intTypePromotion=1

ĐỀ TÀI: Nghiên cứu công nghệ khử trùng nước cấp

Chia sẻ: Chip Bia Chip | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:30

0
229
lượt xem
74
download

ĐỀ TÀI: Nghiên cứu công nghệ khử trùng nước cấp

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Xã hội càng phát triển, chất lượng cuộc sống ngày càng được quan tâm và nhu cầu sử dụng nước sạch ngày càng tăng lên. Để cung cấp nước sạch có thể khai thác các nguồn nước từ thiên nhiên từ các nguồn như:nước mặt, nước ngầm, nước biển trong những nguồn này ngoài những hợp chất vô cơ, hữu cơ nước thiên nhiên còn chứa rất nhiều vi sinh vật như vi khuẩn và cá loại vi trùng gây bệnh như tả, lỵ, thương hàn…...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: ĐỀ TÀI: Nghiên cứu công nghệ khử trùng nước cấp

  1. Nghiên cứu công nghệ khử trùng nước câp ́ Trường ĐHCN Tp.HCM - - -   - - - Tiểu luận ĐỀ TÀI: Nghiên cứu công nghệ khử trùng nước cấp 1 GVHD: CAO THỊ THÚY NGA
  2. Nghiên cứu công nghệ khử trùng nước câp ́ Trường ĐHCN Tp.HCM Mục lục Tiêu đề Trang Giới thiệu.................................................................................................. 1 Chương I: Tổng quan về các phương pháp khử trùng nước cấp...2 IA. Phương pháp lý học...........................................................................2 IA1. Khử trùng bằng tia cực tím...........................................................2 IA2. Phương pháp lọc..........................................................................3 IA3. Khử trùng bằng một số phương pháp khác................................4 IB Khử trùng bằng phương pháp hóa học....................................................... 5 IB1. Khử trùng bằng Chlor..................................................................5 IB1.1 Hóa học của Chlor..................................................................... 5 IB1.2 Khả năng khử trùng của Chlor tự do.........................................5 IB1.3 Cơ chế tác động của Chlor.......................................................6 IB2 Chloramine hóa.............................................................................. 7 IB2.1 Hóa học của Chloramine...........................................................7 IB2.2 Tác động khử trùng của Chloramine vô cơ...............................8 IC. Khử trùng bằng Ozon........................................................................8 IC1. Cơ chế tác dụng của ozon...........................................................9 IC2. Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khử trùng ....................9 IC2.1. Loại hóa chất khử trùng..........................................................10 IC2.2. Loại vi sinh vật.........................................................................10 IC2.3. Nồng độ khử trùng và thời gian tiếp xúc.................................10 IC2.4. Tác động của pH..................................................................... 12 IC2.5. Nhiệt độ................................................................................... 12 2 GVHD: CAO THỊ THÚY NGA
