COD (Chemical Oxygen Demand, nhu cầu oxy hóa học) cho biết lượng oxy cần để oxy hóa các chất hữu cơ trong nước. Đây là một trong những chỉ số chính để đánh giá mức ô nhiễm của nước thải công nghiệp, và là thông số gần như luôn có trong hệ thống quan trắc nước thải tự động, liên tục.
Đo COD chính xác lại không đơn giản, ở phòng thí nghiệm, COD được xác định bằng cách đun mẫu với dicromat ở khoảng 150°C trong 2 giờ (theo phương pháp chuẩn, ví dụ US EPA Method 410.4). Thiết bị tự động tại hiện trường không làm lại y hệt quy trình này mà dùng nhiều nguyên lý đo khác nhau. Yêu cầu đặt ra là kết quả của thiết bị phải bám sát phương pháp chuẩn trên chính nước thải thực tế của cơ sở, kể cả khi thành phần dòng thải thay đổi.
Vì vậy, nên chọn thiết bị theo đặc tính nước thải, không nên chọn theo bảng thông số kỹ thuật.
- Không có một công nghệ đo COD phù hợp cho mọi ngành
Thành phần hữu cơ trong nước thải dệt nhuộm, chế biến thủy sản, giấy, hóa chất hay điện tử rất khác nhau. Vì vậy, phù hợp với dòng thải quan trọng hơn chuyện công nghệ nào tốt hơn.
Công nghệ quang học (UV hoặc UV-Vis)
Thiết bị đo mức hấp thụ ánh sáng của mẫu, thường ở bước sóng 254 nm, rồi quy đổi sang giá trị COD qua một hệ số tương quan. Nguyên lý này cho kết quả gần như tức thời, không dùng hóa chất và chi phí vận hành thấp.
Phương pháp này phù hợp khi:
- Thành phần nước thải tương đối ổn định
- Chất hữu cơ chủ yếu là hợp chất vòng thơm hoặc có liên kết không no, tức là các chất hấp thụ tốt tia UV
Cần lưu ý rằng UV/UV-Vis không đo COD trực tiếp, độ tin cậy phụ thuộc vào hệ số tương quan xây dựng riêng cho từng cơ sở. Khi thành phần nước thải thay đổi, hệ số này có thể không còn đúng.
Phương pháp oxy hóa hóa học
Thiết bị tự động lấy mẫu, cho phản ứng với chất oxy hóa và đo lượng chất oxy hóa đã tiêu thụ. Cách này gần với nguyên lý của phương pháp chuẩn trong phòng thí nghiệm.
Phương pháp này phù hợp khi:
- Nước thải có thành phần phức tạp hoặc thay đổi liên tục
- Có nhiều chất hữu cơ không hấp thụ tia UV
- Cần kết quả gần với giá trị phân tích đối chứng
Đổi lại, thiết bị có chu kỳ đo dài hơn, dùng hóa chất và phải có quy trình thu gom, xử lý chất thải hóa chất sau phân tích.
Trường hợp nước thải có nồng độ clorua cao, Clorua là yếu tố cần xem xét riêng. Theo US EPA, clorua bị dicromat oxy hóa gần như hoàn toàn, nên gây sai số dương: kết quả COD đo được cao hơn thực tế. Nước thải chế biến thủy sản, nhà máy gần vùng nước lợ hay một số ngành hóa chất thường gặp tình huống này. Khi đó, cần chọn thiết bị có cơ chế khử hoặc bù ảnh hưởng của clorua, và phải kiểm chứng điều đó trên mẫu thực tế.
- Đặc tính vật lý của nước thải cũng ảnh hưởng đến kết quả
Ngoài thành phần hóa học, cần tính đến ba đặc tính vật lý sau:
- COD tồn tại ở cả dạng hòa tan và dạng cặn lơ lửng: Cặn lơ lửng làm tán xạ ánh sáng, ảnh hưởng đến phép đo quang học nếu thiết bị không bù độ đục. Với phương pháp hóa học, khâu lấy mẫu và đồng nhất mẫu quyết định phần COD trong cặn có được tính đủ hay không.
- COD sau xử lý thường rất thấp: Ở vùng nồng độ thấp, sai số nhỏ của thiết bị chiếm tỷ trọng lớn trong kết quả. Thiết bị phải đủ nhạy và ổn định ở dải này, đồng thời vẫn đo được khi nồng độ tăng đột ngột.
- Nước thải có thể thay đổi đột ngột khi hệ thống xử lý gặp sự cố: Đây là lúc dữ liệu quan trọng nhất, và cũng là lúc thiết bị không phù hợp dễ cho kết quả sai nhất. Hệ số tương quan xây dựng ở điều kiện vận hành bình thường có thể không còn đúng với nước thải lúc có sự cố.
