Nhu cầu oxy Hóa học (cod)

NHU CẦU OXY HÓA HỌC
(COD)
COD – Ghi nhớ
• COD đo gián tiếp khối lượng chất hữu cơ.
• COD đo chất hữu cơ bị oxy hóa với tác nhân 
oxy hóa mạnh và đo lượng oxy bị tiêu thụ 
trong phản ứng.
• Mối tương quan giữa COD và BOD thì rõ 
ràng và không phải lúc nào cũng xác định 
được.
Mục lục
• Giới thiệu về COD
• Hóa học của COD
• Phân hủy mẫu bằng Dichromate-COD
• COD với BOD
COD là gì?
• COD là phép đo lượng oxy tương đương với 
lượng chất hữu cơ có trong mẫu mà có thể bị 
oxy hóa bằng tác nhân oxy hóa mạnh
Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater
COD là gì?
• Nói cách khác.
– COD là phép đo gián tiếp khối lượng chất hữu cơ 
trong một mẫu nước. 
COD là gì?
• Phương pháp test COD sử dụng tác nhân oxy 
hóa mạnh (potassium dichromate), axit, và 
nhiệt để oxy hóa chất hữu cơ thành CO2 và 
nước. 
2 KC8H3O4 + 10 K2Cr2O7 + 41 H2SO4 
16 CO2 + 46 H2O + 10 Cr2(SO4)3 + 11 K2SO4
COD là gì?
Phản ứng COD
KHP Dichromate 
oxidant
Acid
Carbon Dioxide Water Chromic Ion
COD là gì?
• COD test xác định lượng dichromate (chất 
oxy hóa) bị tiêu thụ cho phản ứng phá hủy 
chất hữu cơ. 
– Nhiều oxy bị tiêu thụ=lượng chất hữu cơ cao
– Ít oxy bị tiêu thụ=lượng chất hữu cơ thấp 
COD là gì?
• Tại sao phải đo COD?
– Nhanh hơn BOD (2 giờ so với 5 ngày)
– Ít chất gây cản trở (clo)
– Cho kết quả ổn định, hiệu suất cao
– Dễ thực hiện!
Ở đâu cần đo COD?
Nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt
Nước thải 
đầu vào
Bùn hồi lưu
Song
chấn
Bể lọc thô
Bơm
Lắng sơ cấp Lắng thứ 
cấp
Bể tẩy trùng
Bể sục khí
Bơm
Nén bùn
Hóa học COD
Hóa học COD
• COD là quá trình phân tích 2 bước
-Phá mẫu : Model DRB200 của HACH với các loại ống 
Đường kính 13mm và 16mm có thể phá mẫu 15 ống hoặc 30 ống , 21 ống .
Thuốc thử đo COD nhiều thang : 
0,7-40 mg/l ; 3-150 mg/l ; 20-1500mg/l ; 200-15000mg/l
Đóng trong các hộp chứa 25 ống hoặc 150 ống
Hoặc các ống TNT plus , có mã vạch , không cần mẫu trắng
– Xác định : Sử dụng máy so màu , quang phổ của HACH với 
Chương trình đo lập sẳn , gồm các Model : DR890 , DR2800 , DR2700
DR3900,DR5000
Hóa học COD
• Các thuốc thử cần có cho phân tích COD:
– Ống thuốc thử của Hach- Test ‘N Tube plus COD 
Hóa học COD
• Ống thuốc thử chứa:
– Potassium dichromate
– 50% axit sunfuric
– Muối bạc (xúc tác)
– Muối thủy ngân (hạn chế chất cản trở clo)
Hóa học COD
• Các hợp chất hữu cơ bị oxy hóa mạnh bởi 
potassium dichromate và sulfuric axit
COOH
COOK
H2SO4
H2SO4
H2SO4
H2SO4
Cr6+
Cr6+
Cr6+
Cr6+
Hóa học COD
• Sự oxy hóa chất hữu cơ dẫn đến Cr6+ giảm 
thành Cr3+. 
Cr6+
Cr6+
Cr6+
Cr6+
Cr3+
Cr3+
Cr3+
Cr3+
Hóa học COD
• Crom bị khử là sản phẩm tạo ra sau phản ứng 
• Các sản phẩm khác sau phản ứng gồm có:
– Cacbon dioxit
– Nước
– Potassium sulfate
Hóa học COD
• Tại sao cần quan tâm sản phẩm khữ crom ?