  3. Nghiên cứu công nghệ khử trùng nước câp ́ Trường ĐHCN Tp.HCM IC2.6. Cạnh tranh hóa học và vật lý đối với việc khử trùng ..............12 Chương II: Tình hình công nghệ khử trùng nước cấp tại Việt Nam ..................................................................................................................... 14 Chương III: Tình hình công nghệ khử trùng nước cấp trên thế giới ..................................................................................................................... 18 Chương IV:Lựa chọn công nghệ khử trùng phù hợp với điều kiện của nước ta…………................................................................................ 21 IVA. Hiệu quả của các phương pháp khử trùng...................................21 IVB. Ưu và nhược điểm của các phương pháp....................................23 3 GVHD: CAO THỊ THÚY NGA
  4. Nghiên cứu công nghệ khử trùng nước câp ́ Trường ĐHCN Tp.HCM Giới thiệu Xã hội càng phát triển, chất lượng cuộc sống ngày càng được quan tâm và nhu cầu sử dụng nước sạch ngày càng tăng lên. Để cung cấp nước sạch có thể khai thác các nguồn nước từ thiên nhiên từ các nguồn như:nước mặt, nước ngầm, nước biển trong những nguồn này ngoài những hợp chất vô cơ, hữu cơ nước thiên nhiên còn chứa rất nhiều vi sinh vật như vi khuẩn và cá lo ại vi trùng gây bệnh như tả, lỵ, thương hàn…Chúng xâm nhập vào cơ th ể qua nhiều con đ ường khác nhau như ăn uống sinh hoạt mà chúng ta đang xét gây ra nhửng ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ từ mức độ nhẹ đến mức nghiêm trọng .Với các h ệ th ống c ấp nước công nghiệp cũng cần phải khử sạch các loại vi sinh vật để ngăn ngừa sự kết bám của chung lên thành ống dẫn nước lên các thiết bị làm lạnh, làm gi ảm khả năng truyền nhiệt, đồng thời làm tăng tổn thất áp lực của h ệ th ống. Đ ể ngăn ngừa những việc trên đây nước cấp cho sinh hoạt cần được khử trùng. Khử trùng là quá trình loại bỏ những vi sinh vật có khả năng gây bệnh. Khử trùng là hàng rào cần thiết và cuối cùng để chống lại sự phơi nhiễm của người với những vi sinh vật gây bệnh.Vì thế khử trùng nước là một khâu hết sức quan trọng trước khi đưa vào hệ thống phân phối nước cấp. Phần này chúng em tìm hiểu tổng quan về các phương pháp khử trùng nước cấp, tình hình công nghệ khử trùng nước cấp trong nước cũng như một số công nghệ khử trùng nước cấp ở ngoài nước nhằm lựa chọn công nghệ phù hợp với điều kiện phát triển ở Việt Nam. 4 GVHD: CAO THỊ THÚY NGA