- Pháp luật quy định chất lượng dữ liệu, không quy định công nghệ đo
Thông tư 10/2021/TT-BTNMT về kỹ thuật quan trắc môi trường không bắt buộc một nguyên lý đo COD cụ thể. Thông tư quản lý dựa trên chất lượng dữ liệu đầu ra. Đối với thiết bị đo COD trong hệ thống quan trắc nước thải tự động:
- Đặc tính kỹ thuật: độ chính xác ±5% giá trị đọc hoặc ±3% khoảng đo, độ phân giải 0,5 mg/L, thời gian đáp ứng không quá 15 phút
- Dải đo phải bao quát tối thiểu gấp 3 lần giá trị giới hạn của quy chuẩn áp dụng
- Kiểm tra bằng chất chuẩn mỗi tháng một lần
- Quan trắc đối chứng trước khi vận hành và định kỳ mỗi năm một lần, với độ chính xác tương đối (RA) của COD không vượt quá 20%
Doanh nghiệp được tự chọn công nghệ, nhưng phải chịu trách nhiệm về độ chính xác của dữ liệu trên nước thải thực tế mỗi ngày.
Hai thay đổi gần đây làm yêu cầu này cụ thể hơn:
Một là, QCVN 40:2025/BTNMT về nước thải công nghiệp (hiệu lực từ 01/9/2025). Giới hạn COD theo quy chuẩn mới khá thấp, chẳng hạn cột A là 60–65 mg/L tùy lưu lượng xả. Quy chuẩn cũng cho phép lựa chọn áp dụng TOC hoặc COD. Vì vậy, nên xem lại thông số và nguyên lý đo ngay từ giai đoạn lập hoặc điều chỉnh giấy phép môi trường, không chỉ khi mua thiết bị.
Hai là, đợt rà soát hệ thống quan trắc tự động năm 2026: Tháng 4/2026, Bộ Nông nghiệp và Môi trường có Văn bản 3154/BNNMT-MT đề nghị các địa phương rà soát hệ thống quan trắc tự động nước thải, khí thải. Một số nội dung đáng chú ý:
- Kiểm tra độ chính xác bằng chất chuẩn còn hạn sử dụng, có nguồn gốc rõ ràng
- Chọn các cơ sở có lưu lượng lớn, nguy cơ cao để quan trắc so sánh RA, có đơn vị độc lập tham gia
- Mọi thay đổi hệ số chuyển đổi phải được ghi nhận và báo cáo Sở Nông nghiệp và Môi trường
- Nhật ký vận hành được rà soát để phân biệt việc bù zero/span hợp lệ với can thiệp làm sai lệch dữ liệu
Điểm thứ ba ảnh hưởng trực tiếp đến cơ sở dùng thiết bị quang học, vì phép đo dựa vào hệ số quy đổi. Việc hiệu chỉnh hệ số khi thành phần nước thải thay đổi cần có quy trình rõ ràng, có căn cứ và được ghi lại đầy đủ.
- Thiết bị không phù hợp gây hậu quả gì?
Khi nguyên lý đo không phù hợp với nước thải, sai số thường lặp lại theo một hướng chứ không ngẫu nhiên:
- Dữ liệu cao hơn thực tế liên tục kích hoạt cảnh báo vượt ngưỡng: Trạm xử lý phải tăng hóa chất, tăng sục khí để xử lý một con số không phản ánh đúng chất lượng nước, dẫn đến tốn chi phí vận hành.
- Dữ liệu thấp hơn thực tế có thể che mất sự cố vận hành: Khi kết quả quan trắc đối chứng hoặc kiểm tra lệch nhiều so với dữ liệu đã truyền về cơ quan quản lý, cơ sở có thể bị tạm dừng công nhận dữ liệu và phải hiệu chuẩn lại toàn hệ thống.
Cả hai trường hợp đều có chung nguyên nhân: thiết bị được chọn theo thông số kỹ thuật, chưa được kiểm chứng trên nước thải thực tế.
- Quy trình lựa chọn nên bắt đầu từ nước thải
Để giảm rủi ro, việc lựa chọn thiết bị có thể đi theo bốn bước:
Bước 1: Khảo sát đặc tính nước thải: thành phần hữu cơ chính, nồng độ clorua, độ đục, cặn lơ lửng, mức biến động theo ca sản xuất và khi có sự cố.
Bước 2: Đối chiếu giấy phép môi trường và quy chuẩn áp dụng: cột giới hạn, thông số COD hay TOC, dải đo cần có.
Bước 3: Chạy thử trên mẫu thực tế: so sánh song song kết quả thiết bị với kết quả phân tích phòng thí nghiệm ở nhiều điều kiện vận hành khác nhau, không chỉ trong vài ngày nước thải ổn định.
Bước 4: Lập quy trình vận hành và hiệu chỉnh: tần suất kiểm tra chuẩn, cách cập nhật hệ số (nếu có), cách lưu nhật ký, để dữ liệu sẵn sàng cho các đợt hậu kiểm.
Sources:
- Bộ NN&MT – Văn bản 3154/BNNMT-MT, qua Báo Đại biểu Nhân dân
- Cục Môi trường / CEM – Tài liệu phổ biến Thông tư 10/2021
- Thông tư 10/2021/TT-BTNMT – Thư viện Pháp luật
- QCVN 40:2025/BTNMT – LuatVietnam
- US EPA Method 410.4 – NEMI
