CHƯƠNG 5: NHU CẦU OXY HÓA SINH HỌC

Chia sẻ: Bang Bang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

0
334
lượt xem
126
download

CHƯƠNG 5: NHU CẦU OXY HÓA SINH HỌC

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nhu cầu oxy sinh hóa là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật oxy hóa các chật hữu cơ có khả năng ph6n hủy sinh học trong điều kiên hiếu khí

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: CHƯƠNG 5: NHU CẦU OXY HÓA SINH HỌC

  1. Tel: (08)5150181 COÂNG TY MOÂI TRÖÔØNG Fax: (08)8114594 TAÀM NHÌN XANH GREE www.gree-vn.com GREEN EYE ENVIRONMENT CHÖÔNG 5 NHU CAÀU OXY SINH HOÙA 5.1 GIÔÙI THIEÄU CHUNG Nhu caàu oxy sinh hoùa (BOD) laø löôïng oxy caàn thieát ñeå vi sinh vaät oxy hoùa caùc chaát höõu cô coù khaû naêng phaân huûy sinh hoïc trong ñieàu kieän hieáu khí. Khaùi nieäm “coù khaû naêng phaân huûy” coù nghóa laø chaát höõu cô coù theå duøng laøm thöùc aên cho vi sinh vaät. BOD laø moät trong nhöõng chæ tieâu ñöôïc duøng ñeå ñaùnh giaù möùc ñoä gaây oâ nhieãm cuûa caùc chaát thaûi sinh hoaït, nöôùc thaûi coâng nghieäp vaø khaû naêng töï laøm saïch cuûa nguoàn nöôùc. Chæ tieâu BOD ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch ño ñaïc löôïng oxy maø vi sinh vaät tieâu thuï trong quaù trình phaân huûy caùc chaát höõu cô. Caùc maãu phaûi ñöôïc baûo quaûn traùnh tieáp xuùc vôùi khoâng khí ñeå ngaên caûn oxy thoâng khí hoøa tan vaøo nöôùc khi haøm löôïng oxy hoøa tan trong maãu giaûm. Do haøm löôïng oxy hoøa tan baõo hoøa trong nöôùc ñaït khoaûng 9 mg/L ôû 200C, nhöõng loaïi nöôùc thaûi coù haøm löôïng chaát höõu cô cao phaûi ñöôïc pha loaõng thích hôïp ñeå baûo ñaûm löôïng oxy hoøa tan phaûi toàn taïi trong suoát quaù trình thí nghieäm. Phaân tích BOD aùp duïng quaù trình sinh hoïc neân phaûi khoáng cheá ñieàu kieän moâi tröôøng thích hôïp cho söï sinh tröôûng cuûa caùc vi sinh vaät. Caùc chaát ñoäc haïi ñoái vôùi vi sinh vaät phaûi ñöôïc loaïi khoûi dung dòch. Taát caû caùc thaønh phaàn dinh döôõng caàn thieát cho söï phaùt trieån cuûa vi sinh vaät nhö N, P vaø nhöõng nguyeân toá vi löôïng phaûi ñöôïc boå sung. Quaù trình oxy hoùa hoaøn toaøn caùc chaát höõu cô döôùi taùc duïng cuûa vi sinh vaät seõ taïo thaønh CO2 vaø H2O. Do ñoù, vi sinh vaät ñöôïc boå sung trong phaân tích BOD ñöôïc goïi laø “seed”. Phöông trình phaûn öùng toång quaùt coù theå bieåu dieãn nhö sau: CnHaObNc + (n + a/4 - b/2 - 3/4c)O2 → nCO2 + (a/2 – 3/2c)H2O + NH3 (5 - 1) Vaän toác phaûn öùng phaân huûy chaát höõu cô trong thí nghieäm BOD phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä vaø noàng ñoä chaát höõu cô coù trong maãu phaân tích. Ñeå loaïi tröø aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä, thí nghieäm ñöôïc tieán haønh ôû 200C. Theo lyù thuyeát, phaûn öùng coù theå xem laø hoaøn toaøn trong voøng 20 ngaøy, ñaây laø khoaûng thôøi gian khaù daøi. Kinh nghieäm cho thaáy, tyû leä BOD5/BODtoång coäng töông ñoái cao neân thôøi gian uû 5 ngaøy laø hôïp lyù. Tyû leä naøy cao hay thaáp tuøy thuoäc vaøo ñaëc tính cuûa “seed” vaø baûn chaát cuûa chaát höõu cô. Nöôùc thaûi sinh hoaït vaø nhieàu loaïi nöôùc thaûi coâng nghieäp coù BOD5 = 70 – 80% BOD toång. Thôøigian uû 5 ngaøy coøn coù taùc duïng loaïi tröø aûnh höôûng cuûa quaù trình oxy hoùa ammonia do Nitrosomonas vaø Nitrobacter gaây ra. ThS: Huyønh Ngoïc Phöông Mai 5-1 © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ trang này.
