Chỉ số BOD là gì? Phương pháp xác định và xử lý nước thải

Trong vận hành hệ thống xử lý nước thải, chỉ số BOD (Biochemical Oxygen Demand) đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá mức độ ô nhiễm hữu cơ và khả năng phân hủy sinh học. Hiểu rõ BOD là gì, cách xác định, loại nước thải thường chứa BOD cao, tiêu chuẩn đầu ra, nguyên nhân tăng và các phương pháp xử lý phù hợp sẽ giúp người vận hành điều chỉnh hệ thống kịp thời để đảm bảo hiệu quả và tuân thủ quy chuẩn môi trường.

Chỉ số BOD phản ánh mức ô nhiễm hữu cơ trong nước thải

Mục lục

BOD là gì? Ý nghĩa của chỉ số BOD trong nước thải

Chỉ số BOD, viết tắt của “Biochemical Oxygen Demand” hoặc “Biological Oxygen Demand”, là lượng oxy hòa tan cần thiết cho vi sinh vật hiếu khí phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải trong một khoảng thời gian xác định (thường là 5 ngày ở 20 °C) và trong điều kiện tiêu chuẩn.
Khi giá trị BOD cao, tức là hàm lượng chất hữu cơ dễ phân hủy trong nước thải lớn, gây tiêu hao oxy hòa tan nhanh chóng, dẫn tới nguy cơ thiếu oxy cho sinh vật thủy sinh, ảnh hưởng tới chất lượng nguồn nước tiếp nhận.
Ở góc độ vận hành hệ thống xử lý nước thải, chỉ số BOD giúp:

Đánh giá mức độ ô nhiễm hữu cơ đầu vào và đầu ra.
Kiểm tra hiệu quả của các công đoạn xử lý sinh học (hiếu khí, thiếu khí, kỵ khí).
Hỗ trợ thiết kế và vận hành hệ thống theo tải ô nhiễm hữu cơ (BOD), tuổi bùn, tuổi lưu thủy và lượng oxy cần thiết.

Quá trình vi sinh vật hiếu khí phân hủy chất hữu cơ trong nước thải

Những loại nước thải có chỉ số BOD cao

Có nhiều loại nước thải đặc thù chứa lượng chất hữu cơ lớn nên chỉ số BOD rất cao. Ví dụ:

Nước thải sinh hoạt: ~ 100-200 mg/L.
Nước thải chế biến thủy sản: từ ~2.000 đến 5.000 mg/L.
Nước thải ngành sản xuất cao su: từ ~3.000 đến 10.000 mg/L.
Nước thải ngành dệt nhuộm: từ ~500 đến 3.000 mg/L.
Những loại nước thải này nếu không được xử lý tốt sẽ tạo ra áp lực rất lớn lên hệ thống xử lý sinh học và có thể khiến effluent không đạt tiêu chuẩn.

Tiêu chuẩn BOD trong nước thải đầu ra

Đối với nước thải sinh hoạt và công nghiệp sau xử lý phải tuân thủ các quy chuẩn môi trường. Ví dụ tại Việt Nam, theo QCVN 14:2008/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt) thì chỉ số BOD₅ tối đa cho phép đầu ra là 30 mg/L (hạng A) và 50 mg/L (hạng B) trong nhiều trường hợp.
Điều này nghĩa là một hệ thống xử lý nước thải phải thiết kế và vận hành sao cho giá trị BOD đầu ra thấp hơn ngưỡng này. Việc tuân thủ tiêu chuẩn này là một cách để bảo vệ nguồn tiếp nhận, hệ sinh thái và đảm bảo quy định môi trường được đáp ứng.

Có thể bạn chưa biết: Phương pháp xử lý TSS trong nước thải hiệu quả cao

Cách xác định chỉ số BOD trong nước thải

Việc xác định BOD cần đúng quy trình để kết quả có độ tin cậy. Các bước phổ biến:

Lấy mẫu nước thải cần đo.
Pha loãng mẫu nếu cần để đảm bảo vi sinh vật không bị quá tải và oxy đủ cho quá trình phân hủy.
Bão hòa mẫu với oxy và đậy kín nắp để tránh oxy từ môi trường xâm nhập thêm.
Ủ mẫu trong điều kiện tiêu chuẩn, thường là 5 ngày ở 20 °C (BOD₅) trong bóng tối.
Đo lượng oxy giảm trong thời gian đo và tính giá trị BOD: lượng oxy tiêu thụ (mg/L).
Việc xác định đúng giúp người vận hành biết được chính xác mức ô nhiễm hữu cơ và hiệu quả xử lý đang có, từ đó điều chỉnh hợp lý.