– Cr6+ có màu vàng. Cr3+ có màu xanh
– Sự khử từ Cr6+ xuống Cr3+ (và do đó đã tiêu thụ 
chất oxy hóa) có thể được quan sát bằng nhận 
diện màu sắc .
Hóa học COD
• Khi các chất hữu cơ bị oxy hóa và Cr6+ bị khử 
xuống Cr3+, màu của dung dịch sẽ chuyển từ 
vàng sang xanh.
Hóa học COD
• Lượng màu xanh tạo thành tỉ lệ với COD 
trong mẫu.
Hóa học COD
• Lượng Crom tỉ lệ như thế nào với COD?
– Mỗi phân tử potassium dichromate có khả năng 
oxy hóa như nhau bằng 1.5 phân tử oxy. 
– Nhu cầu oxy tỉ lệ với phần trăm Cr6+ bị khử thành 
Cr3+.
Hóa học COD
• Phương pháp so màu
– Sẽ không có chất rắn trong mẫu gây cản trở ?
• Không! Các chất rắn trong mẫu hoàn toàn bị phân hủy 
hoặc lắng xuống không lơ lửng trên đường truyền của 
ánh sáng đi qua.
• Không được đảo ống đo khi chúng đã được làm nguội.
Hóa học COD
• Phương pháp so màu
– Mức cao – đo độ màu xanh gia tăng tại ở bước 
sóng 620nm
– Mức thấp – đo độ giảm màu vàng tại bước sóng 
420nm
Hóa học COD
• Các chất cản trở
– Cl- là chất cản chính 
• Dichromate sẽ oxy hóa Cl- thành Cl, gây kết quả cao 
hơn thực tế 
• Có thể kiểm soát được đến 2000mg/L Cl- với lượng 
sulfate thủy ngân trong ống thuốc thử COD của Hach 
Hóa học COD
• Các chất cản trở
– Bromide cũng là một chất cản 
– Bromide không thể kiểm soát bằng sulfate thủy 
ngân
• Mẫu phải được pha loãng để giảm thiểu lượng chất cản 
trong trường hợp này 
Quá trình phân hủy mẫu bằng 
Dichromate
• Water Analysis Handbook – trang 942
Quá trình phân tích
Các thiết bị , dụng cụ , hóa chất
• Beaker, 250-mL : lấy mẫu và chứa mẫu
• Blender : Làm mẫu đồng đều không bị lắng cặn , nếu mẫu không có các hạt rắn lớn không cần 
dụng cụ này
• COD Digestion Reagent vials : Tùy theo thang đo , Ví dụ với nước sạch sử dụng thang 03-
150mg/l , Nước thải hoặc nước chưa xử lý : thang đo 20-1500mg/l
• DRB200 Reactor : Loại đường kính 16mm hoặc 13mm , 15 ống hoặc 30 ống
• Light Shield or adapter : Có thể không cần thiết khi có kính bảo vệ mắt.
• Magnetic stirrer and stir bar : Làm đồng đều mẫu
• Pipet, TenSette®, 0.1 to 1.0 mL, with tips (for 200–15,000 mg/L range) : Quan trọng để lấy 
mẫu chính xác
• Pipet, volumetric, 2.00 mL : Quan trọng để lấy mẫu chính xác
• Pipet Filler, safety bulb
• Test Tube Rack : Dùng để các ống COD sau khi nung.