  2. Tel: (08)5150181 COÂNG TY MOÂI TRÖÔØNG Fax: (08)8114594 TAÀM NHÌN XANH GREE www.gree-vn.com GREEN EYE ENVIRONMENT 5.2 BAÛN CHAÁT CUÛA PHAÛN ÖÙNG BOD Nhöõng nghieân cöùu ñoäng hoïc cho thaáy raèng phaûn öùng BOD laø phaûn öùng baäc 1 coù nghóa laø vaän toác phaûn öùng tyû leä thuaän vôùi löôïng chaát höõu cô coù khaû naêng phaân huûy sinh hoïc. Toác ñoä phaûn öùng ñöôïc bieåu dieãn nhö sau: dC − = k 'C dt (5 - 2) dC − = C dt Trong ñoù, C ñaëc tröng cho noàng ñoä cuûa chaát höõu cô coù khaû naêng oxy hoùa, t laø thôøi gian vaø k’ laø haèng soá toác ñoä phaûn öùng. Nhö vaäy, vaän toác phaûn öùng giaûm khi noàng ñoä chaát höõu cô C giaûm. Trong phaân tích BOD, L thöôøng ñöôïc duøng thay cho C: dC − = k 'L (5 - 3) dt -dL/dt bieåu dieãn toác ñoä phaân huûy chaát höõu cô. Laáy tích phaân hai veá Phöông trình (5 – 3) ta coù: Trong ñoù, k = k’/2,303, coâng thöùc naøy bieåu dieãn löôïng chaát höõu cô coøn laïi sau khoaûng thôøi gian t baát kyø. Lt − = e − k 't = 10 − kt (5 - 4) L Neáu goïi y laø BOD taïi thôøi ñieåm t vaø L laø löôïng BOD toång hoaëc BOD cöïc ñaïi: y = L (1 – 10-kt) Giaù trò k phaûi ñöôïc xaùc ñònh baèng thöïc nghieäm. Vì phaûn öùng phaân huûy chaát höõu cô BOD laø phaûn öùng baäc 1, ñoà thò bieåu dieãn löôïng chaát höõu cô coøn laïi theo thôøi gian coù daïng parabol töông töï ñöôøng cong phaân raõ cuûa moät nguyeân toá phoùng xaï. Do ñoù, ñoà thò moâ taû löôïng chaát höõu cô bò oxy hoùa theo thôøi gian seõ laø ñöôøng parabol ñoái xöùng (Hình 5.1). Vì löôïng oxy ñöôïc duøng tyû leä thuaän vôùi löôïng chaát höõu cô bò oxy hoùa, ñoà thò bieåu dieãn löôïng oxy söû duïng theo thôøi gian cuõng coù daïng parabol nhö ñöôøng moâ taû löôïng chaát höõu cô bò oxy hoùa ôû Hình 5.1. Hình 5.2 bieåu dieãn ñöôøng cong BOD hay oxy tieâu thuï theo thôøi gian. ThS: Huyønh Ngoïc Phöông Mai 5-2 © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ trang này.