Thiết bị ủ mẫu BOD5 ở 20 độ C trong điều kiện tiêu chuẩn

Tham khảo ngay: Cách đo và phân tích chỉ số COD trong nước thải chính xác

Nguyên nhân khiến chỉ số BOD tăng cao

Một số nguyên nhân phổ biến dẫn tới BOD tăng cao bao gồm:

Lượng chất hữu cơ đầu vào lớn hoặc tải biến động mạnh: như nước thải thực phẩm, chế biến thủy sản, chăn nuôi.
Thiếu oxy trong bể sinh học: làm vi sinh vật hiếu khí không hoạt động hiệu quả, chất hữu cơ tích tụ.
Hệ thống sinh học vận hành kém: tuổi bùn quá thấp, quá tải, vi sinh vật bị sốc hoặc có chất độc hại.
Thiếu ổn định lưu lượng và tải ô nhiễm: làm vi sinh khó thích nghi và xử lý chậm hơn.
Có chất khó phân hủy hoặc độc hại: dẫn tới vi sinh vật phải mất nhiều thời gian hoặc không thể phân hủy, làm tăng BOD tồn dư.
Việc xác định nguyên nhân cụ thể giúp lựa chọn giải pháp xử lý phù hợp và hiệu quả hơn.

Nồng độ hữu cơ cao trong nước thải làm tăng nhu cầu oxy sinh học (BOD)

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

Phương pháp xử lý BOD trong nước thải

Xử lý BOD hiệu quả thường kết hợp nhiều công đoạn:

Xử lý cơ học sơ bộ: loại bỏ rác thải, dầu mỡ, thể rắn lớn giúp giảm bớt lượng hữu cơ đầu vào.
Xử lý hóa học/keo tụ: sử dụng chất kết tủa, polymer hoặc oxy hóa để loại bỏ phần hữu cơ khó phân hủy.
Xử lý sinh học (chủ đạo): bể hiếu khí, thiếu khí, kỵ khí giúp vi sinh vật phân hủy hữu cơ – là giải pháp chính cho giảm BOD.
Tối ưu vận hành: đảm bảo DO đủ, tuổi bùn, SRT, tải hữu cơ ổn định, tuần hoàn bùn hợp lý để vận hành hệ thống hiệu quả.
Xử lý sau sinh học hoặc nâng cao: lọc, màng, AOP nếu cần để đạt giá trị effluent thấp hơn.
Việc lựa chọn giải pháp phù hợp tùy theo loại nước thải, mức BOD đầu vào và yêu cầu effluent ra sao. Việc vận hành tốt phương pháp này sẽ giúp hệ thống đạt hiệu suất xử lý cao và bền vững.

Chỉ số BOD là một chỉ tiêu then chốt trong quản lý và vận hành hệ thống xử lý nước thải bùn hoạt tính. Từ việc hiểu rõ BOD là gì, xác định đúng, nắm được loại nước thải chứa BOD cao, nắm tiêu chuẩn đầu ra, nguyên nhân tăng và giải pháp xử lý, người vận hành sẽ có công cụ để kiểm soát hiệu quả quá trình xử lý. Khi hệ thống được vận hành tốt, giá trị BOD đầu ra đạt chuẩn, nguồn nước tiếp nhận được bảo vệ và hệ thống xử lý vận hành ổn định.
Nếu bạn đang gặp vấn đề với chỉ số BOD hoặc cần tư vấn kỹ thuật vận hành, đừng ngần ngại liên hệ với Môi Trường Hồng Thái. Đội ngũ chuyên gia giàu kinh nghiệm của chúng tôi sẵn sàng hỗ trợ khảo sát hiện trạng, đề xuất giải pháp và theo dõi vận hành để đảm bảo hệ thống của bạn luôn đạt hiệu quả tối ưu.