COD trong nuoc va nuoc thai

Thử kiểm chứng: Mỗi lần xác định cần kiểm tra kỹ thuật và độ tinh khiết của hoá chất bằng cách phân tích 10,0 ml dung dịch chuẩn theo cùng quy trình tiến hành như với phần mẫu thử.. Nhu [r]

Trường Đại Học Thủ Dầu Một

Khoa Môi Trường Lớp D12MT02

và nước thải (TCVN 6491:1999)

GVHD: Ths Thủy Châu Tờ

Nhóm thực hiện: Nguyễn Thị Hồng Đào

Nguyễn Thị Kim Ngân Bùi Thị Như Tâm

Nguyễn Nhật Tùng

I TỔNG QUAN VỀ NƯỚC.

1.Một số tính chất vật lý, hóa học quan trọng:

-Nước không có màu, mùi và vị.

-Nước là chất duy nhất mà chúng ta gặp trên mặt đất trong điều kiện tự

nhiên ở trạng thái rắn, lỏng, khí.

-Nước là một loại dung môi vạn năng.

-Nước rất khó oxi hóa, đốt cháy hay phân thành các hợp phần tạo nước Nước

là chất rất bền vững hóa học.

-Nước ăn mòn hầu hết các kim loại và phá hoại ngay cả thạch cứng nhất.

-Nước có khả năng đặc biệt, khi đóng băng nó giãn nỡ, do đó băng nổi trên mặt nước pha lỏng.

-Nước có áp lực rất mạnh, vì vậy nó tồn tại dưới dạng giọt hình cầu Sức căng mặt ngoài là điều kiện cần thiết cho những quá trình mao dẫn, những quá

trình rất quan trọng, đặc biệt các hoạt động sống của thực vật và động vật -Nước cất dẫn điện rất kém, nhưng khi cho thêm một lượng muối vô cùng bé,

nó trở nên dẫn điện rất tốt.

-Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của nước đã được Anders Celsius dùng làm hai điểm mốc cho độ bách phân Celcius Cụ thể, nhiệt độ nóng chảy của nước là 0 độ Celcius, còn nhiệt độ sôi (760 mm Hg) bằng 100 độ Celcius Nước đóng băng được gọi là nước đá Nước đã hóa hơi được gọi là hơi nước Nước

có nhiệt độ sôi tương đối cao nhờ liên kết hiđrô.

2.NGUỒN PHÁT SINH VÀ ĐỘC TÍNH:

Hiện nay nguồn nước ở thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng

đã, đang và sẽ bị ô nhiễm nghiêm trọng nếu không có biện pháp ngăn chặn, xử lý kịp thời Trong quá trình sinh hoạt hàng ngày, dưới tốc độ phát triển như hiện nay, con người vô tình làm ô

nhiễm nguồn nước bằng các hóa chất, chất thải từ các nhà máy,

xí nghiệp Các đơn vị cá nhân sử dụng nước ngầm dưới hình thức khoan giếng, sau khi ngưng không sử dụng không bịt kín các lỗ khoan lại làm cho nước bẩn chảy lẫn vào làm ô nhiễm nguồn

nước ngầm Các nhà máy xí nghiệp xả khói bụi công

nghiệp vào không khí làm ô nhiễm không khí, khi trời mưa, các chất ô nhiễm này sẽ lẫn vào trong nước mưa gây ô nhiễm nguồn nước.

Trong hóa học môi trường, chỉ tiêu và thử

nghiệm nhu cầu ôxy hóa học (COD - viết tắt từ tiếng

Anh: chemical oxygen demand) được sử dụng rộng

rãi để đo gián tiếp khối lượng các hợp chất hữu cơ

có trong nước Phần lớn các ứng dụng của COD xác định khối lượng của các chất ô nhiễm hữu cơ tìm thấy trong nước bề mặt (ví dụ trong các con sông hay hồ), làm cho COD là một phép đo hữu ích về chất lượng nước Nó được biểu diễn theo đơn

vị đo là miligam trên lít (mg/L), chỉ ra khối lượng ôxy cần tiêu hao trên một lít dung dịch Các nguồn tài liệu cũ còn biểu diễn nó dưới dạng các đơn vị đo khác như phần triệu (ppm)

II PHƯƠNG PHÁP CHUẨN BỊ MẪU

-Nước ngầm,

nước máy -Nước máy, nước ngầm qua ống lọc : +Xả vòi nước thật kỹ trong một thời gian đủ để đẩy hết lượng nước cũ, đảm bảo nước mới vào là

được rút trực tiếp từ tầng ngầm nước (Khoảng 5-10 phút) -Lấy trực tiếp từ giếng:

+Dùng quang lấy mẫu thả xuống giếng ở độ sâu giữa lòng giếng chờ đầy thiết bị rồi kéo lên và chuyển vào bình chứa