  5. Nghiên cứu công nghệ khử trùng nước câp ́ Trường ĐHCN Tp.HCM Chương I. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG IA. Phương pháp lý học Khử trùng bằng phương pháp vật lý có ưu điểm cơ bản là không làm thay đ ổi tính chất lý hoá của nước, không gây nên tác dụng phụ. Tuy nhiên do hiệu suất thấp nên thường chỉ áp dụng ở qui mô nhỏ với các điều kiện kinh tế kỹ thuật cho phép.Dưới đây là các phương pháp khử trùng bằng phương pháp vật lý thường gặp. IA1. Khử trùng bằng tia cực tím Việc khử trùng bằng tia cực tím lần đầu tiên được dùng vào đ ầu th ế k ỉ 20 đ ể xủ lý nước ở Henderson, Kentucky nhưng phương pháp này bị bỏ quên do người ta thích sử dịng chlor hoá. Cùng với tiến bộ của kỹ thu ật, ph ương pháp kh ử trùng bằng tia cực tím nay đã lấy lại được sự phổ biến, đặc biệt là ở châu Âu. 5 GVHD: CAO THỊ THÚY NGA
  6. Nghiên cứu công nghệ khử trùng nước câp ́ Trường ĐHCN Tp.HCM Quy trình: Cho nước chảy qua một ống kín trong đó có lắp đèn cực tím. Các tia UV được phóng vào dòng nước. Cấu trúc DNA/RNA của vi sinh b ị thay đ ổi làm cho chúng không thể tồn tại và sinh sản. Nguyên lý diệt khuẩn của tia cực tím: Một đoạn DNA của vi khuẩn trước khi bị chiếu tia cực tím. Đoạn gen đã bị phá hủy Tia cực tím ở một tần số nhất định có thể diệt 99,99% vi khuẩn nh ưng không loại bỏ bất kỳ tạp chất gì có trong nước. Phương pháp này sử dụng điện và thường được ứng dụng ở công đoạn cuối cùng của hệ thống lọc nước. Khác với đun sôi, phương pháp này tiết kiệm điện và nhanh hơn nhiều. Đây là phưong pháp xử lý an toàn nếu kết hợp thêm với loại lọc Than hoạt tính. IA2. Phương pháp lọc 6 GVHD: CAO THỊ THÚY NGA
  7. Nghiên cứu công nghệ khử trùng nước câp ́ Trường ĐHCN Tp.HCM Các phương pháp lọc và tiệt trùng nước đơn lẽ đều có nh ững ph ần không hoàn thiện, đặc biệt là độ an toàn của nước về mặt hóa lý, vi sinh không cao, nhất là việc quản lý nồng độ hóa chất tương đối phức tạp, khó có thể áp dụng được trong qui mô nhỏ (trừ trường hợp dùng lõi lọc bằng sợi hay s ứ pha nitrate bạc), hoặc giá thành quá cao. Nhằm khắc phục những nhược điểm ấy, phương pháp thẩm thấu ngược (reverse osmosis) được sáng chế từ khi sợi thủy tinh nhân tạo (fiber) ra đ ời, ứng dụng nguyên lý vận động của nước, thẩm thấu từ vùng nước loãng (hay dung d ịch loãng) sang vùng nước đậm đặc qua một màng thẩm thấu dưới một áp lực khá cao. Màng thẩm thấu này được đặt ở giữa vùng nước sạch (trong) và vùng nước nhi ễm bẩn hay nước mặn; nước trong sẽ di chuyển sang vùng nước mặn (đậm đặc) cho đến khi cả hai bên cân bằng và chỉ có nước đi qua màng th ẩm thấu; hóa chất, vi sinh trong nước được giữ lại từ 85-100%. Vận động qua lại của nước từ b ẩn sang sạch bằng áp lực máy bơm được lặp đi lặp lại nhờ chênh lệch áp suất, tạo ra nguồn chảy ngược, vì nước sạch (pure water) di chuyển từ vùng đậm đặc (muối hay nhiễm bẩn) sang vùng nước loãng và sạch dần (tinh khiết dần dần) theo chu kỳ qua lại của thẩm thấu (xuôi và ngược). Nên lưu ý phương pháp thẩm th ấu ngược không phải là phương pháp lọc bằng màng, tức không phải qua những khoảng hở giữa các phân tử của chất liệu làm màng như các loại sợi Cellulóe Acetate, Triacetate hay Polyamide Polymes. Với nguyên lý này, nước lọc từ hệ thống R O được xem là nước siêu l ọc vì t ất cả hóa chất, vi sinh đều bị ngăn chặn. IA3. Khử trùng bằng một số phương pháp khác 7 GVHD: CAO THỊ THÚY NGA
