Chương 6:Nhu cầu Oxy hóa học

Chia sẻ: Bang Bang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

478
lượt xem 141
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chỉ tiêu COD được dùng để xác định hàm lượng chất hữu cơ có trong nước thải công nghiệp và nước thải công nghiệp

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 6:Nhu cầu Oxy hóa học

Tel: (08)5150181 COÂNG TY MOÂI TRÖÔØNG Fax: (08)8114594 TAÀM NHÌN XANH GREE www.gree-vn.com GREEN EYE ENVIRONMENT CHÖÔNG 6 NHU CAÀU OXY HOÙA HOÏC 6.1 GIÔÙI THIEÄU CHUNG Chæ tieâu COD ñöôïc duøng ñeå xaùc ñònh haøm löôïng chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi sinh hoaït vaø nöôùc thaûi coâng nghieäp. COD laø löôïng oxy caàn thieát ñeå oxy hoùa chaát höõu cô thaønh CO2 vaø H2O döôùi taùc duïng cuûa caùc chaát oxy hoùa maïnh. Phöông trình phaûn öùng oxy hoùa coù theå bieåu dieãn ñôn giaûn nhö sau: CnHaObNc + (n + a/4 - b/2 - 3/4c) O2 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 oxy hoùa maïnh trong moâi tröôøng acid. Amino (soá oxy hoùa -3) seõ chuyeån thaønh NH3-N (phöông trình 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 lignin ñeàu bò oxy hoùa hoaøn toaøn. Do ñoù, giaù trò COD lôùn hôn BOD vaø coù theå COD raát lôùn hôn nhieàu so vôùi BOD khi maãu chöùa ña phaàn nhöõng chaát khoù phaân huûy sinh hoïc, ví duï nöôùc thaûi giaáy coù COD >> 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 cô coù khaû naêng phaân huûy sinh hoïc vaø khoâng coù khaû naêng phaân huûy sinh hoïc. Theâm vaøo ñoù phaân tích COD khoâng cho bieát toác ñoä phaân huûy sinh hoïc cuûa caùc chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi döôùi ñieàu kieän töï nhieân. Öu ñieåm chính cuûa phaân tích chæ tieâu COD laø cho bieát keát quaû trong moät khoaûng thôøi gian ngaén hôn nhieàu (3 giôø) so vôùi BOD (5 ngaøy). Do ñoù trong nhieàu tröôøng hôïp, COD ñöôïc duøng ñeå ñaùnh giaù möùc ñoä oâ nhieãm chaát höõu cô thay cho BOD. Thöôøng BOD = f x COD, trong ñoù f laø heä soá thöïc nghieäm. 6.2 CAÙC PHÖÔNG PHAÙP PHAÂN TÍCH COD ÑAÕ DUØNG Nhieàu chaát oxy hoùa hoùa hoïc ñaõ ñöôïc duøng ñeå xaùc ñònh nhu caàu oxy hoùa hoùa hoïc cuûa nöôùc bò oâ nhieãm. Nhieàu naêm tröôùc ñaây, dung dòch KMnO4 ñöôïc duøng trong phaân tích COD. Möùc ñoä oxy hoùa do permanganate thay ñoåi theo nhöõng loaïi hôïp chaát khaùc nhau vaø möùc ñoä oxy hoùa thay ñoåi 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.com GREEN EYE ENVIRONMENT Giaù trò COD xaùc ñònh baèng phöông phaùp naøy luoân luoân nhoû hôn nhieàu so vôùi BOD5. Ñieàu ñoù chöùng toû raèng permanganate khoâng theå oxy hoùa hoaøn toaøn taát caû caùc chaát höõu cô coù trong nöôùc phaân tích. Ceric sulfate, iodate kali, vaø dichromate kali laø nhöõng chaát oxy hoùa ñaõ ñöôïc duøng trong phaân tích COD. Trong ñoù, dichromate kali laø chaát oxy hoùa thích hôïp nhaát vì dichromate kali coù khaû naêng oxy hoùa hoaøn toaøn haàu heát caùc chaát höõu cô thaønh CO2 vaø nöôùc. Vì taát caû caùc chaát oxy hoùa dñaàu duøng vôùi löôïng dö neân caàn phaûi xaùc ñònh löôïng coøn thöøa. Sau khi phaûn öùng keát thuùc ñeå tính toaùn löôïng chaát oxy hoùa thaät söï ñaõ duøng ñeå oxy hhoùa chaát höõu cô. K2Cr2O7 laø chaát raát deã xaùc ñònh baát cöù löôïng dö coøn laïi naøo (duø nhoû) sau phaûn öùng. Do ñoù, K2Cr2O7 chieám öu theá hôn nhieàu chaát oxy hoùa khaùc. K2Cr2O7 coù theå oxy hoùa hoaøn toaøn chaát höõu cô trong moâi tröôøng acid maïnh vaø ôû moät nhieät ñoä xaùc ñònh. Caùc chaát höõu cô deã bay hôi coù saün trong maãu hoaëc taïo thaønh trong quaù trình phaân huûy 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 khoâng coù chaát xuùc taùc. Ag+ laø taùc nhaân xuùc taùc raát hieäu quaû ñöôïc duøng. Caùc hydrocacbon thôm vaø pyridine khoâng bò oxy hoùa trong ñieàu kieän thí nghieäm. 