-Nước uống

đóng chai – Lấy trực tiếp từ bộ phận vô chai : xúc rửa chai bằng chính nguồn nước uống nhiều lần ( 2-3 lần), sau đó hứng nước đầy chai, đóng nút chai lại theo hệ thống

– Nếu chai đóng sẵn : chọn ngẫu nhiên sao cho đảm bảo tính đại diện cho từng lô và đủ thể tích mẫu cần phân tích

-Nước thải – Tại các rãnh, cống, hố ga : Chọn địa điểm có dòng chảy xoáy mạnh để đảm bảo pha trộn tốt Khả

năng tiếp cận, sự an toàn và khả năng cung cấp năng lượng là những vấn đề cần chú ý trước khi chọn các vị trí lấy mẫu

*Trước khi lấy mẫu , những điều kiện cần ghi nhận phải được ghi vào biên bản lấy mẫu

– Tại trạm xử lý nước thải : khi lấy mẫu ở đầu vào, phải xem xét mục tiêu của chương trình lấy mẫu mới tiến hành lấy mẫu

-Nướcùng

trong chế biến

– Tại bể chứa : mẫu cần được lấy từ ống vào và ống ra của bể chứa và càng gần bể càng tốt Xả nước khoảng 2-3 phút cho hết nước cũ trong đường lấy mẫu rồi mới lấy mẫu nước mới vào bình đựng mẫu, lấy thể tích cần dùng theo quy định

– Tại nhà máy xử lý nước: mẫu cần được lấy từ ống vào và ống ra của nhà máy và càng gần nhà máy (trạm) càng tốt

– Vòi nước của người dùng : xả vòi nước vài phút ( 2-3 phút) trước khi lấy mẫu vào bình chứa

2.Bảo quản mẫu:

-Mẫu phòng thí nghiệm phải được ưu tiên lấy vào lọ thuỷ tinh, mặc dù lọ polyethylen cũng thích hợp.

-Phân tích mẫu càng sớm càng tốt và không để quá 5 ngày sau khi lấy mẫu Nếu mẫu cần phải được bảo quản trước khi phân tích, thêm 10 ml axit sunfuric cho 1 lít mẫu Giữ mẫu ở 00C đến 50C Lắc các lọ mẫu bảo quản và phải đảm bảo chắc chắn rằng mẫu trong các lọ được đồng nhất khi lấy một phần mẫu đem phân tích.

3.Xử lý mẫu:

-Chuyển 10,0 ml mẫu (pha loãng nếu cần thiết) vào bình phản ứng, thêm 5,00 ml ± 0,01 ml dung dịch kali dicromat Thêm vào vài hạt sôi vào phần mẫu thử (thường là 10 ml) và lắc trộn đều.

-Thêm từ từ 15 ml dung dịch bạc sunfat trong axit sunfuric và nhanh

chóng lắp bình vào ống sinh hàn.

-Đưa hỗn hợp phản ứng tới sôi trong vòng 10 phút và tiếp tục đun 110

phút nữa.

-Nhiệt độ của hỗn hợp phản ứng cần phải đạt là 148 0 C ± 3 0 C.

-Làm nguội ngay bình phản ứng bằng nước lạnh cho đến khoảng 60 0 C và rửa ống sinh hàn với lượng nhỏ nước Tháo ống sinh hàn và pha loãng hỗn hợp phản ứng cho đến khoảng 75 ml và làm nguội đến nhiệt độ phòng.

-Chuẩn độ lượng dư dicromat bằng sắt (II) amoni sunfat sử dụng 1 hoặc 2 giọt chỉ thị feroin.

III TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP

1.Phương pháp:Dùng Kalipemanganat( TCVN 4565 - 88 )

1.1.Phạm vi áp dụng:

COD Mn là lượng oxy được tiêu thụ bởi chất chủ yếu là chất hữu

cơ và vô cơ có trong mẫu bị oxy hoá bởi ion permangant Phương pháp kali permanganat dùng để xác định COD ở những nguồn nước ít ô nhiễm hay khi thành phần các chất hữu

cơ trong nước đơn giản.

Đối với nước ngầm hay nước sạch, hàm lượng Cl - < 300 (mg/l)

Nếu giá trị COD vượt quá 700 mg/l, mẫu nước cần được pha loãng Giá trị COD nằm khoảng 300 mg/l đến 600 mg/l đạt được

độ chính xác cao nhất.

Trong điều kiện phản ứng đã cho, các hợp chất hữu cơ bị oxy hoá triệt để Ngoại trừ các chất có các nguyên tố có cấu trúc nhất định (ví dụ: nhân pyridine, các hợp chất nitơ bậc 4) Một ít chất kỵ nước có thể bay hơi và thoát khỏi sự oxy hoá Các chất

vô cơ bị oxy hoá trong điều kiện phản ứng.

