Đặc điểm của nước thải vượt BOD, COD

BOD, COD trong nước thải là gì?

BOD là gì?

BOD (Biochemical Oxygen Demand) là nhu cầu oxy sinh hóa cần thiết để vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải.

Chỉ số BOD càng cao cho thấy:

• Hàm lượng chất hữu cơ càng lớn
• Nước thải càng ô nhiễm
• Hệ vi sinh cần nhiều oxy để xử lý

COD là gì?

COD (Chemical Oxygen Demand) là nhu cầu oxy hóa học dùng để đánh giá tổng lượng chất hữu cơ có thể oxy hóa trong nước thải.

COD thường cao hơn BOD vì bao gồm:

• Chất hữu cơ dễ phân hủy
• Chất hữu cơ khó phân hủy
• Một số hợp chất hóa học độc hại

Nước thải vượt chỉ số BOD (Nhu cầu oxy sinh hóa) và COD (Nhu cầu oxy hóa học) là loại nước thải đang bị ô nhiễm hợp chất hữu cơ nghiêm trọng. Khi hai chỉ số này vượt ngưỡng tiêu chuẩn cho phép (như QCVN 14:2008/BTNMT đối với nước thải sinh hoạt hoặc QCVN 40:2011/BTNMT đối với nước thải công nghiệp), nguồn nước sẽ mang những đặc điểm cảm quan, tính chất hóa lý và sinh học đặc trưng sau đây: 

Đặc điểm cảm quan (Nhìn và Ngửi)

• Mùi hôi thối nồng nặc: Hàm lượng chất hữu cơ quá cao kích thích quá trình phân hủy kỵ khí của vi sinh vật, sinh ra các khí có mùi trứng thối mùi khai 
• Màu sắc đục ngầu: Nước thường có màu xám xịt, đen ngòm hoặc màu đặc trưng của ngành sản xuất (như nước thải dệt nhuộm, rò rỉ bãi rác) do chứa lượng lớn chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ hòa tan.
• Xuất hiện bọt khí và váng: Bề mặt nước thường có váng mỡ bám bẩn hoặc các bọt khí nổi lên liên tục từ đáy do bẫy khí sinh học từ quá trình phân hủy nội sinh

Đặc điểm hóa lý và sinh học

• Suy giảm oxy hòa tan (DO) nghiêm trọng: Đây là đặc điểm nguy hiểm nhất. Vi sinh vật và các phản ứng hóa học phải tiêu thụ toàn bộ oxy có trong nước để oxy hóa các chất hữu cơ này, đẩy lượng DO về gần bằng 0.
• Tỷ lệ \(BOD/COD\) biến động lớn:
  • Nếu \(BOD/COD > 0.5\): Nước thải chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học (thường gặp ở nước thải sinh hoạt, chế biến thực phẩm).
  • Nếu \(BOD/COD < 0.3\): Nước thải chứa lượng lớn chất độc hại hoặc chất hữu cơ trơ, khó phân hủy sinh học (thường gặp ở nước thải ngành dược phẩm, hóa chất, dệt nhuộm).
• Gây chết hàng loạt thủy sinh: Do cạn kiệt oxy hòa tan, cá, tôm và các sinh vật nước sinh trưởng trong môi trường này sẽ bị ngạt và chết hàng loạt, dẫn đến hiện tượng hoại tử và ô nhiễm thứ cấp

Dưới đây là một vài thông số BOD thường thấy khi đo được của các loại nước thải:

• Nước thải sinh hoạt : 100 – 200 mg/l
• Nước thải xi mạ: 300 -1000 mg/l
• Nước thải dệt nhuộm: 500 – 3000 mg/l
• Nước thải sản xuất bia: 800 – 2000 mg/l
• Nước thải nhà máy giấy: 2000 – 3000 mg/l
• Nước thải chế biến thủy sản: 2000 – 5000 mg/l
• Nước thải sản xuất cao su: 3000 – 10000 mg/l
• Nước thải chăn nuôi: 3000 – 5000 mg/l

                         Hình 2. Nước thải có chỉ tiêu BOD, COD cao dẫn đến DO thấp.

Nguyên nhân nước thải vượt BOD, COD

Dưới đây là các nguyên nhân chi tiết được phân tích theo từng nhóm cụ thể:

1. Nguyên nhân từ nguồn thải đầu vào (Quá tải hệ thống)

• Shock tải lượng hữu cơ: Nhà máy tăng ca sản xuất, thay đổi nguyên liệu hoặc xả rửa lượng lớn hóa chất vệ sinh khiến nồng độ chất ô nhiễm hữu cơ tăng đột ngột vượt quá công suất thiết kế ban đầu của hệ thống.
• Đặc thù ngành nghề: Nước thải từ các ngành như chế biến thực phẩm, giết mổ, dệt nhuộm, hoặc sản xuất giấy tự nhiên chứa hàm lượng chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học (tăng BOD) và các hợp chất bền vững khó phân hủy hóa học (tăng COD) rất cao.
• Hệ thống tiền xử lý kém: Bể điều hòa, bể tách mỡ, hoặc bể keo tụ tạo bông hoạt động kém hiệu quả, làm sót lại nhiều dầu mỡ và chất rắn lơ lửng đi thẳng vào bể sinh học. 