  8. Nghiên cứu công nghệ khử trùng nước câp ́ Trường ĐHCN Tp.HCM Khử trùng nước bằng phương pháp siêu âm: Dùng dòng siêu âm với c ường đ ộ tác dụng không nhỏ hơn 2W/cm2 trong khoảng thời gian trên 5 phút có khả năng tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật trong nước Phương pháp nhiệt: Đây là phương pháp cổ truyền đun sôi nước ở 100 0C có thể tiêu diệt được vi sinh vật tuy nhiên vẫn còn h ạn ch ế với nh ững vi sinh v ật có khả năng chuyển sang dạng bào tử với lớp bảo vệ vững chắc.Để tiêu diệt được nhóm vi khuẩn sinh bào tử này, cần đung sôi nước đến 120 0C hoặc đun sôi theo trình tự sau: đun sôi ở điều kiện bình thường 15 đến 20 phút để cho nước nguội dưới 35 0C và giữ trong vòng 2 giờ tạo điều kiện cho các bào t ử phát tri ển tr ở l ại sau đó lại đun sôi nước một lần nữa. Phương pháp nhiệt tuy đơn giản nhưng tốn kém năng lượng nên thường ch ỉ áp dụng ở qui mô nhỏ. IB. Khử trùng bằng phương pháp hoá học Cơ sở của phương pháp hoá học là sử dụng các chất ô xi hoá mạnh để ô xi hoá men của tế bào vi sinh và tiêu diệt chúng. Do đạt được hiêu suất cao nên ngày nay phương pháp này được ứng dụng rộng rãi ở mọi qui mô. IB1. Khử trùng bằng Chlor IB1.1 Hóa học của Chlor Khí Chlor được đưa vào nước sẽ thủy phân theo phương trình sau: Cl2 + H2O ↔ HOCl + H+ + Cl- Axid hypochlorous phân ly tron nước theo phản ứng sau: HOCL ↔ H+ + OCl- 8 GVHD: CAO THỊ THÚY NGA
  9. Nghiên cứu công nghệ khử trùng nước câp ́ Trường ĐHCN Tp.HCM HOCL và OCL- Phụ thuộc vào PH của nước, Chlor dưới dạng HOCL và OCL - được gọi là Chlor tự do sẵn có. HOCl kết h ợp v ới amonian và h ợp ch ất nit ơ h ữu cơ để tạo thành Chloramin, được gọi là Chlor kết hợp sẵn có. IB1.2 Khả năng khử trùng của Chlor tự do Khả năng khử trùng của Chlor tự do có thể được tăng cường bằng cách cho thêm muối như: KCl, NaCl, hay CSCl. Sauk hi Chlor hóa, virus b ất ho ạt có hi ệu quả hơn trong nước uống hơn là nước tinh khiết. Cơ ch ế tác dụng tăng c ường của muối chua được hiểu rõ. Khả năng khử trùng của Chlor có thể được tăng cường khi có mặt kim loại nặng. Tốc độ bất hoạt của vi khuẩn ( thí dụ: Legionella pneumophila) và virus sinh bệnh (thí dụ: virus polio) được tăng cường khi Chlor tự do bị biến đổi b ởi đồng và bạc sinh ra từ điịen phân (400 và 40µg). Hiện tượng này đã được chứng minh cho vi khuẩn chỉ thị trong hồ bơi. Dù vậy quá trình này không loại bỏ hoàn toàn virus đường ruột ( thí dụ: virus viêm gan A) ra khỏi nước. IB1.3 Cơ chế tác động của Chlor Chlor có thể gây ra hai tổn thương đối với tế bào vi khuẩn: Hủy hoại tính thấm của màng tế bào: Chlor tự do hủy hoại tính toàn vẹn của màng tế bào vi khu ẩn, do đó danã đ ến mất tính thấm tế bào và hủy hoại những chức năng khác của tế bào. Tiếp xúc v ới Chlor dẫn đến rò rỉ protein, ARN, AND. Ch ết tế bào x ảy ra do s ự phóng thích TOC và các chất hấp thụ tia cực tím, giảm thấp thụ potassium, giảm t ổng h ợp AND và protein. Sự hủy hoại tính thấm cũng có th ể được xem là t ổn th ương gây ra cho bào tử vi khuẩn do Chlor. 9 GVHD: CAO THỊ THÚY NGA
