Các chỉ số đo lường phổ biến của máy phân tích chất lượng nước đa thông số: COD, BOD, Nitơ Amoniac, Tổng phốt pho, Tổng nitơ và các thông số cốt lõi khác

Bài viết này giải thích một cách có hệ thống các chỉ số đo phổ biến của máy phân tích chất lượng nước đa thông số, bao gồm COD, BOD, nitơ amoniac, tổng phốt pho, tổng nitơ, oxy hòa tan, giá trị pH, sắc độ, phenol dễ bay hơi, clorua, dầu trong nước, crom hóa trị sáu, tổng cacbon hữu cơ, chỉ số permanganat, độ dẫn điện, chất rắn lơ lửng, v.v. Từ góc độ ứng dụng kỹ thuật, nó phân tích tầm quan trọng của chất lượng nước và các điểm phát hiện của từng chỉ báo, cung cấp tài liệu tham khảo chuyên nghiệp cho nhân viên giám sát chất lượng nước.

I. Hệ thống chỉ thị cốt lõi của kiểm tra chất lượng nước

là công cụ chính trong giám sát môi trường, xử lý nước thải, an toàn nước uống và kiểm soát khí thải công nghiệp. Các chỉ số đo lường phổ biến bao gồm bốn loại chính: ô nhiễm hữu cơ, muối dinh dưỡng, chỉ số độc tính và tính chất vật lý. Hiểu chính xác ý nghĩa kỹ thuật của từng chỉ số đo lường là điều kiện tiên quyết để đánh giá một cách khoa học hiện trạng chất lượng nước và đánh giá hiệu quả của các quy trình xử lý.

II. Các chỉ số toàn diện về ô nhiễm hữu cơ

2.1 Nhu cầu oxy hóa học ( COD )

Nhu cầu oxy hóa học đề cập đến lượng oxy tương đương được chuyển đổi từ lượng chất oxy hóa tiêu thụ khi xử lý mẫu nước bằng chất oxy hóa mạnh (kali dicromat hoặc thuốc tím), tính bằng mg/L. COD phản ánh tổng lượng chất khử có trong mẫu nước có thể bị oxy hóa hóa học, chủ yếu là chất hữu cơ. COD càng cao thì tình trạng ô nhiễm hữu cơ của vùng nước càng nghiêm trọng. Thời gian xác định COD ngắn (2-3 giờ), khiến nó trở thành một trong những chỉ số được sử dụng phổ biến nhất trong giám sát chất lượng nước và kiểm soát quá trình xử lý nước thải.

2.2 Nhu cầu oxy sinh hóa ( BOD )

BOD đề cập đến tổng lượng oxy hòa tan tiêu thụ khi chất hữu cơ trong nước bị oxy hóa và phân hủy dưới tác động sinh hóa hiếu khí của vi sinh vật, biến nó thành vô cơ hoặc khí. BOD đo ở điều kiện tiêu chuẩn (20oC, 5 ngày) được ghi là BOD₅, tính bằng đơn vị mg/L. BOD là chỉ số toàn diện phản ánh khả năng phân hủy sinh học của chất hữu cơ và là thông số cốt lõi để đánh giá khả năng phân hủy sinh học của nước thải. Khi tỷ lệ BOD₅/COD lớn hơn 0,3 chứng tỏ nước thải phù hợp để xử lý sinh học; khi nó thấp hơn 0,2 thì cần phải xử lý trước để cải thiện khả năng phân hủy sinh học.

2.3 Tổng lượng cacbon hữu cơ (TOC)

TOC đề cập đến tổng lượng carbon có trong chất hữu cơ trong nước, tính bằng mg/L. Không giống như COD và BOD, TOC đo trực tiếp hàm lượng nguyên tố carbon trong chất hữu cơ, không phụ thuộc vào loại hoạt động oxy hóa hoặc vi sinh vật và có thể phản ánh đầy đủ hơn mức độ ô nhiễm hữu cơ trong các vùng nước. Phép đo TOC diễn ra nhanh chóng (trong vòng vài phút), nhưng giá thành thiết bị cao và chủ yếu được sử dụng để xử lý nước uống tiên tiến và giám sát nước siêu tinh khiết.

2.4 Chỉ số Permanganat

Chỉ số permanganat là lượng oxy tương đương được chuyển đổi từ lượng chất oxy hóa tiêu thụ khi xử lý mẫu nước bằng thuốc tím (KMnO₄) là chất oxy hóa trong môi trường axit hoặc kiềm, tính bằng mg/L. Chỉ báo này chủ yếu được sử dụng để hiểu mức độ ô nhiễm hữu cơ trong nước uống và nước mặt (như sông hồ), và thường phù hợp với các vùng nước sạch có COD thấp (< 10 mg/L).