  3. Tel: (08)5150181 COÂNG TY MOÂI TRÖÔØNG Fax: (08)8114594 TAÀM NHÌN XANH GREE www.gree-vn.com GREEN EYE ENVIRONMENT Chaát höõu cô oxy hoùa Chaát höõu cô Chaát höõu cô coøn laïi -dC/dt = k’C Thôøi gian (ngaøy) Hình 5.1 Chaát höõu cô bò oxy hoaù Ñöôøng cong ñoái vôùi (b) Nhu nhu caàu lieân keát caàu (carbonate ceous + söï nitrat hoùa) oxy Giaù trò L sinh (a) Ñöôøng cong ñoái vôùi nhu caàu coù carbon ôû 20oC hoùa y = L (1-10-kt) (BOD) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Thôøi gian (ngaøy) Hình 5.2 Ñöôøng cong BOD (a) Ñöôøng cong chuaån ñoái vôùi quaù trình oxy hoùa chaát höõu cô. (b) AÛnh höôûng cuûa söï nitrat hoùa. Trong moät soá tröôøng hôïp caàn duøng “seed” trong phaân tích BOD. “Seed” coù theå chöùa vi khuaån nitrat hoùa coù khaû naêng oxy hoùa chaát khoâng chöùa carbon ch o naêng löôïng. Vi khuaån nitrat hoùa thöôøng toàn taïi vôùi löôïng töông ñoái nhoû trong nöôùc thaûi sinh hoaït chöa xöû lyù vaø ñieàu may maén laø toác ñoä taùi sinh cuûa chuùng ôû 200C cuûa chuùng khoâng quaù lôùn ñeå duøng moät löôïng ñaùng keå oxy trong voøng 8 – 10 ngaøy ñaàu trong thí nghieäm BOD. Khi caùc sinh vaät naøy phaùt trieån, chuùng oxy hoùa nitô ôû daïng ammonia thaønh caùc acid HNO2 vaø acid HNO3 gaây sai soá ñaùng keå cho thí nghieäm BOD. ThS: Huyønh Ngoïc Phöông Mai 5-3 © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ trang này.
  4. Tel: (08)5150181 COÂNG TY MOÂI TRÖÔØNG Fax: (08)8114594 TAÀM NHÌN XANH GREE www.gree-vn.com GREEN EYE ENVIRONMENT nitrosomonat 2NH3 + 3O2 2NO2- + 2H+ + 2H2O (5 - 5) nitrobacter 2NO2- + 3O2 2NO3- + 2H+ (5 - 6) Khoâng theå duøng chæ tieâu BOD ñeå xaùc ñònh löôïng nitô coù trong maãu vì nitô ñöôïc theâm vaøo nöôùc pha loaõng ñeå cung caáp chaát dinh döôõng caàn thieát cho vi sinh vaät neân seõ daãn ñeán sai soá cho keát quaû thí nghieäm. Ñeå loaïi tröø aûnh höôûng do quaù trình nitrat hoùa gaây ra, thôøi gian uû trong thí nghieäm BOD ñöôïc qui ñònh laø 5 ngaøy. Ñoái vôùi nöôùc thaûi coù chöùa nhieàu nitrat nhö nöôùc thaûi sau xöû lyù sinh hoïc, aûnh höôûng cuûa vi khuaån nitrat hoùa ñöôïc ngaên chaën baèng nhöõng taùc nhaân öùc cheá nhö methylene blue hoaëc allylthourea (ATU). Möùc ñoä nitrat hoùa cuõng coù theå ñöôïc laøm giaûm ñaùng keå nhôø quaù trình khöû truøng baèng clo. Maãu nöôùc soâng vaø cöûa soâng thöôøng chöùa löôïng ñaùng keå vi sinh vaät nitrat hoùa. Hôn nöõa, söï phaùt trieån cuûa taûo cuõng gaây ra sai soá cho giaù trò BOD. 5.3 PHÖÔNG PHAÙP XAÙC ÑÒNH BOD Chæ tieâu BOD ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch phaân tích haøm löôïng oxy hoøa tan. Thöôøng maãu