  10. Nghiên cứu công nghệ khử trùng nước câp ́ Trường ĐHCN Tp.HCM Tổn thương axid nhân và emzyme: Chlor gây ra tôn thương acid nhân cua vi khuân cung như enzyme (thí du: ̉ ̉ ̉ ̃ ̣ catalase).Môt trong những hâu quả cua giam hoat tinh cua catalase là viêc bị ức chế ̣ ̣ ̉ ̉ ̣́ ̉ ̣ ́ ̃ do tich luy peroxide hydro. Đôi với virus, phương thức tac đông cua Chlor có thể phụ thuôc vao loai virus. ́ ́ ̣ ̉ ̣ ̀ ̣ Tôn thương acid nhân là phương thức chủ yêu bât hoat phage f2 hay vius polio type ̉ ́ ́ ̣ 1. Chlor tac đông vao lớp bao protein cua những loai virus khac (thí du: rotavius). ́ ̣ ̀ ̉ ̣ ́ ̣ ́ IB2 Chloramine hoa Chloramine hoa là sự khử trung nước băng Chloramine thay vì Chlor tự do. ́ ̀ ̀ Măc dù chung là chât khử trung it hiêu quả hơn Chlor tự do, chung dường như có ̣ ́ ́ ̀ ́ ̣ ́ hiêu quả hơn trong viêc không chế vi sinh vât mang sinh hoc bởi vì chung tương tac ̣ ̣ ́ ̣ ̀ ̣ ́ ́ kem hơn đôi với polysaccharide vỏ nang. Do đo, dung Chlor tự do đã được gợi ý là ́ ́ ́ ̀ chât khử trung hang đâu trong hệ thông xử lý nước vachuyên phân dư thanh mono ́ ̀ ̀ ̀ ́ ̀ ̉ ̀ ̀ Chloramin nêu muôn không chế mang sinh hoc. ́ ́ ́ ̀ ̣ ́ ̣ ̉ IB2.1 Hoa hoc cua Chloramine Trong dung dich nước, HOCl phan ứng với ammonia và tao thanh Chloramine ̣ ̉ ̣ ̀ vô cơ theo phan ứng sau: ̉ ̣ ̀ Tao thanh monochloramine: NH3 + HOCl → NH2Cl +H2O ̣ ̀ Tao thanh dichoramine: NH2 +HOCl → NHCl2 +H2O ̣ ̀ Tao thanh trichloramine: NHCl2 + HOCl → NCl3 +H2O Tỷ lệ của 3 dạng chlorine phụ thuộcvào PH của nước. Monochlorine chiếm ưu thế ở PH › 8.5. Monochloramine và dichloramine cùng tồn tại ở PH gi ữa 4.5 và 10 GVHD: CAO THỊ THÚY NGA
  11. Nghiên cứu công nghệ khử trùng nước câp ́ Trường ĐHCN Tp.HCM 8.5 và trichloramine tại thành PH ˂ 4.5.Trong nhà máy xử lý n ước, vi ệc tạo thành monochloramine là điều người ta mong muốn bởi vì dichloramine vàtrichloramin tạo thành vị khó chịu đối với nước. Tổng các phức hợp Chlorine,% Hình. Phân bố của các loại chloramines theo PH IB2.2 Tác động khử trùng của Chloramine vô cơ Vào năm 1940, Butterfied và cộng sự chứng minh rằng Chlor tự do b ất hoạt vi khuẩn đường ruột nhanh hơn Chloramine vô cơ. Hơn nữa, tác động diệt khuẩn của Chloramine tăng cùng với nhiệt độ và nồng độ ion hydro. Nh ững quan sát tương tự cũng xảy ra đối với virus đường ruột và nang protozoa rất đ ề kháng v ới Chloramine. Do đó, người ta khuyến khích rằng đối với nước uống, không nên chỉ 11 GVHD: CAO THỊ THÚY NGA
  12. Nghiên cứu công nghệ khử trùng nước câp ́ Trường ĐHCN Tp.HCM khử trùng bằng Chlor, hay nói khác đi nên cân nhắc khử trùng bằng Chloramine khi nguồn nước có chất lượng tốt. IC. Khử trùng bằng Ozone Ozone được tạo thành bằng cách cho luồng không khí khho đi ngang qua những điện cực được tách rời bởi một khe không khí và chất điện môi và đưa vào dòng điện xoay chiều với điện thế thay đổi từ 8000 đến 20.000 Volt. Ozone cũng có thể được áp dụng ở những điểm khác nhau của nhà máy x ử lý nước, tùy thuộc vào loại sử dụng. Hiệu quả để làm chất kh ử trùng c ủa nó không bị ảnh hưởng bởi PH, và không tương tác với ammonia. IC1. Cơ chế tác dụng của Ozone Ozon là một chất khí có màu ánh tím ít hòa tan trong n ước và r ất đ ộc h ại đ ối với con người.