III. Muối dinh dưỡng và chỉ số Nitơ-Phốt pho

3.1 Nitơ amoniac

Nitơ amoniac đề cập đến nitơ tồn tại trong nước ở dạng amoniac tự do (NH₃, amoniac không ion) và ion amoni (NH₄⁺), tính bằng mg/L. Chất hữu cơ chứa nitơ trong chất hữu cơ và phân động vật không ổn định và dễ bị phân hủy thành amoniac. Sự gia tăng hàm lượng nitơ amoniac cho thấy vùng nước có thể bị ô nhiễm hữu cơ mới. Trong xử lý nước thải, nitơ amoniac là chỉ số kiểm soát quá trình nitrat hóa. Nitơ amoniac trong nước thải cao cho thấy hoạt động của vi khuẩn nitrat hóa không đủ hoặc oxy hòa tan không đủ. Amoniac không ion có độc tính đáng kể đối với sinh vật dưới nước và giới hạn nitơ amoniac trong nước uống rất nghiêm ngặt.

3.2 Tổng Nitơ (TN)

Tổng nitơ đề cập đến tổng lượng các dạng nitơ vô cơ và nitơ hữu cơ khác nhau trong nước, tính bằng đơn vị mg/L. Nó bao gồm nitơ nitrat (NO₃⁻-N), nitơ nitrit (NO₂⁻-N), nitơ amoniac (NH₃-N) và nitơ hữu cơ như protein, axit amin và amin hữu cơ. TN là một trong những chỉ tiêu cốt lõi để đánh giá nguy cơ phú dưỡng ở các vùng nước và đặc biệt quan trọng đối với các hồ, hồ chứa, vùng nước ven biển.

3,3 Phốt pho tổng số (TP)

Kết quả đo được sau khi phân hủy mẫu nước và chuyển đổi các dạng phốt pho khác nhau thành orthophosphate, tính bằng đơn vị mg/L. Phốt pho trong nước tồn tại ở các dạng bao gồm phốt pho nguyên tố, orthophosphate, photphat ngưng tụ, pyrophosphate, metaphosphate và photphat liên kết hữu cơ. Phốt pho là nguyên tố dinh dưỡng hạn chế sự phát triển của cây trồng. Lượng phốt pho đầu vào quá mức vào các vùng nước tiếp nhận là nguyên nhân chính gây ra sự nở hoa của vi khuẩn lam. Trong xử lý nước thải, TP phải được kiểm soát trong tiêu chuẩn xả thải thông qua loại bỏ phốt pho sinh học hoặc loại bỏ phốt pho hóa học (kết tủa muối nhôm/muối sắt) (Tiêu chuẩn loại I A yêu cầu TP ≤ 0,5 mg/L).

IV. Các đặc tính lý hóa và các chỉ số chất độc hại thông thường

4.1 Oxy hòa tan ( DO )

Oxy hòa tan là oxy phân tử hòa tan trong nước, thường được ghi là DO, tính bằng đơn vị mg/L. DO là thông số chính để đánh giá khả năng tự làm sạch của các vùng nước và sức khỏe của hệ sinh thái dưới nước. Nước sạch bề mặt DO thường là 6-9 mg/L; khi DO thấp hơn 3 mg/L, hầu hết cá khó sống sót; khi DO thấp hơn 1 mg/L sẽ chuyển sang trạng thái yếm khí, nước có thể chuyển sang màu đen và có mùi hôi. Trong xử lý nước thải, bể sục khí DO thường được kiểm soát ở mức 2-4 mg/L.

4.2 Chỉ số nồng độ ion hydro ( pH )

pH biểu thị nồng độ ion hydro trong dung dịch, tức là tỷ lệ của tổng số ion hydro trên tổng lượng chất. Phạm vi pH là 0-14, 7 là trung tính, nhỏ hơn 7 là axit và lớn hơn 7 là kiềm. pH ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ phản ứng hóa học, hoạt động của vi sinh vật và độ ăn mòn kim loại. Hầu hết các hệ thống xử lý sinh học đều yêu cầu pH 6,5-8,5 có ảnh hưởng. pH là chỉ tiêu cơ bản trong kiểm tra chất lượng nước với tần suất phát hiện tại chỗ cao.

4.3 Phenol dễ bay hơi

Phenol dễ bay hơi dùng để chỉ các chất phenolic độc hại có nhiệt độ sôi dưới 230oC, chủ yếu bao gồm phenol, cresol, v.v., tính theo đơn vị mg/L. Các nguồn ô nhiễm chính là nước thải công nghiệp từ hoạt động rửa khí, luyện cốc, amoniac tổng hợp, sản xuất giấy, bảo quản gỗ và công nghiệp hóa chất. Phenol dễ bay hơi có độc tính sinh học đáng kể. Giá trị giới hạn của phenol dễ bay hơi trong tiêu chuẩn chất lượng môi trường nước mặt của Trung Quốc chỉ là 0,002-0,005 mg/L (theo các vùng chức năng nước khác nhau).

