Chỉ số COD trong nước thải là gì? Ý nghĩa và cách xử lý hiệu quả

Trong quản lý hệ thống xử lý nước thải, chỉ số COD (Chemical Oxygen Demand) là thông số quan trọng đánh giá mức độ ô nhiễm hữu cơ và vô cơ. Hiểu rõ COD trong nước thải là gì, ý nghĩa, tác hại khi vượt chuẩn, cách xác định và biện pháp xử lý giúp doanh nghiệp tuân thủ quy chuẩn, bảo vệ môi trường. Môi Trường Hồng Thái phân tích chi tiết: định nghĩa, ý nghĩa, tác hại, phương pháp xác định và giải pháp xử lý hiệu quả.

Mục lục

COD trong nước thải là gì?

COD viết tắt của Chemical Oxygen Demand, dịch là nhu cầu oxy hóa học. Đây là lượng oxy (mg/L) cần thiết để oxy hóa hoàn toàn các chất hữu cơ và vô cơ trong nước thải bằng tác nhân hóa học mạnh (thường là kali dicromat K₂Cr₂O₇ trong môi trường axit, nhiệt độ 150°C).

Khác với BOD (chỉ đo chất dễ phân hủy sinh học), COD đo toàn bộ chất oxy hóa được, bao gồm cả hợp chất khó phân hủy (lignin, phenol, thuốc trừ sâu). COD luôn > BOD, tỷ lệ COD/BOD ≈ 2-3 cho nước thải dễ xử lý sinh học; nếu >4 => khó phân hủy.

COD phản ánh tổng tải ô nhiễm oxy hóa, giúp đánh giá nhanh mức độ ô nhiễm mà không cần ủ 5 ngày như BOD. Đơn vị: mg/L O₂, phổ biến trong nước thải công nghiệp (dệt nhuộm, hóa chất, thực phẩm).

Ý nghĩa của chỉ số COD trong nước thải

COD là “nhiệt kế” đo ô nhiễm hóa học, có vai trò then chốt trong quản lý môi trường và vận hành hệ thống.

Đánh giá ô nhiễm tổng hợp: COD cao => nhiều chất hữu cơ/vô cơ, tiêu hao oxy nhanh, ảnh hưởng sinh vật thủy sinh.
Hướng dẫn xử lý:
- COD/BOD < 2.5: Ưu tiên xử lý sinh học (bùn hoạt tính, MBBR).
- COD/BOD > 4: Cần xử lý hóa lý (keo tụ, Fenton) trước sinh học.
Thiết kế hệ thống: Tính toán thể tích bể, lượng oxy, hóa chất dựa trên tải COD (kg/ngày).
Kiểm soát hiệu suất: Giảm COD đầu ra ≥80% => hệ thống đạt chuẩn QCVN 40:2021/BTNMT (Cột A: ≤75 mg/L; Cột B: ≤150 mg/L).
Pháp lý: COD là chỉ tiêu bắt buộc theo dõi hàng tháng, tránh phạt theo Nghị định 45/2022/NĐ-CP.

Ví dụ: Nước thải dệt nhuộm COD 1.500 mg/L, sau xử lý giảm còn 120 mg/L → đạt Cột B, tiết kiệm 30% chi phí vận hành.

Tác hại khi chỉ số COD vượt mức cho phép

COD >150 mg/L (Cột B) gây hậu quả nghiêm trọng về môi trường, kinh tế và sức khỏe.

Tác hại chính:

Môi trường:
- Tiêu hao DO => thiếu oxy, cá chết hàng loạt, mất cân bằng sinh thái.
- Tích tụ chất độc (phenol, thuốc nhuộm) => ô nhiễm nguồn nước ngầm.
Hệ thống xử lý:
- Quá tải bể sinh học, bùn phồng rộp, TSS đầu ra cao.
- Tăng chi phí oxy (sục khí), hóa chất keo tụ.
Kinh tế – pháp lý:
- Phạt 50-500 triệu đồng/doanh nghiệp (Nghị định 45).
- Dừng hoạt động sản xuất, mất uy tín thương hiệu.
Sức khỏe: Nước ô nhiễm COD cao gây mùi hôi, kích ứng da, nguy cơ ung thư lâu dài.

Ví dụ: Nhà máy giấy xả COD 800 mg/L => phạt 300 triệu, khắc phục 6 tháng, thiệt hại >1 tỷ đồng.