phaân tích coù haøm löôïng chaát höõu cô cao neân caàn phaûi pha loaõng. Tuy nhieân, khi haøm löôïng chaát höõu cô trong maãu thaáp, coù theå tieán haønh phaân tích tröïc tieáp, khoâng phaûi pha loaõng maãu. Phöông phaùp tröïc tieáp Vôùi maãu coù BOD5 khoâng vöôït quaù 7 mg/L, khoâng pha loaõng, chæ caàn suïc khí ñeå ñaït oxy baõo hoøa thích hôïp luùc baét ñaàu thí nghieäm. Tröôøng hôïp naøy thöôøng thaáy ñoái vôùi nöôùc soâng. Hai hoaëc nhieàu chai BOD ñöïng ñaày maãu. Moät chai ñöôïc duøng ñeå phaân tích ngay haøm löôïng oxy hoøa tan (DO0) vaø nhöõng chai coøn ñöôïc uû 5 ngaøy ôû 200C. Sau 5 ngaøy, xaùc ñònh haøm löôïng oxy hoøa tan coøn laïi (DO5). BOD5 = DO0 – DO5. Phöông phaùp tröïc tieáp xaùc ñònh BOD khoâng bieán ñoåi maãu, do ñoù cho keát quaû ôû ñieàu kieän gaàn nhö töông töï vôùi moâi tröôøng töï nhieân. ThS: Huyønh Ngoïc Phöông Mai 5-4 © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ trang này.
  5. Tel: (08)5150181 COÂNG TY MOÂI TRÖÔØNG Fax: (08)8114594 TAÀM NHÌN XANH GREE www.gree-vn.com GREEN EYE ENVIRONMENT Phöông phaùp pha loaõng Phöông phaùp pha loaõng ñeå xaùc ñònh BOD döïa treân cô sôû toác ñoä phaân huûy sinh hoùa chaát höõu cô tyû leä thuaän vôùi löôïng chaát höõu cô chöa bò oxy hoùa toàn taïi ôû moät thôøi ñieåm naøo ñoù. Trong thí nghieäm phaân tích chæ tieâu BOD caàn (1) traùnh caùc chaát ñoäc haïi ñoái vôùi vi sinh vaät, (2) pH vaø ñieàu kieän thaåm thaáu phaûi thích hôïp, (3) chaát dinh döôõng, (4) nhieät ñoä tieâu chuaån vaø (5) seed. Nhieàu nöôùc thaûi coâng nghieäp coù BOD5 raát cao neân phaûi pha loaõng nhieàu laàn do khaû naêng hoøa tan giôùi haïn oxy trong nöôùc. Nöôùc thaûi sinh hoaït chöùa nhieàu chaát dinh döôõng nhö N vaø P, trong khi ñoù nhieàu chaát thaûi coâng nghieäp thieáu moät hoaëc ñoâi khi caû hai nguyeân toá naøy. Do ñoù, vieäc söû duïng nöôùc pha loaõng laø caàn thieát. Nöôùc pha loaõng Nhieàu loaïi nöôùc ñöôïc thöû duøng laøm nöôùc pha loaõng trong thí nghieäm BOD. Nöôùc thieân nhieân coù theå chöùa taûo vaø vi khuaån nitrat hoùa, haøm löôïng khoaùng thay ñoåi,... neân khoâng thích hôïp. Nöôùc maùy cuõng chòu haàu heát nhöõng haïn cheá cuûa caùc daïng nöôùc beà maët theâm vaøo ñoù laø tính khöû cuûa phaàn clo coøn laïi. Kinh nghieäm cho thaáy duøng nöôùc pha loaõng toång hôïp ñieàu cheá töø nöôùc caát hoaëc nöôùc ñaõ khöõ khoaùng laø toát nhaát. pH cuûa nöôùc pha loaõng coù theå thay ñoåi töø 6,5 ñeán 8,5 khoâng gaây aûnh höôûng ñeán hoaït ñoäng cuûa vi khuaån saprophytic. Thöôøng ñeäm dung dòch baèng hoãn hôïp phosphate ôû pH 7,0. Dung dòch ñeäm duøng ñeå duy trì pH thích