình c rt
vào trong mu. Giá tr DO ban đulà7mg/l.
Gi s:
–CôngthccutocacôntrùnglàCH
2
O
–15% khilng cacôntrùngcókh nng phân
hysinhhc
–VSV cótrongmus chuynhóa/phânhycôn
trùng
•Nu thí nghim đctinhànhsaukhicôn
trùng đc chuyn hóa hoàn toàn, giá tr DO
xác đnh đc là bao nhiêu?
•Giátr BOD là bao nhiêu?
Gii
Nhu cu oxy hóa hc-COD
•Làlng oxy cnthit đ OXH các cht
huc thành CO
2
và H

2
O ditácdng
cacáccht OXH mnh
• COD không cho bitphnchthuc
có/không có kh nng phân hy sinh
hc
• COD không cho bittc đ phân hy
sinh hc
• u đim chính caphântíchCOD
– Nhanh (2,5 – 3 gi)
COD (tt)
•COD > BOD
–Nhiuchthuc (lignin) khó b OXH
sinh hcnhng có th b OXH hóa hc
–Mts chtvôc có th b OXH bi
dichromate ⇒ tng COD
–Mts chthuc có tính đc đivi
VSV ⇒ nh hng đngiátr BOD
•Xácđnh COD ca dung dch ncthi
gm 250mL n-propanol 72mg/L và
50mL aceton 100mg/L
Gii
Xác đnh COD
Nguyên tc
•HnhpCr
2
O
7
2-
+ H

2
SO
4
s phân hyhuht
các chthuc thành CO
2
và H
2
O
C
x
H
y
O
z
+ Cr
2
O
7
2-
+ H
+
→
CO
2
+ H
2
O + Cr
3+
•Lng Cr

2
O
7
2-
dđcchun đ bng dd
mui Mohr (FeSO4.(NH
4
)2SO
4
.6H
2
O)
Cr
6+
+ Fe
2+
→
Fe
3+
+ Cr
3+
•Chtch th:dd ferroin
•Fe
2+
vad → dung dch có màu nâu đ
Xác đnh COD (tt)
•A : th tích dd mui Mohr tiêu hao khi chun
đ đichng (mutrng) (ml)
•B : th tích dd mui Mohr tiêu hao khi chun
đ mu(ml)

•N : nng đ đng lng camui Mohr khi
chun đ mu
• 8000: h s chuyn điktqu sang mg O
2
/l
V
NBA
COD
8000.).(
−
=
Xác đnh COD – ví d
•  xác đnh ch s COD cancthit nhà
máy X, ngitaly 100ml ncchovàobình
thí nghim. Th tích dd mui Mohr 0,3N dùng
đ chun đ muvàmutrng lnltlà
20ml và 30ml.
•Xácđnh ch s COD camuncthitrên.
HpchtchaNit
Nit
t do
NO
2
-
NO
3
-
NH
3
,

Muiamoni
Proteins
sp phân rã
h/c cha
Nit
HpchtchaNit (tt)
N-Nitrat
N huc
N-Nitrit
N-amonia
Ngày
N
(mg/l)
HpchtchaNit (tt)
• Quá trình chuynhóaNit trong nc
Protein
NH
3
NO
2
-
NO
3
-
N
2
Nitrosomonas
Nitrobacter
•NH
3

+ H
2
O NH
4
+
+ OH
-
–pH thp(< 9,4): tntidng NH
4
+
–pH cao(>9,4): dng NH
3
–Sinhrado s phân hy các CHC; s kh nitrate trong đk
ymkhí
–NH
3
có th loib bng pp sckhí
•Nitrit
–sp trunggiancaqt OXH
–Nng đ trong mt nckhôngcao
•Nitrate
–Phânhy VS các CHC chaNit
–Ngun phân bón nhân tod tha
Chu trình Nit
NH
3
/NH
4
+
-víd

Ammonia đc loib khimtdòngnc
thi công nghipbng mtthápsckhí. 
đáp ng tiêu chunphátthi(giihnca
ammonia là 5 ppm), nc đu vào tháp x lý
phi đc điuchnh sao cho tng ammonia
dng bay hi là 60%. S dng sđtrên đ
tính xem
pH canc đu vào phi đc
điuchnh đn giá tr bao nhiêu
nunc
thi trong tháp s
c khí có nhit đ 10
o
C?
NO
2
-
và NO
3
-
•Cách/cchaNit  NO
2
-
 NO
3
-
(biVSV)
•Nit huc  xác V, chtthit hot đng
ca con ngi,…
• Nit vô cphân bón

• NO
2
-
và NO
3
-
: cnthitchothcvt, nhng
đc đivi con ngivà cá (nng đ cao)
• [NO
2
-
], [NO
3
-
] > 1 - 2mg/L (ncmt, nc
ngm)  ô nhimt phân bón nông nghip
• [NO
2
-
], [NO
3
-
] > 10 mg/L (ncung)  a/h
đnsckhe
X lý H/C chaNit
Loib NH
3
•Tng pH (≥ 10)  chuynv dng NH
3
bay

hi(xemđ th)
•Vôi(CaO)
–R
–To thành CaCO
3
(trong bùn)
•NaOH
–Ítr hnCaO
– Không tobùn
• u đim: làm kttaCa
2
(PO
4
)
3
(nu dùng
vôi)
•Nhc đim: s đóng cn, ô nhimkhí
Nitrification - Denitrification
Bc1
•Nitrification: OXH hoàn toàn các h/c chaNit thành
nitrate trong điukinhiu khí (khuytrn, sckhí)
2NH
4
+
3O
2
4H
+
2NO

2
-
2H
2
O
+++
Nitrosomonas
2NO
2
-
O
2
2NO
3
-
+
Nitrobacter
Bc2
• Denitrification: chuynnitrate thànhN
2
trong điu
kink khí
• iukin: có carbon huc (nuTOC thp  thêm
methanol hoccách/ckhác)
4NO
3
-
5CH
2
O

2N
2
5CO
2
7H
2
O
+
+
+
Denitrifying
4H
+
+
bacteria
Kh trùng bng Cl
2
•Nguyêntc:
Cl
-
H
+
NH
3
Cl
2
NH
2
Cl
+++

NH
4
+
Cl
2
NH
2
Cl
+++
Cl
-
H
+
Chloramine
4Cl
-
4H
+
2NH
2
Cl Cl
2
N
2
+++
•p/ tng
6Cl
-
6H
+

2NH
3
3Cl
2
N
2
+++
•NH
2
Cl d: chtkh trùng yu, không đc
•Cóth tothànhNHCl
2
(dichloramine) và NCl
3
(trichloramine)
•Tc đ p/ rt nhanh
•Loib NH
4
+
và NH
3
Vùng A: chtd b OXH nh Fe
2+
, H
2
S, CHC tham gia p/;
NH
3
p/ to Chloramine
Vùng B: Thêm Cl

2
 OXH chloramine thành N
2
O và N
2
. Ti
breakpoint, gnnh toàn b b OXH biCl
2
Vùng C: tiptcthêmCl
2
 d HOCl và OCl
-
trong nc
Ví d
•Mtnhàmáyx lý ncthicólulng
1.500.000 L/ngày, ncthicha trung bình
50mg/L NH
3
- N.
• Hãy tính khilng Cl
2
(gram) cn cung cp
mingàyđ x lý toàn b lng NH
3
-N nói
trên?