6.3 PHAÂN TÍCH COD BAÈNG K2Cr2O7 K2Cr2O7 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 moät theå tích thích hôïp. K2Cr2O7 laø chaát oxy hoùa maïnh trong moâi tröôøng acid maïnh. Phöông trình phaûn öùng toång quaùt coù theå bieåu dieãn nhö sau: Δ CnHaObNc + dCr2O72- + (8d + c)H+ nCO2 + (a + 8d - 3c)/2 H2O + cNH4+ + 2dCr3+ (6 - 2) Trong ñoù d = 2n/3 + a/6 - b/3 - c/2 Phöông phaùp phaân tích maãu coù COD cao Trong baát kyø phöông phaùp xaùc ñònh COD naøo, chaát oxy hoùa phaûi coøn dö sau phaûn öùng ñeå ñaûm baûo 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 6-2 © 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.com GREEN EYE ENVIRONMENT Haàu nhö taát caû caùc dung dòch cuûa caùc chaát khöû ñeàu bò oxy hoùa daàn daàn bôûi oxy khoâng kbí hoøa tan vaøo dung dòch tröø khi maãu ñöôïc baûo quaûn khoâng tieáp xuùc vôùi khoâng khí. Ion Fe2+ laø taùc nhaân khöû hieäu quaû cuûa dichromate. Dung dòch chöùa Fe2+ ñöôïc pha töø Ferrous Ammonium Sulfate (FAS) khaù tinh khieát vaø beàn vöõng. Tuy nhieân trong dung dòch, Fe2+ bò oxy hoùa daàn daàn bôûi O2 do ñoù caàn phaûi chuaån bò laïi moãi khi söû duïng. Phaûn öùng giöõa FAS vaø K2Cr2O7 ñöôïc bieãu dieãn nhö sau: 6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O Maãu traéng Caû phaân tích COD vaø BOD ñöôïc duøng ñeå xaùc ñònh löôïng oxy caàn ñeå oxy hoùa caùc chaát höõu cô coù trong maãu. Pheùp phaân tích phaûi baûo ñaûm keát quaû giaù trò COD cuûa maãu khoâng bò aûnh höôûng cuûa baát kyø nguoàn chaát höõu cô naøo khaùc gaây ra. Vì vaäy maãu traéng caàn ñöôïc xaùc ñònh trong caùc thí nghieäm COD vaø BOD. Chæ thò: Ñieän theá oxy hoùa khöû thay ñoåi raát nhieàu taïi ñieåm döøng cuûa taát caû caùc phaûn öùng oxy hoùa khöû. Nhöõng bieán ñoåi naøy coù theå nhaän bieát deã daøng baèng ñieän theá keá. Ngoaøi ra cuõng coù theå söû duïng chæ thò oxy hoùa khöû ñeå xaùc ñònh ñieåm döøng cuûa phaûn öùng. Ferroin laø moät chæ thò höõu hieäu duøng ñeå nhaän bieát phaûn öùng ñaõ keát thuùc khi taát caû Fe2+ ñaõ bò oxy hoùa hoaøn toaøn. Khi ñoù maøu xanh cuûa Cr3+ sinh ra do quaù trình khöû Cr2O72- chuyeån thaønh maøu naâu ñoû. Tính toaùn 3 (Vmaãu traéng ôû 150 - Vmaãu ño) x x 0,1 x 8000 Vmaãu traéng ôû nhieät ñoä phoøng COD = mL maãu phaân tích (A - B) x M x 8000 COD = mL maãu phaân tích Phöông phaùp xaùc ñònh maãu COD thaáp Phöông phaùp treân ñuùng vôùi maãu coù COD > 50mg/L. Ñoái vôùi nhöõng maãu coù COD < 50 mg/L caàn phaûi duøng dung dòch K2Cr2O7 loaõng hôn ñeå coù theå xaùc ñònh chính xaùc hôn löôïng K2Cr2O7 cho vaøo vaø coøn thöøa sau phaûn öùng. Ñieàu quan troïng phaûi chuù yù laø tæ leä theå tích H2SO4 ñaäm ThS: Huyønh Ngoïc Phöông Mai 6-3 © 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.com GREEN EYE ENVIRONMENT ñaëc: toång theå tích (maãu + dd K2Cr2O7) = 1:1. Neáu tæ leä naøy nhoû hôn, naêng löôïng oxy hoùa cuûa dung dòch seõ giaûm ñaùng keå, traùi laïi löôïng dichomate tieâu toán cho maãu traéng seõ thöøa. Phöông phaùp laøm giaûm löôïng chaát thaûi ñoäc haïi Giaûm theå tích maãu + taùc nhaân hoùa hoïc söû duïng Trôû ngaïi cuûa caùc chaát voâ cô Moät soá ion voâ cô coù theå bò oâxy hoùa döôùi ñieàu kieän thí nghieäm COD vaø gaây sai soá thöøa raát lôùn. Cl- laø moät trong nhöõng ion gaây sai soá lôùn nhaát cho thí nghieäm COD: 6Cl- + Cr2O72- + 14 H+ 3Cl2 + 2Cr3+ + 7H2O Khaéc phuïc baèng caùch duøng HgSO4 Hg2+ + 2Cl- ⇔ HgCl2 (β2 = 1,7 x1013) Nitrit bò oxy hoùa thaønh nitrate cuõng gaây ra sai soá COD. Khaéc phuïc baèng caùch theâm sulphamic acid vaøo dung dòch dichnmate. ThS: Huyønh Ngoïc Phöông Mai 6-4 © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ trang này.