2.2 Nguyên tắc:

Đun hồi lưu mẫu thử với lượng kali dicromat đã biết trước khi

có mặt thuỷ ngân (II) sunfat và xúc tác bạc trong axit sunfuric đặc trong khoảng thời gian nhất định, trong quá trình đó một phần dicromat bị khử do sự có mặt các chất có khả năng bị oxy hoá Chuẩn độ lượng dicromat còn lại với sát (II) amoni sunfat Tính toán giá trị COD từ lượng dicromat bị khử, 1 mol dicromat (Cr 2 O 7 -2 ) tương đương với 1,5 mol oxy (O 2 ).

Nếu phần mẫu thử có chứa clorua lớn hơn 1000 mg/l cần phải áp dụng quy trình khác.

IV.CHI TIẾT PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ

CHẤT LƯỢNG NƯỚC-XÁC ĐỊNH NHU

CẦU OXI HÓA THEO TCVN 6491-1999

1.Hoá chất , dụng cụ:

1.1 Hoá chất:

1.1.1 Axit sunfuric, C H2SO4 = 4 mol/l

Thêm từ từ và cẩn thận 220 ml axit sunfuric (r = 1,84 g/ml) vào

khoảng 500 ml nước cất Để nguội và pha thành 1000 ml.

1.1.2 Bạc sunfat - axit sunfuric

Cho 10 g bạc sunfat (Ag 2 SO 4 ) và 35 ml nước Cho từ từ 965 ml axit sunfuric đặc (r = 1,84 g/ml) Để 1 hoặc 2 ngày cho tan hết Khuấy dung dịch để tăng thêm nhanh sự hoà tan.

1.1.3 Kali dicromat

Dung dịch chuẩn có nồng độ 0,040 mol/l, chứa muối thuỷ ngân.

trong 800 ml nước Thêm vào một cách cẩn

nguội và hoà tan 11,768 g kali dicromat đã

Chuyển toàn bộ dung dịch vào bình định mức

và định mức đến 1000 ml.

Dung dịch bền ít nhất 1 tháng

1.1.4 Sắt (II) amoni sunfat, dung dịch chuẩn có nồng độ, c[(NH 4 ) 2 Fe(SO 4 ) 2 6H 2 O] 0,12 mol/l.

Hoà tan 47,0 g sắt (II) amoni sunfat ngậm 6 phân tử nước vào trong nước Thêm 20 ml axit sunfuric đặc (p = 1,84 g/ml) Làm nguội và pha loãng bằng nước thành 1000 ml.

Dung dịch này phải chuẩn lại hàng ngày theo cách như sau:

Pha loãng 10,0 ml dung dịch kali dicromat đến khoảng 100 ml với axit sunfuric Chuẩn độ dung dịch này bằng dung dịch sắt (II) amoni sunfat nói trên sử dụng 2 hoặc 3 giọt chỉ feroin.

Nồng độ, c, của sắt (II) amoni sunfat tính bằng mol trên lít, được tính theo công thức:

C = n/V

Trong đó: V là thể tích dung dịch sắt (II) amoni sunfat tiêu tốn tính bằng mililit.

1.1.5 Kali hidro phtalat, dung dịch chuẩn, c(K 1 C 8 H 5 O 4 ) = 2,0824 mmol/l.

Hoà tan 0,4251 g kali hidro phtalat đã được sấy khô ở 105 0 C, vào trong nước và định mức đến 1000 ml.

Dung dịch này có giá trị COD lý thuyết là 500 mg/l.

Dung dịch bền ít nhất một tuần nếu bảo quản trong xấp xỉ

4 0 C.

1.1.6 Feroin, dung dịch chỉ thị

Hoà tan 0,7 g sắt (II) sunfat ngậm 7 phân tử nước (FeSO 4 7H 2 O) hoặc 1 g sắt (II) amoni sunfat ngậm 6 phân tử nước [(NH 4 ) 2 Fe(SO 4 ) 2 6H 2 O] trong nước Thêm 1,50 g 1,10 - phenantrolin ngậm một phân tử nước C 12 H 8 N 2 H 2 O và lắc cho đến khi tan hết Pha loãng thành 100 ml.

Dung dịch này bền trong vài tháng nếu được bảo quản trong tối Có bán sẵn các dung dịch này trên thị trường.