4.4 Crom hóa trị sáu (Cr⁶⁺)

Crom hóa trị sáu là chất độc có thể nuốt được và cực kỳ độc hại khi hít phải. Tiếp xúc với da có thể gây ra phản ứng dị ứng. Tiếp xúc lâu dài có thể gây ra các khiếm khuyết di truyền. Hít phải có thể gây ung thư và gây nguy hiểm dai dẳng cho môi trường. Crom hóa trị sáu chủ yếu đến từ nước thải của các ngành công nghiệp mạ điện, thuộc da, nhuộm và luyện kim. Tổng crom bao gồm crom hóa trị ba và crom hóa trị sáu, nhưng crom hóa trị sáu độc hại hơn nhiều so với crom hóa trị ba và phải được theo dõi và kiểm soát riêng.

4.5 Clorua

Trong lĩnh vực hóa học vô cơ, clorua dùng để chỉ các hợp chất muối được hình thành bởi sự kết hợp của các ion clorua tích điện âm (Cl⁻) và các cation tích điện dương. Các vùng nước tự nhiên có hàm lượng clorua thấp. Lượng clorua quá cao xuất phát từ nước thải công nghiệp hoặc sự xâm nhập của nước biển. Hàm lượng clorua tăng lên sẽ ảnh hưởng đến mùi vị của nước uống, gây ăn mòn đường ống và thiết bị kim loại và có thể gây thiệt hại cho cây trồng nhạy cảm.

4.6 Dầu trong nước

Chất chỉ thị dầu trong nước bao gồm dầu mỏ, dầu động thực vật và các chất hữu cơ khác. Khi các chất ô nhiễm dầu mỏ trong nước vượt quá khả năng tự làm sạch của thủy vực, chúng sẽ tạo thành màng dầu trên mặt nước, ngăn không cho oxy xâm nhập vào thủy vực, dẫn đến lượng oxy hòa tan giảm, thủy vực chuyển sang màu đen và có mùi hôi. Giám sát dầu trong nước đóng vai trò quan trọng trong hóa dầu, gia công cơ khí, nước thải phục vụ ăn uống và xử lý nước thải tàu thủy.

4.7 Chất rắn lơ lửng (SS)

Chất rắn lơ lửng là chất rắn lơ lửng trong nước, bao gồm chất vô cơ không tan trong nước, chất hữu cơ, bùn, đất sét, vi sinh vật, v.v., tính theo đơn vị mg/L. SS ảnh hưởng đến độ trong của nước. Nồng độ SS cao sẽ cản trở quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh và mang theo các chất ô nhiễm bị hấp phụ di chuyển. Trong xử lý nước thải, SS là chỉ số kiểm soát chính về hiệu quả hoạt động của bể xử lý sơ cấp và bể lắng thứ cấp.

4.8 Màu sắc và độ dẫn điện

Màu sắc phản ánh độ sâu của màu nước, thường có nguồn gốc từ thuốc nhuộm, bột màu, mùn tự nhiên hoặc các ion sắt và mangan. Màu sắc quá mức ảnh hưởng đến sự xuất hiện của nước và độ truyền ánh sáng. Độ dẫn điện là thước đo khả năng truyền dòng điện của một chất. Trong chất lỏng, nó được sử dụng để phản ánh hàm lượng tổng chất rắn hòa tan (TDS), tính bằng đơn vị µS/cm. Nước tinh khiết có độ dẫn điện cực thấp (< 1 µS/cm), while high-salt wastewater can reach thousands to tens of thousands µS/cm.

V. Bảng tóm tắt các chỉ số đo lường phổ biến

Câu hỏi thường gặp về

Q1.Sự khác biệt giữa COD và BOD là gì? Chỉ số nào quan trọng hơn?

COD đo lượng oxy tương đương được tiêu thụ bởi quá trình oxy hóa hóa học và có kết quả sau 2-3 giờ; BOD đo lượng oxy hòa tan được tiêu thụ bởi quá trình oxy hóa của vi sinh vật, cần 5 ngày. Cả hai đều quan trọng: COD được sử dụng để kiểm soát quá trình nhanh chóng và BOD được sử dụng để đánh giá khả năng phân hủy sinh học. Khi BOD₅/ COD > 0,3 thì nên xử lý sinh học.

Q2.Mối quan hệ giữa Tổng Nitơ (TN) và nitơ amoniac là gì?

Nitơ amoniac là một thành phần của tổng nitơ. Tổng nitơ = nitơ amoniac + nitơ nitrat + nitơ nitrit + nitơ hữu cơ. Chỉ đo nitơ amoniac không thể đánh giá đầy đủ mức độ ô nhiễm nitơ; nó phải được kết hợp với TN và nitơ nitrat để phân tích toàn diện.

