Item: Phân tích chỉ tiêu BOD
Rating: 6
Author: John Pham

Phân tích chỉ tiêu BOD

Bài 7: NHU CẦU OXY SINH HÓA (BIOCHEMICAL OXYGEN DEMAND)

I. GIỚI THIỆU CHUNG
1. Ý nghĩa môi trường
BOD được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật môi trường. Nó là chỉ tiêu xác định mức độ ô nhiễm của nước thải sinh hoạt và công nghiệp qua chỉ số oxy dùng để khoáng hóa các chất hữu cơ… Ngoài ra BOD còn là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất để kiểm soát ô nhiễm dòng chảy.
BOD còn liên quan đến việc đo lượng oxy tiêu thụ do vi sinh vật khi phân hủy chất hữu cơ có trong nước thải. Do đó BOD còn được ứng dụng để ước lượng công suất các công trình xử lý sinh học cũng như đánh giá hiệu quả của các công trình đó.
2. Nguyên tắc
Sử dụng loại chai DO đặc biệt có thể tích 300 ml, cho mẫu vào đầy chai. Do hàm lượng oxy hòa tan (DO) ban đầu và sau 5 ngày ủ ở nhiệt độ 200C. Lượng oxy chênh lệch do vi sinh vật sử dụng chính là BOD.
3. Các ảnh hưởng
Vi sinh vật nitrate hóa sẽ sử dụng oxy để oxy hóa nitơ NH3 thành NO2- và NO3-, do đó có thể làm thiếu hụt oxy hòa tan trong nước dẫn đến việc đo BOD không còn chính xác.

II. DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT
1. Dụng cụ và thiết bị
- Tủ điều nhiệt BOD ở 200C ± 10C
- Chai BOD
- Ống đong 100 ml
- Buret
- Pipet
2. Hóa chất
a. Dung dịch đệm phosphate (phosphate buffer solution): hòa tan 8,5 g KH2PO4; 21,75 g K2HPO4; 33,4 g Na2HPO4.7H2O và 1,7 g NH4Cl trong 500 ml nước cất và định mức thành 1 lít.
b. Dung dịch MgSO4 (magnesium sulfate solution): hòa tan 22,5 g MgSO4.7H2O trong nước cất, định mức thành 1 lít.
c. Dung dịch CaCl2: hòa tan 27,5 g CaCl2 trong nước cất, định mức thành 1 lít.
d. Dung dịch FeCl3 (feric chloride solution): hòa tan 0,225 g FeCl3.6H2O trong nước cất, định mức thành 1 lít.
f. Dung dịch H2SO4 1N hoặc NaOH 1N để trung hòa mẫu có tính kiềm hoặc có tính acid.
g. Dung dịch MnSO4: Hòa tan 364 g MnSO4.H2O (hoặc 400 g MnSO4.2H2O hoặc 480 g MnSO4.4H2O) trong nước cất pha loãng thành 1.000 ml. Dung dịch này không được phản ứng với chỉ thị hồ tinh bột khi thêm vào để acid hóa potassium iodide KI.
h. Dung dịch iodide – Azide kiềm: hòa tan 400 g NaOH (hay 700 g KOH) trong 400ml nước cất, làm nguội và 135 g NaI (hoặc 150 g KI) trong 300 ml nước cất. Hoà tan 10 g NaN3 trong 100 ml nước cất, trộn ba dung dịch trên lại và dùng nước cất định mức lên 1000 ml. Dung dịch này không được cho phản ứng với hồ tinh bột khi acid hóa.
i. Acid sulfuric đậm đặc (sulfuric acid conc): 1 ml H2SO4 tương đương với 3 ml iodide azide kiềm.
j. Dung dịch Na2S2O3 0,025M: hòa tan 6,205 Na2S2O3.5H2O trong nước cất, thêm 1,5 ml NaOH 6N (hoặc 0,1 g Na2CO3) pha loãng thành 1 lít
k. Chỉ thị tinh bột 1%: Hoà tan 1g hồ tinh bột vào 80 ml nước cất đun sôi khuấy đều, làm nguội cho vài giọt HCHO định mức thành 100 ml.

III. TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM
a. Chuẩn bị nước pha loãng
Nước pha loãng được pha chế bằng cách thêm mỗi 1 ml các dung dịch phosphate, MgSO4, CaCl¬2, FeCl3, cho mỗi lít nước cất bảo hòa oxy và giữ ở 200C  10C (nước pha loãng này được sục khí hơn 2 giờ)

b. Xử lý mẫu
Nếu có độ kiềm hoặc độ acid thì mẫu phải được trung hòa đến pH khoảng 6,5 – 7,5 bằng H2SO4 hoặc NaOH.
Nếu mẫu có hàm lượng chlor dư đáng kể, thêm 1 ml acid acetic 1 : 1 hay H2SO4 1: 50 trong 1 lít mẫu, sau đó tiếp tục thêm 10 ml% rồi định phân bằng Na2S2O3 0,025M đến dứt điểm.

c. Kỹ thuật pha loãng mẫu xử lý theo tỷ lệ sau
0,1% - 1% : cho nước thải công nghiệp nhiễm bẫn nặng.
1% - 55 : cho nước uống chưa xử lý hoặc đã lắng .
5% –25% : cho dòng chảy qua quá trình oxy hóa.
25% - 100% : cho các dòng sông ô nhiễm (nhận nước thải).

d. Chiết nước pha loãng vào hai chai. Cho mẫu vào mỗi chai bằng cách nhúng pipet xuống đáy chai thả từ từ mẫu vào chai cho đến khi đạt thể tích cần sử dụng, lấy nhanh pipet ra khỏi chai đậy nhanh nút lại (không được có bọt khí). Một chai đậy kín để ủ 5 ngày (DO5) và một chai để định phân tức thì (DO0). Chai ủ trong tủ ở 200C đậy kỹ, niêm bằng nước mỏng trên chỗ loe của miệng chai (lưu ý để lương nước này không bị cạn hết).

e. Định phân lượng oxy hòa tan
Đối với các loại nước đã biết chắc hàm lượng DO = 0 thì không cần định phân lượng oxy hòa tan.
Đối với mẫu
+ Một chai xác định hàm lượng DO ngay trên mẫu pha loãng: DO0
+ Một chai còn lại ủ ở 200C  10C và định phân DO5 (sau 5 ngày).
* Độ pha loãng sao cho để sự khác biệt giữa hai lần định phân phải > 1 mg O2/l.

IV. TÍNH TOÁN

BOD (mg/l) = (DO0 – DO5) x f

Trong đó:
DO0: oxy hòa tan đo được ngày đầu tiên (sục khí trong 2 giờ)
DO5: oxy hòa tan đo được sau 5 ngày
f : hệ số pha loãng

V. CÂU HỎI
1. Kết quả phân tích BOD như sau:
- Lượng DO của mẫu thử không: 7,8 mg/l
- Lượng DO của mẫu pha loãng 1% sau 5 ngày ủ ở 20 0C: 2,8 mg/l
Tính BOD5 của mẫu?
2. Mục đích của việc cho chất dinh dưỡng vào nước pha loãng.
3. Những yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ oxy hóa sinh hóa trong phân tích BOD.