Biochemical oxygen demand ( B O D )

BIOCHEMICAL OXYGEN DEMAND ( B O D ) BOD – Tóm tắt • BOD đo gián tiếp hàm lượng chất hữu cơ • BOD đo nhờ sự oxy hóa các chất hữu cơ sử dụng vi sinh vật (dưới các điều kiện nhất định) và đo tổng lượng oxy tiêu thụ trong quá trình BOD – Tóm tắt • The EPA chấp nhận phương pháp pha loãng hay máy BODTrak để đo BOD. • Hai phương pháp này cần kỹ thuật thích hợp để nhận được kết quả chính xác. Trình bày – BOD là gì? – Tại sao BOD là quan trọng ? – Tính toán BOD Outline • Laboratory – Set up BOD Bottles • Dilution Method • BODTrak – Measure Initial DO • How is BOD Run? – Dilution Method – BODTrak BOD là gì? • Biochemical Oxygen Demand là tổng lượng oxy, được chuyển sang mg/L , là lượng oxy mà vi khuẩn tiêu thụ trong nước khi chúng oxy hóa (ăn) các chất hữu cơ. BOD là gì? + thức ăn + Oxy (O 2 ) Carbon Dioxide (CO2) (vi sinh vật) Đo trực tiếp Đo gián tiếp What is BOD? • Tất cả phải hiện diện trong khi đo BOD. , thức ăn , và O 2 What is BOD? + thức ăn+ Oxy (O 2 ) Carbon Dioxide (CO2) (vi sinh vất) Food – Chất hữu cơ (carbon), carbonaceous oxygen demand (CBOD) –Nhu cầu oxy sinh học chất hữu cơ What is BOD? + Ammonia or Nitrite (NO2 -) + Oxygen (O 2 ) Nitrate (NO3-) (vi sinh vật) Thức ăn – các nitrogen đươc oxy hóa , exert nitrogenous oxygen demand –gọi là nhu cầu oxy sinh học các chất chứa nitơ What is BOD? Carbonaceous Oxygen Demand (CBOD) Nitrogenous Oxygen Demand BOD BOD là gì? • Tính lượng oxy hòa tan trước và sau khi ủ ấm để tính được lượng oxy đã mất đi BOD là gì? • Điều kiện ủ: – Nhiệt độ : – 20 ± 1oC – Thời gian – 5 ngày – Trong tối Tại sao BOD lại quan trọng? • Nhà máy xử lý nước thải (WWTP) : mục đích loại BOD từ nước chưa xử lý (influent ) . – BOD có thể dùng để điều khiển các quá trình xử lý hoặc đánh giá hiệu quả của WWTP. Tại sao BOD lại quan trọng ? • Hiệu quả việc giảm BOD WWTP Influent 300 mg/L Effluent 30 mg/L 90% l Làm thế nào đo BOD ? Phương pháp pha loãng Máy đo BODTrak II Tính toán BOD • Phương pháp pha loãng, có 3 giá trị phải biết khi tính BOD: – DO (Oxy hòa tan ) ban đầu – DO (Oxy hòa tan ) cuối cùng – Thể tích mẫu Tính toán BOD • Công thức tính : BOD5, mg/L = (DO ban đầu– DO cuối cùng) x 300 S S = thể tích mẫu Phương pháp pha loãng BOD – Dilution Method • Dụng cụ thủy tinh • Nước pha loãng • Chất cấy • Tính toán thang và thể tích mẫu. • Nhận những giá trị đo • Chạy chuẩn Dụng cụ thủy tinh • Dụng cụ sạch và chính xác Nước pha loãng • Có lượng chất hữu cơ thấp (TOC thấp) – Nước khử ion Chuẩn bị nước pha loãng • Để trong tủ ấm đến 20oC. Thêm Nutrients , buffers Chuẩn bị nước pha loãng • Sau khi thêm chất đệm và dinh dưỡng (neutrient buffer) , lắc mạnh • Sử dụng ngay! Cấy nước pha loãng • Thêm chất cấy (vi sinh- polyseed) -nếu cần Cấy nước pha loãng • Cấy cần thiết khi : – Nước thải có chất oxy hóa – Nước thải nhiễm chất độc hại (ví dụ các kim loại nặng) – Mẫu không đủ các chất hữu cơ Cấy vào nước pha loãng • Làm thế nào để tính How much seed should be added? – Seed should contribute an oxygen demand ranging from 0.6-1.0 mg/L. Seeding Dilution Water • To determine how much seed to add to dilution water: (mL Seed) (BOD of Seed) mL of Dilution Water = 0.6 to 1.0 mg/L Oxygen Demand From Seed Known Must be determined Solve For Seeding Dilution Water • How is BOD of the seed determined? – Run seed control to determine the BOD of the seed. – Seed controls are run as if they were samples • Bottles containing dilution water and specific volumes of seed Tính toán thang đo và thể tích mẫu • Thực hiện một loạt mẫu pha loãng – Muốn 2 mg/L Oxy hòa tan mất đi trong mẫu đầu tiên • Chọn mẫu với thể tích nhỏ nhất – Muốn còn lại 1 mg/L oxy hòa tan vẫn còn trong mẫu cuối cùng • Thể tích mẫu là lớn nhất Tính toán thang đo và thể tích mẫu 8mg/L 6mg/L 1mg/L Pha loãng lần 1 2mg/L giảm Pha loãng lần cuối 1mg/L còn lại Tính toán thang đo và thể tích mẫu • Chọn thể tích mẫu dựa vào 2 yếu tố : – Loại mẫu – Độ cao. WAH Pg 917 Determining Range and Sample Volume WAH Pg 918 Determining Range and Sample Volume Tính toán thang đo và thể tích mẫu • Nếu mẫu của bạn khoảng 300mg/L BOD, thể tích mẫu lớn nhất và nhỏ nhất bao nhiêu? WAH Pg 917 Determining Range and Sample Volume Tính toán thang đo và thể tích mẫu Nếu mẫu của bạn khoảng 300mg/L BOD, thể tích mẫu lớn nhất và nhỏ nhất bao nhiêu? – Thể tích nhỏ nhất = 2mL – Thể tích lớn nhất = 8mL Tính toán kết quả • Nồng độ Oxy hòa tan phải tính trước khi ủ: – Đo Oxy hòa tan bằng phương pháp Winkler • Phải chuẩn bị mỗi mâu 2 chai – Đo Oxy hòa tan bằng máy • Sension 156 , sension6 , HQ30D.HQ40D,Sension+DO6 2 mL sension156 Tính toán kết quả sension156 0.00 mg/LDO 20.0oC Tính toán kết quả Initial DO = 7.30 mg/L Read all 5 bottles sension156 7.30 mg/LDO 20.0oC Obtaining Data Points Cho mẫu vào tủ ấm tại 20ºC trong 5 ngày. Tính toán kết quả Sau 5 ngày , đo DO lần cuối Tính toán kết quả 2 mL sension156 0.00 mg/LDO 20.0oC Obtaining Data Points Final DO = 5.25 mg/L Read all 5 bottles sension156 5.25 mg/LDO 20.0oC Obtaining Data Points Tính toán kết quả – Tính toán kết quả theo : BOD5, mg/L = (DO ban đầu– DO lần cu) 300 S Tính toán kết quả • Thay các dữ liệu đo vào: BOD5, mg/L = (7.30 – 5.25) 300 2 BOD5, mg/L = 307.5 mg/L Tính toán kết quả • Nếu có mẫu nào , sử dụng chất cấy : BOD5, mg/L = (D1 - D2) – (B1 – B2) f P D = DO của mẫu B = DO of của chất cấy P = thể tích mẫu/300 F = tỉ số thể tích chất cấy trong mẫu và thể tích chất cấy điều khiển MÁY ĐO BOD Trak BODTrak • Introduction to BODTrak • Benefits of BODTrak • Limitations of BODTrak Giới thiệu máy đo BODTrak • BODTrak hoạt động thế nào? – Một lượng mẫu được đặt trong chai BOD màu nâu. Giới thiệu máy đo BODTrak • Vi khuẩn liên tục tiêu thụ Oxy trong mẫu. O2 Giới thiệu máy đo BODTrak • Ban đầu không khí trong vùng trống của chai chứa 21% oxy. – Khi Oxy trong mẫu bị tiêu thụ , cân bằng sẽ được thiết lập , với oxy từ vùng trống đi vào mẫu – Kết quả này làm giảm áp suất trong vùng trống O2 Introduction to BODTrak • The amount of pressure reduction in the headspace correlates to the BOD. Giới thiệu máy đo BODTrak • Sự giảm áp suất càng lớn = BOD càng cao • Sự giảm áp suất càng nhỏ = BOD càng nhỏ BOD cao BOD Thấp Giới thiệu máy đo BODTrak • Những chai này phải liên tục khuấy • Vi khuẩn sẽ thải ra CO2 và được lấy đi bằng Lithium hydroxide hoặc potassium hydroxide Giới thiệu máy đo BODTrak • Lịch sử máy đo BOD – Trong quá khứ , sử dụng phương pháp áp kế thủy ngân để đo sự thay đổi áp suất. • Dùng thủy ngân • Cần thời gian để cân bằng • Cần vẽ đồ thị để tính toán BOD • Phân tích cần 5 ngày để có kết quả . Manometric BOD Apparatus Ưu điểm máy BODTrak • Không cần thủy ngân • BODTrak sử dụng cảm biến áp suất. • Tự động – 1 h đầu tiên đủ cho cân bằng – Có 480 điểm dữ liệu thu được. – Có thể cài 5, 7, và 10 ngày test BOD Ưu điểm máy BODTrak • 6 kênh đo mẫu độc lập. • Bốn thang đo – 0-35mg/L – 0-70mg/L – 0-350mg/L – 0-700mg/L Ưu điểm máy BODTrak • Đọc trực tiếp mỗi kết quả. • Hiển thị đồ thị – Gía trị BOD có thể hiển thị bất kỳ thời điểm nào – Xuất dữ liệu ra cổng RS232 – Download data đến máy tính. 350 mg/l 9/17/94 END 1 125 mg/l Hour 54 BOD TIME EXAMPLE BOD CURVES K B H A An Giới hạn của máy BODTrak • BODTrak chưa đươc EPA chấp nhận.