hôïp. Ñieàu kieänt thaåm thaáu thích hôïp ñöôïc duy trì baèng K3PO4 vaø Na3PO4. Caùc muoái K, Na, Ca vaø Mg theâm vaøo ñeå taïo khaû naêng ñeäm vaø thaåm thaáu thích hôïp cuõng goùp phaàn cung caáp caàn thieát cho söï sinh tröôûng vaø trao ñoåi chaát cuûa vi sinh vaät. FeCl3, MgSO4 vaø NH4Cl cung caáp Fe, S vaø N. Dung dòch ñeäm phosphate nhaèm cung caáp P. Trong tröôøng hôïp nhu caàu oxy coù chöùa nitô phaûi ñöôïc ño, caàn phaûi loaïi nitô. Nöôùc pha loaõng chöùa taát caû nhöõng chaát chuû yeáu ñeå xaùc ñònh BOD tröø vi sinh vaät caàn thieát. Nhieàu chaát ñaõ ñöôïc duøng laøm “seed”. Kinh nghieäm cho thaáy raèng nöôùc thaûi sinh hoaït, ñaëc bieät laø nöôùc töø heä thoáng coáng chung laø thích hôïp, thöôøng duøng 2 mL nöôùc thaûi cho moät lít nöôùc pha loaõng. Moät soá loaïi nöôùc soâng cuõng thoûa yeâu caàu, nhöng phaûi caån thaän traùnh duøng nöôùc coù chöùa nitô phaûi ñöôïc ño, caàn phaûi loaïi nitô. Trong tröôøng hôïp phaûi cung caáp seed, nöôùc pha loaõng caàn phaûi ñöôïc hoøa troän vôùi seed vaø caùc chaát dinh döôõng tröôùc khi thí nghieäm ñeå baûo ñaûm tính ñoàng nhaát cuûa nöôùc pha loaõng söû duïng. Cuoái cuøng, nöôùc pha loaõng phaûi ñöôïc suùc khí ñeán khi ñaït baõo hoøa oxy tröôùc khi söû duïng. ThS: Huyønh Ngoïc Phöông Mai 5-5 © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ trang này.
  6. Tel: (08)5150181 COÂNG TY MOÂI TRÖÔØNG Fax: (08)8114594 TAÀM NHÌN XANH GREE www.gree-vn.com GREEN EYE ENVIRONMENT Söï pha loaõng nöôùc thaûi Ngöôøi phaân tích töï quyeát ñònh möùc ñoä pha loaõng maãu, thoâng thöôøng neân pha loaõng ôû 3 tyû leä khaùc nhau. Khi noàng ñoä cuûa maãu trong khoaûng ñöôïc bieát, chæ caàn pha loaõng ôû 2 tyû leä khaùc nhau laø ñuû. Ñoái vôùi maãu khoâng bieát tröôùc noàng ñoä, trong nhieàu tröôøng hôïp caàn phaûi pha loaõng ôû 4 tyû leä khaùc nhau. Maãu phaân tích phaûi ñaûm baûo coù ít nhaát 0,5 mg/L oxy hoøa tan ôû thôøi ñieåm cuoái cuûa giai ñoaïn uû. Baûng 5.1 bieåu dieãn tyû leä pha loaõng caàn thieát tính theo % hoaëc laáy tröïc tieáp vaøo chai BOD (dung tích 300 mL) baèng pipet. Baûng 5.1 Tyû leä pha loaõng maãu döïa treân noàng ñoä BOD döï ñoaùn % hoãn hôïp Duøng pipet laáy maãu vaøo chai BOD 300 mL % hoãn hôïp Khoaûng BOD mL Khoaûng BOD 0,01 20.000 – 70.000 0,02 30.000 – 105.000 0,02 10.000 – 35.000 0,05 12.000 – 42.000 0,05 4.000 – 14.000 0,10 6.000 – 21.000 0,1 2.000 – 7.000 0,20 3.000 – 10.500 0,2 1.000 – 3.500 0,50 1.200 – 4.200 0,5 400 – 1.400 1,0 600 – 2.100 1,0 200 – 700 2,0 300 – 420 2,0 100 – 350 5,0 60 – 210 5,0 40 – 140 10,0 30 – 105 10,0 20 – 70 20,0 12 – 42 20,0 10 – 35 50,0 