Ở trong nước ozon phân hủy rất nhanh thành oxi nguyên tử và phân tử. Ozon có tính hoạt hóa mạnh hơn Clo, nen khả năng diệt trùng mạnh hơn Clo rất nhiều lần. Trong môi trường nước ozone tạo ra những gốc tự do bất hoạt vi sinh v ật. Ozone làm ảnh hưởng tính thấm hoạt động của ezyme và AND của t ế bào vi khuẩn trong đó những đuôi guanine hay thymine dường như nhạy cảm nh ất đối với ozone. Xử lý ozone cũng dẫn đến việc biến đổi AND plasmide vòng kín thành AND vòng mở. Đối với poliovirus, ozone gây bất hoạt virus bằng cách phá h ủy lõi acid nhân. Vỏ protein cũng bị ảnh hưởng, những tổn thương đối với vỏ protein là nh ỏ và có thể không bị ảnh hưởng đến việc hấp thụ poliovirus vào tế bào chủ (VP4, một polypeptide capside chịu trách nhiệm cho việc bám dính vào tế bào ch ủ và 12 GVHD: CAO THỊ THÚY NGA
  13. Nghiên cứu công nghệ khử trùng nước câp ́ Trường ĐHCN Tp.HCM không bị ảnh hưởng bởi ozone). Đối với rotavirus, ozone thay đổi cả capside và lõi ARN. IC2. Những yếu tố ảnh hưởng tới quá trình khử trùng Một số những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng, hiệu quả khử trùng nước và nước thải có thể kể sau đây. IC2.1 Loại hoá chất khử trùng Hiệu quả khử trùng phụ thuộc vào loại hoá chất sử dụng. một số chất kh ử trùng (thí dụ: ozone, dioxide chlor) có tính oxy hoá mạnh hơn nh ững lo ại khác (thí dụ: chlor). IC2.2 Loại vi sinh vật Những vi sinh vật gây bệnh có sức đề kháng thay đổi rất nhi ều đ ể ch ống l ại chất khử trùng. Những vi khuẩn sinh bào tử nói chung có sức đề kháng với ch ất khử trùng tốt hơn những vi khuẩn sinh dưỡng. Sức đề kháng chất khử trùng có thể thay đổi rất khác nhau trong những vi khuẩn sinh dưỡng và trong nh ững chủng cùng thuộc một loài. Thí dụ legionella pneumophylla có sức đề kháng chống chlor tốt hơn E. coli . Nói chung, sức đề kháng với khử trùng thay đổi theo thứ tự sau: vi khuẩn sinh dưỡng < vi khuẩn đường ruột < vi khuẩn sinh bào t ử < nang protozoa. IC2.3 Nồng độ khử trùng và thời gian tiếp xúc Mức độ bất hoạt vi sinh vật gây bệnh với chất khử trùng tăng với thời gian và theo lý tưởng tăng theo động học bậc một. Sự bất hoạt theo thời gian là đường thẳng khi số liệu được vẽ trên giấy log-log. 13 GVHD: CAO THỊ THÚY NGA
  14. Nghiên cứu công nghệ khử trùng nước câp ́ Trường ĐHCN Tp.HCM Nt =e − t k N0 Trong đó: N0 = thời gian vi sinh vật ở thời điểm 0 Nt = vi sinh ở thời điểm t k = hằng số phân huỷ (thời gian -1) t = thời gian. Tác dụng khử trùng có thể được biểu thị bằng C.t, C là nồng độ khử trùng và t là thời gian cần thiết để bất hoạt một phần trăm nhất định của dân s ố dưới những điều kiện nhất định (pH và nhiệt độ). mối quan hệ giữa nồng đ ộ ch ất kh ử trùng và thời gian tiếp xúc tuân theo luật Watson: K = Cn t Trong đó K = hằng số đối với m ột vi sinh nh ất đ ịnh ti ếp xúc v ới m ột ch ất kh ử trùng dưới những điều kiện nhất định. C = nồng độ chất khử trùng(mg/L) t = thời gian cần thiết để diệt phần trăm nhất định của quần thể (phút) n = hằng số được gọi là hệ số pha loãng. 14 GVHD: CAO THỊ THÚY NGA