1.2.Thiết bị, dụng cụ:

- Bộ chưng cất hồi lưu:

-Bếp đun hoặc các phương tiện đốt nóng khác -Buret chính xác

-Hạt sôi, hạt thuỷ tinh thô

Làm nguội ngay bình phản ứng bằng nước lạnh cho đến khoảng 60 0 C và rửa ống sinh hàn với lượng nhỏ nước Tháo ống sinh hàn và pha loãng hỗn hợp phản ứng cho đến khoảng 75 ml

dù màu xanh lục có thể xuất hiện trở lại sau vài phút

2.Cách tiến hành :

2.1 Xác định:

Chuyển 10,0 ml mẫu (pha loãng nếu cần thiết) vào bình phản ứng, thêm 5,00 ml ± 0,01 ml dung dịch kali dicromat Thêm vào vài hạt sôi vào phần mẫu thử (thường là 10 ml) và lắc trộn đều Thêm từ từ 15 ml dung dịch bạc sunfat trong axit sunfuric và nhanh chóng lắp bình vào ống sinh hàn.

Đưa hỗn hợp phản ứng tới sôi trong vòng 10 phút và tiếp tục đun 110 phút nữa.

Nhiệt độ của hỗn hợp phản ứng cần phải đạt là 148 0 C ± 3 0 C.

2.2 Phép thử trắng:

Tiến hành hai phép thử trắng song song cho mỗi lần xác định theo quy trình đã mô tả trong, nhưng thay thế mẫu thử bằng 10,0 ml nước

2.3 Thử kiểm chứng:

Mỗi lần xác định cần kiểm tra kỹ thuật và độ tinh khiết của hoá chất bằng cách phân tích 10,0 ml dung dịch chuẩn theo cùng quy trình tiến hành như với phần mẫu thử.

Nhu cầu oxy lý thuyết của dung dịch này là 500 mg/l, quy trình thử nghiệm đạt yêu cầu nếu kết quả của thử kiểm chứng ít nhất đạt 96% giá trị này.

3 Yếu tố cản trở:

Phép thử nhạy với vài yếu tố cản trở, về nguyên lý là với clorua Các tác nhân khử vô cơ như nitrit, sunfua và sắt (II) sẽ làm tăng kết quả Thực tế có thể chấp nhận rằng nhu cầu oxy bao gồm cả các tác nhân này và coi như một phần của giá trị COD tổng số của mẫu.

Giảm sự cản trở của clorua (nhưng không loại trừ được hoàn toàn) bằng cách thêm thuỷ ngân (II) sunfat Chất này cùng với ion clo hình thành phức tan thuỷ ngân clorua (II) Khi hàm lượng ion clorua vượt quá 1000 mg/l, phải áp dụng một quy trình được cải biên cho phù hợp.

Các hidro cacbon thơm và pyridin bị oxy hoá không đáng kể Một vài chất hữu cơ dễ bay hơi có thể tránh khỏi sự oxy hoá do bay hơi Các chất béo mạnh thẳng bị oxy hoá mạnh bởi bạc sunfat-axit sunfuric.

Chuẩn độ :

- Mẫu sau khi phá để nguội và chuyển vào bình tam giác 100

ml Tráng ống nghiệm và thêm nước cất đến khoãng 30 ml

- Thêm 2 giọt chỉ thị feroin, lắc đều,dung dịch có màu xanh lục

- Tiến hành chuẩn độ băng dung dịch muối Morh đến khi dung dịch chuyển sang màu nâu đỏ thì dừng chuẩn độ.

Ghi V1 ml muối Morh tiêu tốn.

Với mẫu trắng tiến hành làm tương tự

Ghi V2 ml muối Morh tiêu tốn.

V/Đánh giá kết quả:

 Ưu nhược điểm trong phân tích COD bằng phương pháp

Kalipermanganat

khoảng thời gian ngắn hơn nhiều (3 giờ) so với BOD (5 ngày)

Do đó trong nhiều trường hợp, COD được dùng để đánh giá mức độ ô nhiễm của chất hữu cơ thay cho BOD.

COD là không thể xác định phần chất hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh học và không có khả năng phân huỷ sinh học Thêm vào đó phân tích COD không cho biết tốc độ phân huỷ sinh học của các chất hữu cơ có trong nước thải dưới điều kiện tự nhiên

Cột A Bảng quy định giá trị C của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp khi xả vào nguồn nước được dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt;

Cột B Bảng quy định giá trị C của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp khi xả vào các nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt;

 Vậy, phương pháp permanganat chỉ dùng để xác định COD ở những nguồn nước ít ô nhiễm hoặc thành phần các chất hữu cơ trong nước đơn giản Hạn chế của phương pháp permanganat

là bị ảnh hưởng bởi ion Cl - , vì thế không thể áp dụng phương pháp permanganat cho những mẫu nước lợ hay nước mặn.

Thông số Đơn vị Giá trị giới hạn cho phép cơ bản Phương pháp xác

CẢM ƠN SỰ CHÚ Ý

LẮNG NGHE CỦA THẦY

&

CÁC BẠN