6 – 21 50,0 4 – 14 100 0–7 100 0-4 300 Trong quaù trình uû phaûi nieâm mieäng chai BOD baèng moät maøng khí ñeå ngaên khoâng khí hoøa tan vaøo chai. Chai BOD phaûi ñöôïc röûa saïch dung dòch acid chromic hoaëc nöôùc taåy röûa. Neáu duøng nöôùc taåy röûa, chai phaûi ñöôïc röûa laïi baèng nöôùc noùng ñeå dieät vi khuaån nitrat hoùa. Sau ñoù röûa laïi thaät kyõ baèng nöôùc maùy vaø traùng laàn cuoái baèng nöôùc caát hoaëc nöôùc ñaõ khöû khoaùng. Oxy hoøa tan ban ñaàu Vôùi nhöõng maãu coù BOD < 200 mg/L, löôïng maãu > 1,0%, keát quaû phaân tích seõ sai soá ñaùng keå neáu oxy hoøa tan cuûa maãu khaùc vôùi oxy hoøa tan cuûa nöôùc pha loaõng vaø khoâng theå hieäu chænh ñöôïc. Neáu tyû leä pha loaõng < 20%, maãu ñöôïc oån ñònh nhieät ñoä ôû 200C, suïc khí ñeán baõo hoøa, khi ñoù xem nhö maãu coù cuøng noàng ñoä oxy hoøa tan vôùi nöôùc pha loaõng. Do ñoù, khoâng caàn phaûi xaùc ñònh noàng ñoä oxy hoøa tan cuûa maãu. Neáu tyû leä pha loaõng > 20%, caàn phaûi xaùc ñònh noàng ñoä oxy hoøa tan cuûa maãu. ThS: Huyønh Ngoïc Phöông Mai 5-6 © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ trang này.
  7. Tel: (08)5150181 COÂNG TY MOÂI TRÖÔØNG Fax: (08)8114594 TAÀM NHÌN XANH GREE www.gree-vn.com GREEN EYE ENVIRONMENT Trong phaân tích BOD, ñoä giaûm noàng ñoä oxy hoøa tan sau 5 ngaøy uû phaûi hôn 2 mg/L vaø noàng ñoä oxy hoøa tan coøn laïi phaûi lôùn hôn 0,5 mg/L, sai soá thí nghieäm khoaûng ± 5%. 5.4 VAÄN TOÁC CUÛA QUAÙ TRÌNH OXY HOÙA SINH HOÙA Haèng soá toác ñoä cuûa phaûn öùng phaân huûy chaát höõu cô BOD ñöôïc xem laø k =0,10/ngaøy ôû 200C. Giaù trò naøy coù ñöôïc töø nhieàu nghieân cöùu veà nöôùc soâng bò oâ nhieãm vaø nöôùc thaûi sinh hoaït ôû Myõ vaø Anh. Keát quaû thí nghieäm ñoái vôùi nöôùc thaûi coâng nghieäp söû duïng nöôùc pha loaõng toång hôïp cho thaáy k > 0,10/ngaøy vaø giaù trò k cuûa caùc loaïi nöôùc thaûi khaùc nhau. Giaù trò k cuûa nöôùc thaûi sinh hoaït thay ñoåi ñaùng keå moãi ngaøy vaø giaù trò trung bình laø 0,17/ngaøy, khaùc vôùi giaù trò 0,10/ngaøy nhö ñaõ xaùc ñònh tröôùc ñaây. Caùc giaù trò k cuûa nöôùc thaûi ñaõ qua xöû lyù sinh hoïc seõ thaáp hôn nöôùc thaûi chöa xöû lyù. Yeáu toá khaùc aûnh höôûng ñeán keát quaû ño ñaïc BOD laø nhieät ñoä. Bieán thieân BOD theo thôøi gian ñöôïc bieåu dieãn ôû Baûng 5.2. Baûng 5.2 YÙ nghóa quan troïng cuûa haèng soá toác ñoä phaûn öùng k ñoái vôùi BOD Thôøi gian % BOD toång söû duïng (ngaøy) k = 0,05 k = 0,10 k = 0,15 k = 0,20 k = 0,25 1 10,9 20,6 29,2 36,9 43,8 2 20,6 37 50 60 68 3 29 50 64 75 82 4 37 60 75 84 90 5 44 68 82 90 94 6 50 75 87 94 97 7 55 80 91 96 98 10 68 90 97 99 