Q3.Chỉ số thuốc tím có giống với COD không?

Không. Chỉ số thuốc tím sử dụng thuốc tím làm chất oxy hóa và phù hợp với các vùng nước sạch có COD< 10 mg/L (surface water, drinking water). COD for industrial sewage uses the potassium dichromate method (COD Cr), which has more thorough oxidation, and the measured value is usually higher than the permanganate index.

Q4.Máy phân tích chất lượng nước đa thông số có thể đo đồng thời bao nhiêu chỉ số?

Tùy thuộc vào kiểu máy, nó có thể đo đồng thời 4-15 thông số. Máy phân tích chất lượng nước đa thông số dòng NiuBoL có thể hỗ trợ xác định nhanh tới 12 chỉ số như COD, nitơ amoniac, tổng phốt pho, tổng nitơ, độ đục, độ màu và kim loại nặng.

Q5.Phải làm gì nếu lượng oxy hòa tan (DO) quá thấp?

Low DO có thể được cải thiện bằng cách tăng cường sục khí, giảm nhiệt độ nước, giảm tải hữu cơ hoặc thêm chất tăng cường oxy hóa học. Trong các vùng nước tự nhiên, DO thấp thường đi kèm với ô nhiễm hữu cơ hoặc ô nhiễm nhiệt.

Q6.Cần lưu ý điều gì khi xác định crom hóa trị sáu?

Việc xác định crom hóa trị sáu phải được phân tích càng sớm càng tốt sau khi lấy mẫu để tránh nhiễu từ các chất khử. Phương pháp đo quang phổ diphenylcarbazide thường được sử dụng phải được hoàn thành trong vòng 30 phút sau khi phát triển màu. Các mẫu không được axit hóa để bảo quản (crom hóa trị sáu có thể bị khử trong điều kiện axit).

Q7.Mối quan hệ giữa chất rắn lơ lửng (SS) và độ đục là gì?

Chúng có liên quan nhưng khác nhau. SS là nồng độ khối lượng (mg/L), được đo bằng phương pháp trọng lượng; độ đục là một đặc tính tán xạ quang học ( NTU ). Nói chung, độ đục càng cao thì SS càng cao, nhưng mối tương quan thay đổi theo kích thước hạt, hình dạng và màu sắc.

Q8.Chu trình hiệu chuẩn của máy phân tích chất lượng nước đa thông số NiuBoL là gì?

Nên hiệu chuẩn mỗi tháng một lần hoặc mỗi lần thay lô thuốc thử. Các chỉ số cốt lõi (COD, nitơ amoniac, tổng phốt pho) phải được xác minh bằng các dung dịch chuẩn, đồng thời các điện cực pH và điện cực oxy hòa tan phải được hiệu chuẩn định kỳ bằng dung dịch đệm.

Các chỉ số đo của máy phân tích chất lượng nước đa thông số bao gồm các thông số chất lượng nước cốt lõi như ô nhiễm hữu cơ ( COD , BOD , TOC, chỉ số permanganat), muối dinh dưỡng (nitơ amoniac, tổng nitơ, tổng phốt pho), tính chất vật lý và hóa học (oxy hòa tan, pH, độ dẫn điện), các chỉ tiêu vật lý (chất rắn lơ lửng, màu sắc) và các chất độc hại (phenol dễ bay hơi, crom hóa trị sáu, clorua, dầu trong nước). Hiểu chính xác định nghĩa, đơn vị và ý nghĩa kỹ thuật của từng chỉ số giúp đánh giá một cách khoa học tình trạng chất lượng nước, chẩn đoán các vấn đề trong quá trình xử lý nước thải và đáp ứng các yêu cầu quy định về bảo vệ môi trường. Máy phân tích chất lượng nước đa thông số NiuBoL cung cấp các công cụ phát hiện nhanh chóng và đáng tin cậy để giám sát môi trường, xử lý nước thải và kiểm soát khí thải công nghiệp. Người dùng nên lựa chọn hợp lý các kết hợp chỉ báo theo mục đích giám sát và thực hiện nghiêm ngặt các quy trình hiệu chuẩn và bảo trì.

NBL-WQ-BOD-4A Trực tuyến  Cảm biến BOD Hướng dẫn sử dụng Bảng dữ liệu

NBL-WQ-BOD-4A Cảm biến BOD trực tuyến.pdf

NBL-WQ-BOD-4S Trực tuyến  Cảm biến BOD Hướng dẫn sử dụng Bảng dữ liệu

NBL-WQ-BOD-4S Cảm biến BOD trực tuyến.pdf

NBL-WQ-COD Chất lượng nước  Cảm biến COD Bảng dữ liệu

NBL-WQ-COD Cảm biến chất lượng nước trực tuyến COD.pdf