• Máy so màu DR890 , Máy quang phổ DR2700, DR2800, DR3900,DR5000. :Đọc kết quả
• Dung dịch chuẩn COD : KiỂm tra độ chính xác
Đồng nhất mẫu bằng Khuấy đều mẫu bằng Mở máy phá mẫu Cho 2ml nước mẫu Cho 2ml nước cất
Máy khuấy máy khuấy từ DRB200 , 150oC vào ống COD hoặc vào ống COD khác 
0,2 ml , nếu thang hoặc 0,2 ml nếu
đo 15000mg/l thang đo 15000mg/l
Cho ống vào máy Tắt máy làm nguội Lắc vài lần Đợi ống nguội Chọn chương trình 
Phá mẫu 2h tới 120oC đến nhiệt độ phòng 
Quá trình phân tích
Lau bên ngoài ống Cho ống trắng vào máy Nhấn Zero Cho ống đo vào máy Nhấn READ
Sứ dụng các dung dịch chuẩn COD với quy trình như trên để kiểm tra độ chính xác
Thành phần Hóa chất COD :
- Potassium Chromate là chất Oxy hóa mạnh
-Acide Sulfuric , hỗ trợ quá trình Oxy hóa 
-Muối Bạc dùng làm xúc tác
-Muối thủy ngân dùng kết tủa các ION Clorua ảnh hưởng đến quá trình Oxy hóa
Bước sóng phân tích :
Quá trình phân tích
Phương pháp Hach COD 
• EPA chứng nhận phương pháp này
– Phương pháp Dichromate Reactor Digestion
• Mức cao – 20-1500mg/L COD
• Mức thấp – 3-150mg/L COD
Phương pháp Hach COD 
• Các phương pháp dùng cho kiểm soát quy 
trình (không phải đã được EPA chứng nhận)
– Phương pháp Dichromate Reactor Digestion
• Mức cực thấp– 1-40mg/L COD
• Mức cực cao – 250-15,000mg/L COD
Phương pháp Hach COD 
• Các phương pháp dùng cho kiểm soát quy 
trình (không phải đã được EPA chứng nhận)
– COD2 – không có thủy ngân trong thuốc thử 
– Mangan III COD – sử dụng muối mangan như tác 
nhân oxy hóa
COD vs BOD
COD vs BOD
• Tại sao so sánh COD với BOD?
– Kiểm soát quá trình nhanh hơn
• Biết được lượng chất ô nhiễm hữu cơ đang đổ vào 
trong hạ nguồn trong vòng 2 giờ so với mất 5 ngày
– COD là phương pháp đo ổn định hơn 
COD vs BOD
• BOD phải được phân tích chính xác theo 
đúng yêu cầu trong quy định của NPDES!
COD vs BOD
• Tại sao COD lại ổn định hơn BOD?
– Mỗi test sử dụng phương pháp oxy hóa khác nhau 
• BOD – vi sinh vật
• COD – hóa chất (potassium dichromate)
COD vs BOD
• Vi sinh vật thì phụ thuộc vào pH, nhiệt độ và 
các yếu tố khác trong nước.
– Hiệu suất oxy hóa phụ thuộc vào điều kiện của vi 
sinh vật
COD vs BOD
• Potassium dichromate oxy hóa mà không cần 
phải quan tâm đến điều kiện nước. 
COD vs BOD
• Kén chọn vs Ăn tạp 
– Phương pháp đo COD luôn cho kết quả cao hơn 
phương pháp đo BOD
BOD COD
COD vs BOD
• COD có thể liên quan với BOD?
– Phụ thuộc!
– Sự tương quan giữa COD và BOD có thể tồn tại 
hoặc không tồn tại tùy thuộc vào thành phần mẫu, 
sự thay đổi theo mùa và các yếu tố khác. 
COD vs BOD
• Làm sao xác định mối tương quan đó?
– Thu thập số liệu kinh nghiệm
• Số liệu COD và BOD của cùng loại mẫu theo cùng 
một thời gian nào đó
– Số liệu từ đồ thị
• Vẽ đồ thị số liệu COD và BOD để xác định hệ số 
tương quan tồn tại hay ko tồn tại 
COD vs BOD
Influent COD and BOD
0
100
200
300
400
500
3/
1/
01
3/
3/
01
3/
5/
01
3/
7/
01
3/
9/
01
3/
11
/0
1
3/
13
/0
1
3/
15
/0
1
Date
m
g
/L
 V
a
lu
e
Influent BOD
Influent COD
Trong ví dụ n ày, hệ 
số tương quan tính 
được là
COD = 1.75 BOD
COD – Ghi nhớ
• COD đo gián tiếp khối lượng chất hữu cơ.
• COD đo chất hữu cơ bị oxy hóa với tác nhân 
oxy hóa mạnh và đo lượng oxy bị tiêu thụ 
trong phản ứng.
• Mối tương quan giữa COD và BOD thì tùy 
thuộc nhiều yêu tố và không phải lúc nào 
cũng tồn tại được.
CHEMICAL OXYGEN DEMAND 
(COD)