2. Sự cố tại bể xử lý sinh học (Vi sinh vật gặp vấn đề)

• Chết hoặc ngộ độc vi sinh: Việc xả các chất độc hại như kim loại nặng, hóa chất tẩy rửa mạnh, hoặc chất diệt khuẩn vào hệ thống làm chết hàng loạt vi sinh vật nuôi cấy, khiến chất hữu cơ không được phân hủy.
• Bùn sinh học kém hoạt tính: Bùn hoạt tính bị già hóa, thiếu chất dinh dưỡng cân bằng (tỷ lệ N, P thấp), hoặc độ pH và nhiệt độ nước thải dao động mạnh làm suy giảm nghiêm trọng khả năng ức chế và tiêu thụ chất ô nhiễm của vi sinh vật.
• Thiếu oxy hòa tan (DO): Máy thổi khí hoặc hệ thống đĩa phân phối khí bị hỏng, làm giảm lượng oxy hòa tan trong bể hiếu khí, khiến vi sinh vật hiếu khí không đủ oxy để thực hiện quá trình chuyển hóa sinh học. 

3. Sự khác biệt cần lưu ý khi COD vượt nhưng BOD đạt

• Chất hữu cơ khó phân hủy: Nước thải chứa nhiều tạp chất, dung môi công nghiệp, hoặc phẩm màu dệt nhuộm mà vi sinh vật không thể ăn được (chỉ có thể oxy hóa bằng hóa chất), dẫn đến việc chỉ số COD đầu ra vọt cao trong khi BOD vẫn thấp. 

Cách xử lý nước thải vượt BOD, COD hiệu quả

Để xử lý nước thải vượt chỉ số BOD (Nhu cầu oxy sinh học) và COD (Nhu cầu oxy hóa học) hiệu quả, bạn cần kết hợp đồng bộ các biện pháp cơ học, hóa lý và sinh học dựa trên tỷ lệ (BOD/COD) của nguồn nước. Việc kiểm soát này giúp hệ thống vận hành ổn định và đáp ứng tốt tiêu chuẩn xả thải môi trường

1. Phân loại giải pháp dựa trên tỷ lệ BOD/COD

Tỷ lệ (BOD/COD) cho biết khả năng phân hủy sinh học của nước thải: 

• Tỷ lệ > 0.5: Nước thải dễ phân hủy sinh học. Ưu tiên dùng biện pháp sinh học.
• Tỷ lệ từ 0.25 - 0.5: Phải kết hợp hóa lý (tiền xử lý) rồi mới đến sinh học.
• Tỷ lệ < 0.25: Nước thải chứa nhiều chất khó phân hủy. Cần áp dụng biện pháp hóa học mạnh hoặc cơ học để cắt mạch hữu cơ

2. Các phương pháp xử lý cốt lõi

Phương pháp hóa lý (Sơ cấp & Tiền xử lý)

• Keo tụ – Tạo bông – Lắng: Sử dụng hóa chất như phèn nhôm, phèn sắt, hoặc PAC. Phương pháp này giúp kết tủa và loại bỏ các chất hữu cơ lơ lửng, keo tan, giảm tải nhanh lượng COD từ 30 - 60%.
• Phương pháp tuyển nổi (DAF): Loại bỏ hiệu quả dầu mỡ, chất lơ lửng bám dính, làm giảm áp lực BOD/COD cho các bể sinh học phía sau

Phương pháp sinh học (Xử lý thứ cấp cho BOD và COD dễ phân hủy)

• Xử lý hiếu khí (Bùn hoạt tính, MBBR, SBR, MBR): Sử dụng các vi sinh vật hiếu khí phân hủy chất hữu cơ hòa tan. Để tăng tốc, doanh nghiệp thường bổ sung men vi sinh chuyên biệt như dòng Microbe-Lift IND nhằm tăng mật độ vi sinh vật bẻ gãy các liên kết cacbon khó nhằn.
• Xử lý kỵ khí (UASB, bể Biogas): Phù hợp cho nước thải có tải lượng ô nhiễm cực cao (COD > 2.000 mg/l) như nước thải chăn nuôi, tinh bột sắn. Sử dụng chế phẩm vi sinh kỵ khí Microbe-Lift BIOGAS giúp thúc đẩy quá trình lên men và giảm tải cho hệ hiếu khí. 

Phương pháp hóa học & Hấp phụ (Hậu xử lý cho COD trơ khó phân hủy)

• Oxy hóa nâng cao (Fenton, Ozone, Clo): Sử dụng Ozone hoặc phản ứng Fenton  giúp tạo ra các gốc tự do cực mạnh. Chúng bẻ gãy mạch phân tử hữu cơ phức tạp (COD trơ) thành các chất đơn giản hoặc khí CO2 và H2O.

• Lọc hấp phụ bằng than hoạt tính: Dùng ở giai đoạn cuối cùng để giữ lại các hợp chất hữu cơ hòa tan còn sót lại sau khi lọc thô, giúp nước đầu ra đạt chuẩn tuyệt đối. 

Kết luận

Nước thải vượt BOD, COD là dấu hiệu hệ thống xử lý đang quá tải hoặc mất cân bằng vi sinh. Việc xác định đúng nguyên nhân và áp dụng giải pháp phù hợp sẽ giúp doanh nghiệp:

• Ổn định hệ thống xử lý nước thải
• Giảm chi phí vận hành
• Đạt quy chuẩn xả thải
• Hạn chế sự cố môi trường

Để xử lý hiệu quả, cần kết hợp:

• Kiểm soát tải lượng đầu vào
• Duy trì oxy hòa tan
• Bổ sung vi sinh định kỳ
• Theo dõi các chỉ tiêu BOD, COD thường xuyên.

HOTLINE : 0903 371 885 - 0938 017 266