Khám phá: Tìm hiểu chỉ số SS trong nước thải và tác động môi trường

Cách xác định chỉ số COD trong nước thải

Phương pháp xác định COD thường sử dụng các bước cơ bản sau:

Lấy mẫu nước thải đại diện (trước hoặc sau xử lý).
Thêm tác nhân oxy hóa mạnh (như K₂Cr₂O₇ dưới môi trường axit, thường có HgSO₄ để ức chế Cl⁻ tùy mẫu).
Đun/nung mẫu trong khoảng thời gian xác định (ví dụ: 2 giờ reflux) để oxy hóa các chất có thể bị oxy hóa.
Đo lượng oxy đã tiêu thụ (hoặc lượng chất oxy hóa còn dư) để tính COD (mg O₂/L).
Lưu ý: mẫu chứa nhiều chloride hoặc các ion can thiệp cần xử lý theo phương pháp chuẩn để tránh sai lệch.
Trong thực hành vận hành, phương pháp nhanh hơn (không reflux) cũng được dùng để kiểm soát hàng ngày, nhưng kết quả cần được xác nhận định kỳ.
Việc xác định COD đúng quy trình đảm bảo dữ liệu vận hành chính xác, giảm rủi ro và hỗ trợ tối ưu hóa hệ thống.

Xem thêm: VSS trong nước thải là gì? Thành phần hữu cơ quan trọng

Biện pháp xử lý COD trong nước thải

Để giảm COD và đưa nước thải đáp ứng tiêu chuẩn, có thể áp dụng các chiến lược sau:

Xử lý cơ bản

Tách chất rắn, dầu mỡ, vật liệu nổi: Loại bỏ trước phần lớn hữu cơ dễ phân hủy giúp giảm tải cho các công đoạn sau.
Keo tụ – tạo bông – lắng: Sử dụng chất keo tụ/flocculant (như FeCl₃, PAC, polymer) để kết tủa và lắng các hạt chất hữu cơ hoặc vô cơ gây COD cao.

Xử lý sinh học

Hiếu khí: Vi sinh vật sử dụng oxy tiêu thụ hữu cơ, giảm COD. Phù hợp với nước thải có COD không quá lớn (<3000 mg/L).
Thiếu khí / kỵ khí: Dùng cho xử lý các hợp chất khó phân hủy hoặc tải cao, kết hợp tạo khí và giảm COD trước khi hiếu khí.

Xử lý nâng cao

Quá trình oxy hóa nâng cao (AOP), màng lọc, màng sinh học (MBR) khi cần COD đầu ra rất thấp hoặc có hợp chất độc hại.
Giám sát và vận hành tối ưu: Theo dõi COD hàng ngày, điều chỉnh sục khí, tải hữu cơ, tuần hoàn bùn để đảm bảo hệ thống ổn định và chi phí thấp nhất.

Ví dụ thực tiễn

Một nhà máy ngành thuộc da ghi nhận COD đầu vào >7 000 mg/L, áp dụng kết hợp điện hóa, UV và lắng giúp giảm tới >90% COD trước khi xả.
Điều này cho thấy với tải COD cao cần giải pháp phù hợp và thường là kết hợp nhiều công đoạn xử lý.

Chỉ số COD là một chỉ tiêu cốt lõi để đánh giá mức độ ô nhiễm và hiệu quả vận hành của hệ thống xử lý nước thải. Từ việc hiểu rõ COD trong nước thải là gì, ý nghĩa, tác hại khi vượt mức, cách xác định và phương pháp xử lý hiệu quả người vận hành sẽ có công cụ mạnh mẽ để kiểm soát và tối ưu hệ thống. Khi giá trị COD được quản lý tốt, hệ thống xử lý hoạt động ổn định, nước đầu ra đạt yêu cầu và chi phí vận hành giảm.

Nếu bạn đang gặp vấn đề với chỉ số COD hoặc cần tư vấn kỹ thuật chuyên sâu cho hệ thống xử lý nước thải, đừng ngần ngại liên hệ với Môi Trường Hồng Thái. Đội ngũ chuyên gia dày dặn kinh nghiệm của chúng tôi sẽ hỗ trợ bạn khảo sát hiện trạng, đề xuất giải pháp và theo dõi vận hành để đảm bảo hiệu quả tối ưu và bền vững.