99 20 90 99 99 99 99 Baûng 5.2 cho thaáy phaûn öùng BOD thay ñoåi raát lôùn tuøy thuoäc vaøo toác ñoä phaûn öùng. Caùc giaù trò BOD5 baèng khoaûng 68% BOD toång k = 0,1/ngaøy vaø baèng 94% khi k = 0,25%/ngaøy. YÙ nghóa quan troïng cuûa k trong vieäc xaùc ñònh höôùng phaùt trieån phaûn öùng BOD ñöôïc minh hoïa ôû Hình 5.3. Ñoái vôùi moät chaát thaûi coù giaù trò L cho tröôùc, giaù trò BOD5 seõ thay ñoåi ñaùng keå trong voøng 15 ngaøy. Tröôùc ñaây, thöôøng bieåu dieãn BOD5 ngaøy theo L baèng caùch cho k = 0,10/ngaøy. Hình 5.4 cho thaáy giaù trò L cuûa moät maãu vôùi BOD5 = 200 thay ñoåi theo giaù trò k. ThS: Huyønh Ngoïc Phöông Mai 5-7 © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ trang này.
  8. Tel: (08)5150181 COÂNG TY MOÂI TRÖÔØNG Fax: (08)8114594 TAÀM NHÌN XANH GREE www.gree-vn.com GREEN EYE ENVIRONMENT k = 0,30 300 250 k = 0,15 BOD (mg/L) k = 0,08 200 k = 0,10 150 100 50 0 0 5 10 15 20 Thôøi gian (ngaøy) Hình5.3 AÛnh höôûng cuûa haèng soá toác ñoä ñoái vôùi BOD (ôû moät giaù trò L cho tröôùc). Toác ñoä phaûn öùng thay ñoåi theo (1) baûn chaát cuûa chaát höõu cô vaø (2) khaû naêng caùc sinh vaät hieän coù söû duïng chaát höõu cô. 5.5 SÖÏ KHAÙC NHAU GIÖÕA CAÙC GIAÙ TRÒ L VAØ NHÖÕNG GIAÙ TRÒ NHU CAÀU OXY THEO LYÙ THUYEÁT Tröôùc ñaây, giaù trò BOD toång coäng hay L cuûa caùc chaát höõu cô ñöôïc xem baèng nhu caàu oxy theo lyù thuyeát khi ñöôïc tính töø Phöông trình hoùa hoïc töông öùng (xem Phöông trình 5.10). Ví duï, söï oxy hoùa glucose thaønh CO2 vaø nöôùc caàn 192 gO2/mol hoaëc 1,065 mLO2/mol glucose. C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O (5 - 10) BOD cuûa dung dòch glucose coù noàng ñoä 300 mg/L theo lyù thuyeát laø 320 mg/L. Thöïc teá, BOD20 dao ñoäng töø 250 ñeán 285. Nhö vaäy, khoâng phaûi taát caû glucose ñöôïc chuyeån thaønh CO2 vaø H2O. Ñeå vi sinh vaät oxy hoùa chaát höõu cô, chaát höõu cô phaûi laø thöùc aên caàn thieát cho söï sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa vi sinh vaät. Nhö vaäy, moät phaàn chaát höõu cô ñöôïc chuyeån vaøo moâ teá baøo vaø di trì khoâng bò oxy hoùa cho ñeán khi vi sinh vaät söû duïng caùc chaát höõu cô naøy trong quaù trình hoâ haáp noäi baøo. Khi vi sinh vaät cheát chuùng trôû thaønh thöùc aên cho vi sinh vaät khaùc vaø bieán thaønh carbonic vaø nöôùc. Vi sinh vaät soáng cuõng nhö cheát, duøng laøm thöùc aên cho nhöõng sinh vaät cao caáp hôn chaúng haïn nguyeân sinh ñoäng vaät. Löôïng chaát höõu cô coøn laïi khoâng bò phaân huûy sinh hoïc laø buøn. ThS: Huyønh Ngoïc Phöông Mai 5-8 © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ trang này.
