Hóa môi trường - Chương 6

Tài liệu tham khảo giáo trình hóa môi trường - Chương 6 Nhu cầu oxy hóa học
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Hóa môi trường - Chương 6 Tel: (08)5150181 COÂNG TY MOÂI TRÖÔØNG Fax: (08)8114594 TAÀM NHÌN XANH GREE www.gree-vn.comGREEN EYE ENVIRONMENT CHÖÔNG 6 NHU CAÀU OXY HOÙA HOÏC6.1 GIÔÙI THIEÄU CHUNGChæ tieâu COD ñöôïc duøng ñeå xaùc ñònh haøm löôïng chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi sinh hoaït vaønöôùc thaûi coâng nghieäp. COD laø löôïng oxy caàn thieát ñeå oxy hoùa chaát höõu cô thaønh CO2 vaø H2Odöôùi taùc duïng cuûa caùc chaát oxy hoùa maïnh. Phöông trình phaûn öùng oxy hoùa coù theå bieåu dieãnñôn giaûn nhö sau: CnHaObNc + (n + a/4 - b/2 - 3/4c) O2 Æ nCO2 + (a/2 - 3/2c)H2O + cNH3 (6 - 1)Trong thöïc teá haàu nhö taát caû caùc chaát höõu cô ñeàu bò oxy hoùa döôùi taùc duïng cuûa caùc chaát oxyhoùa maïnh trong moâi tröôøng acid. Amino (soá oxy hoùa -3) seõ chuyeån thaønh NH3-N (phöôngtrình 1). Tuy nhieân, nitô höõu cô coù soá oxy hoùa cao hôn seõ chuyeån thaønh nitrate.Khi phaân tích COD, caùc chaát höõu cô seõ chuyeån thaønh CO2 vaø H2O, ví duï caû glucose vaø ligninñeàu bò oxy hoùa hoaøn toaøn. Do ñoù, giaù trò COD lôùn hôn BOD vaø coù theå COD raát lôùn hôn nhieàuso vôùi BOD khi maãu chöùa ña phaàn nhöõng chaát khoù phaân huûy sinh hoïc, ví duï nöôùc thaûi giaáy coùCOD >> BOD do haøm löôïng lignin cao.Moät trong nhöõng haïn cheá chuû yeáu cuûa phaân tích COD laø khoâng theå xaùc ñònh phaàn chaát höõu côcoù khaû naêng phaân huûy sinh hoïc vaø khoâng coù khaû naêng phaân huûy sinh hoïc. Theâm vaøo ñoù phaântích COD khoâng cho bieát toác ñoä phaân huûy sinh hoïc cuûa caùc chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi döôùiñieàu kieän töï nhieân.Öu ñieåm chính cuûa phaân tích chæ tieâu COD laø cho bieát keát quaû trong moät khoaûng thôøi gianngaén hôn nhieàu (3 giôø) so vôùi BOD (5 ngaøy). Do ñoù trong nhieàu tröôøng hôïp, COD ñöôïc duøngñeå ñaùnh giaù möùc ñoä oâ nhieãm chaát höõu cô thay cho BOD. Thöôøng BOD = f x COD, trong ñoù flaø heä soá thöïc nghieäm.6.2 CAÙC PHÖÔNG PHAÙP PHAÂN TÍCH COD ÑAÕ DUØNGNhieàu chaát oxy hoùa hoùa hoïc ñaõ ñöôïc duøng ñeå xaùc ñònh nhu caàu oxy hoùa hoùa hoïc cuûa nöôùc bò oânhieãm. Nhieàu naêm tröôùc ñaây, dung dòch KMnO4 ñöôïc duøng trong phaân tích COD. Möùc ñoä oxyhoùa do permanganate thay ñoåi theo nhöõng loaïi hôïp chaát khaùc nhau vaø möùc ñoä oxy hoùa thayñoåi ñaùng keå theo noàng ñoä caùc taùc chaát söû duïng.ThS: Huyønh Ngoïc Phöông Mai 6-1 © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ trang này. Tel: (08)5150181 COÂNG TY MOÂI TRÖÔØNG Fax: (08)8114594 TAÀM NHÌN XANH GREE www.gree-vn.comGREEN EYE ENVIRONMENTGiaù trò COD xaùc ñònh baèng phöông phaùp naøy luoân luoân nhoû hôn nhieàu so vôùi BOD5. Ñieàu ñoùchöùng toû raèng permanganate khoâng theå oxy hoùa hoaøn toaøn taát caû caùc chaát höõu cô coù trongnöôùc phaân tích.Ceric sulfate, iodate kali, vaø dichromate kali laø nhöõng chaát oxy hoùa ñaõ ñöôïc duøng trong phaântích COD. Trong ñoù, dichromate kali laø chaát oxy hoùa thích hôïp nhaát vì dichromate kali coù khaûnaêng oxy hoùa hoaøn toaøn haàu heát caùc chaát höõu cô thaønh CO2 vaø nöôùc. Vì taát caû caùc chaát oxyhoùa dñaàu duøng vôùi löôïng dö neân caàn phaûi xaùc ñònh löôïng coøn thöøa. Sau khi phaûn öùng keát thuùcñeå tính toaùn löôïng chaát oxy hoùa thaät söï ñaõ duøng ñeå oxy hhoùa chaát höõu cô. K2Cr2O7 laø chaát raátdeã xaùc ñònh baát cöù löôïng dö coøn laïi naøo (duø nhoû) sau phaûn öùng. Do ñoù, K2Cr2O7 chieám öu theáhôn nhieàu chaát oxy hoùa khaùc.K2Cr2O7 coù theå oxy hoùa hoaøn toaøn chaát höõu cô trong moâi tröôøng acid maïnh vaø ôû moät nhieät ñoäxaùc ñònh. Caùc chaát höõu cô deã bay hôi coù saün trong maãu hoaëc taïo thaønh trong quaù trình phaânhuûy deã daøng bò thaát thoaùt neân quaù trình ngöng tuï hoaøn löu raát caàn thieát.Moät soá chaát höõu cô, ñaëc bieät laø caùc acid beùo phaân töû löôïng thaáp, khoâng bò oxy hoùa neáu khoângcoù chaát xuùc taùc. Ag+ laø taùc nhaân xuùc taùc raát hieäu quaû ñöôïc duøng. Caùc hydrocacbon thôm vaøpyridine khoâng bò oxy hoùa trong ñieàu kieän thí nghieäm.6.3 PHAÂN TÍCH COD BAÈNG K2Cr2O7K2Cr2O7 laø hôïp chaát töông ñoái reû tieàn vaø coù ñoä tinh khieát cao, sau khi saáy ôû nhieät ñoä laù 1030C,coù theå duøng ñeå pha dung dòch noàng ñoä 1N chính xaùc baèng caùch caân vaø pha loaõng trong moättheå tích thích hôïp. K2Cr2O7 laø chaát oxy hoùa maïnh trong moâi tröôøng acid maïnh. Phöông trìnhphaûn öùng toång quaùt coù theå bieåu dieãn nhö sau: ΔCnHaObNc + dCr2O72- + (8d + c)H+ Æ nCO2 + (a + 8d - 3c)/2 H2O + cNH4+ + 2dCr3+ (6 - 2)Trong ñoù d = 2n/3 + a/6 - b/3 - c/2Phöông phaùp phaân tích maãu coù COD caoTrong baát kyø phöông phaùp xaùc ñònh COD naøo, chaát oxy hoùa phaûi coøn dö sau phaûn öùng ñeå ñaûmbaûo caùc chaát höõu cô bò oxy hoùa hoaøn toaøn.Do ñoù phaûi coù moät löôïng thích hôïp chaát oxy hoùa coøn thöøa sau phaûn öùng ñoái vôùi taát caû caùc maãu,töø ñoù môùi xaùc ñònh ñöôïc löôïng thöïc söï ñaõ tham gia phaûn öùng.ThS: Huyønh Ngoïc Phöông Mai ...