Khử trùng nước thải

* KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI * Chu trình nước thải * * Khái niệm khử trùng Tiêu diệt hoặc giảm mật độ vi sinh vật gây bệnh Các loại VSV gây bệnh quan tâm trong nước thải: Một số vi khuẩn gây bệnh Vi rút Bào nang amip Ngăn chặn nguy cơ gây một sô bệnh: tả, lỵ thương hàn Chú ý khử trùng khác tiệt trùng Khử trùng: Không tiêu diệt hết VSV Tiệt trùng: Không con nào sống * Cơ chế của khử trùng Phá hủy thành tế bào Thay đổi khả năng thẩm thấu của tế bào (phenol) Thay đổi hệ keo tự nhiên của tế bào (biến tính tế bào) (heat) Cạnh tranh (hoạt tính enzym) (chlorine và các chất oxy hóa) * Phương pháp khử trùng Hóa chất: Chlorine và các hợp chất của nó Bromine Iodine Ozone Phenol Alcohols Xà phòng và chất tẩy rửa H2O2 A xít, kiềm Hầu hết chúng là những chất oxy hóa Chlorine thường được sử dụng trong khử trùng * Phương pháp khử trùng (tt) Tác nhân vật lý: Nhiệt (đun sôi), tia UV Việc sử dụng hệ thống tia cực tím đã được gia tăng đáng kể trong vài năm qua Tác nhân cơ học: Lọc Siêu lọc Lọc nano * Lựa chọn phương pháp khử trùng Hiệu quả khử trùng tương ứng với đối tượng Cần thiết phải đáp ứng yêu cầu và đạt hiệu quả mong muốn (mật độ VSV sau khử trùng) Lượng tồn dư của tác nhân và VSV sau quá trình Tiêu chí rất quan trọng trong xử lý nước uống để tránh tái phân phối tác nhân gây bệnh và không an toàn cho đối tượng sử dụng An toàn Một số tác nhân khử trùng có độc tính cao (chlorine) vì thế phải chọn tác nhân an toàn cho nười vận hành Các sản phẩm tạo thành trong quá trình khử trùng So sánh hiệu quả khử trùng của các phương pháp * Nguồn: Wastewater Engineering 1991 * Khử trùng bằng Chiorine Các dạng chlorine thường dùng: Khí (Cl2(g)) – Khá nhiều nhà máy dùng pp này-Có độc tính cao Lỏng- Sodium hypochlorite (NaOCl) – Thường gọi thuốc tẩy (Javel) Rắn- Calcium hypochlorite (Ca(OCl)2) Có khả năng xảy ra các phản ứng khác nhau tùy trạng thải nước thải * Chlorine trong nước Có 3 hiện tượng khi hòa tan Chlorine vào nước: Hòa tan vào nước: Cl2(gas) Cl2 (liquid) Phản ứng hòa tan rất nhanh (7160 mg/L ở 20oC ;1 atm). Kết hợp với nước: Cl2(l) + H2O  HOCl + H+ + Cl- Rất nhanh (>1000 mg/L; pH > 3 phản ứng trên diễn ra hoàn toàn Chlorine phản ứng với nước tạo thành acid hypochlorous, ion hydro (acid) và chloride Phân ly: HOCl  H+ + OCl- Acid Hypochlorous là 1 acid yếu nên sẽ phân ly thành ion hydro và hypochlorite. Thành phần Chlorine của dung dịch thay đổi tùy thuộc pH Chức năng pH của các dạng Chlorine * Hiệu quả khử trùng của Chlorine Acid Hypochlorous có khả năng oxy hóa mạnh hơn hypochlorite (40 - 80 lần) Nồng độ chlor tổng bao gồm các dạng: CT=Cl2(l) + HOCl + OCl- Hiệu quả khử trùng sẽ giảm khi nước thải có pH cao (kiềm) Với hypochlorite nên kéo dài thời gian tiếp xúc hoặc nâng cao liều để đạt hiệu quả Phản ứng của acid hypochlorous với Ammonia HClO sẽ tác dụng với ammonia để tạo nên monochloroamine, dichloramine và nitrogen trichloride NH4+ + HOCl NH2Cl + H2O + H+ NH2Cl + HOCl  NHCl2 + H2O NHCl2 + HOCl  NCl3 + H2O Việc sinh ra các sản phẩm trên tùy thuộc vào pH, nhiệt độ, thời gian tiếp xúc và tỉ lệ ban đầu giữa chlorine và ammonia * Phản ứng của acid hypochlorous với Ammonia pH 7-8 tỉ lệ Cl2: NH4+ -N = 5 : 1 tất cả chlorine tự do hữu dụng sẽ chuyển thành monochloramine nếu tỉ lệ Cl2 : NH4+ - N lớn hơn 5 : 1 thì sẽ có một ít dichloramine được tạo nên. Khi pH 2 O3 Nếu dùng không khí có thể tạo ra 0.5 - 3% ozone theo khối lượng Nếu dùng oxy tinh khiết có thể tạo ra 1-6% theo khối lượng Máy tạo Ozon * Khả năng khử trùng Liều cần thiết khử trùng Tùy thuộc vào mục đích sử dụng (khử trùng, khử màu, khử mùi) Khi hòa tan vào nước với liều đủ oxy hóa chất hữu cơ ozon sẽ có khả năng khử trùng cao hơn Chlor 3100 lần Thời gian khử trùng khoảng 3-8 giây Nước ngầm 0,75- 1 mg/l Nước mặt 1.0- 3,0 mg/l Nước sau bể lắng 2 trong xử lý nước thải 5,0- 15,0 mg/l * Liều dùng với mục đích khử mùi Khả năng hòa tan ozon vào nước Trộn Ozone vào nước bình thường bằng cục sủi hiệu suất <8% Bằng màng phun khí đạt< 20% Trộn bằng bơm tiêm (với áp suất âm) đạt <30% 40% hoặc 55% tùy theo trang bị thêm thiết bị Trộn nước vào ozon (dàn mưa, phun mù) hiệu suất có thể đạt < 70% Hiệu quả khử trùng tạo điều kiện cho Ozon phân giải nhanh thành Oxy nguyên tử O * * Ưu nhược điểm của phương pháp khử trùng bằng Ozon Ưu điểm: Không tạo sản phẩm phụ độc hạiphản ứng với amonia Không tạo thành mùi và màu Không tồn dư trong nước Tăng vận tốc lắng của hạt lơ lửng Tăng DO, giảm nhu cầu oxi, giảm chất hữu cơ Nhược điểm: Phải đạt đến nồng độ ngưỡng để tạo điều kiện khử trùng (quá trình hòa tan khó) Không hiệu quả với lưu lượng lớn Các chất hữu cơ có thể ảnh hưởng đến quá trình Giá thành cao và tốn năng lượng Các phương pháp khử trùng khác Sử dụng sóng siêu âm Đun sôi nước Sử dụng Ion Bạc *