  9. Tel: (08)5150181 COÂNG TY MOÂI TRÖÔØNG Fax: (08)8114594 TAÀM NHÌN XANH GREE www.gree-vn.com GREEN EYE ENVIRONMENT 5.6 SÖÏ KHAÙC NHAU GIÖÕA TOÁC ÑOÄ QUAN SAÙT ÑÖÔÏC VAØ TOÁC ÑOÄ BAÄC I Khaûo saùt giaù trò BOD cuûa caùc chaát höõu cô hoøa tan vôùi giaû thieát phaûn öùng “baäc 1”. Trong nhieàu tröôøng hôïp, bieán thieân BOD xaûy ra theo hai pha töông töï nhö Hình 5.2. Tuy nhieân, pha thöù hai khoâng phaûi do söï nitrat hoùa maø do taùc duïng baäc 2 cuûa protozoa: trong moät hoaëc hai ngaøy ñaàu cuûa giai ñoaïn uû, chaát höõu cô hoøa tan bò tieâu thuï nhanh, khoaûng 30% ñeán 50% bò oxy hoùa vaø phaàn coøn laïi ñöôïc chuyeån vaøo teá baøo vi sinh vaät. Khi söï chuyeån hoùa naøy ñöôïc hoaøn thaønh, toác ñoä oxy hoùa giaûm do quaù trình hoâ haáp noäi baøo cuûa vi sinh vaät. Moät hoaëc hai ngaøy sau toác ñoä oxy hoùa taêng leân baäc hai do söï taêng maät ñoä protozoa – duøng vi sinh vaät laøm thöùc aên. Nhö vaäy, protozoa cuõng ñoùng vai troø raát quan troïng trong thí nghieäm BOD. 5.7 ÖÙNG DUÏNG CUÛA SOÁ LIEÄU BOD Soá lieäu BOD ñöôïc duøng roäng raõi trong thöïc teá kyõ thuaät moâi tröôøng. BOD laø chæ tieâu quan troïng ñeå ñaùnh giaù tính chaát nöôùc thaûi sinh hoaït vaø nöôùc thaûi coâng nghieäp. BOD laø chæ tieâu duy nhaát ñeå xaùc ñònh löôïng chaát höõu cô coù khaû naêng phaân huûy sinh hoïc. BOD coøn laø chæ tieâu ñaùnh giaù laøm töï saïch caùc nguoàn nhaän vaø laø tieâu chuaån ñeå kieåm tra chaát löôïng cuûa caùc doøng thaûi vaøo nguoàn nöôùc naøy. BOD laø cô sôû ñeå choïn phöông phaùp xöû lyù vaø xaùc ñònh kích thöôùc cuûa nhöõng thieát bò vaø ñeå ñaùnh giaù hieäu quaû cuûa töøng ñôn vò trong heä thoáng xöû lyù. ThS: Huyønh Ngoïc Phöông Mai 5-9 © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ trang này.
Đồng bộ tài khoản