  15. Nghiên cứu công nghệ khử trùng nước câp ́ Trường ĐHCN Tp.HCM Vi sinh vật Nồng độ Thời gian gây Ct bất hoạt, phút Chlorine, mg/g E. coli 0.1 0.4 0.04 Poliovirus 1 1 1.7 1.7 Nang E. 5 18 90 Histolytica Nang G. 1 5. 50 Lamblia 2 40 80 2.5 100 250 2.5 100 250 Nang G. muris Bảng. bất hoạt vi sinh vật bởi chlorine, giá trị Ct (50C, pH) IC2.4 Tác động của pH Nói về phương diện khừ trùng bằng chlor, yếu tố pH kiểm soát lượng HOCl (acid hypochloruos) và OCl- (hypochlorite) trong dung dịch. Đối với khử trùng E. coli, HOCl hiệu quả hơn OCl - 80 lần. khi khừ trùng bằng chlor, Ct gia tăng với pH. ngược lại, sự bất hoạt vi khuẩn, virus, và nang protozoa bởi dioxide chlor nói chung có hiệu quả hơn ở pH cao hơn. Tác động của pH lên sự bất hoạt vi sinh vật của Chloramine không rõ do những kết quả tìm thấy trái ngược nhau. Tác dụng của pH lên sự bất hoạt vi khuẩn bởi ozone còn chưa được rõ. IC2.5 Nhiệt độ Hiệu quả bất hoạt vi sinh vật và ký sinh trùng gia tăng (đó là Ct gi ảm) khi nhiệt đô tăng. IC2.6 Cạnh tranh hoá học và vật lý dối với việc khử trùng 15 GVHD: CAO THỊ THÚY NGA
  16. Nghiên cứu công nghệ khử trùng nước câp ́ Trường ĐHCN Tp.HCM Những hợp chất cạnh tranh với tác dụng khử trùng là những h ợp chất ch ứa nitơ vô cơ và hữu cơ, sắt, mangan, và sulfur hydro. những hợp ch ất h ữu cơ hoà tan cũng tác động lên nhu cầu clor và sự hiện di ện c ủa chúng làm gi ảm hi ệu qu ả khử trùng. Độ đục trong nước được cấu thành từ những chất vô cơ (thí dụ: bùn, sét,và oxide sắt) và những chất hữu cơ cũng như những tế bào vi sinh. Nó được đo lường bằng cách xác định ánh sáng khuếch tán bởi những h ạt hiện di ện trong nước. nó cản trở việc phát hiện coliform trong nước và nó cũng có th ể làm gi ảm hiệu quả khử trùng của chlor và những chất khử trùng khác. nước dùng để uống chỉ cho phép có 1 đơn vị độ đục nephelometric. độ đục cần được loại bỏ bởi vi sinh vật gắn kết với hạt có sức đề kháng với việc khủ trùng nhìêu hơn sinh vật lơ lững tự do. Carbon hữu cơ tổng số (TOC) liên quan đến độ đục tác động lên nhu c ầu chlor và do đó cạnh tranh với việc duy trì chlor dư trong nước. vì sinh vật trong chất phân, cặn tế bào và chất rắn trong nước thải cũng được bảo vệ với ch ất khử trùng. những phát hiện này đặc biệt quan trọng đối với những c ộng đ ồng dùng nước xử lý chủ yếu bằng chlor hoá. Hình 6.3 cho th ấy tác đ ộng b ảo v ệ c ủa những hạt trong nước và nước thải phụ thuộc vào bản chất và kích th ước của hạt. do đó poliovirus có dính kết với tế bào được bảo vệ kh ỏi sự bất hoạt c ủa chlor trong khi bentonite và aluminum phosphate không bảo vệ virus. Virus và những vi khuẩn chỉ thị không được bentonite bảo vệ khỏi ozone. một thí dụ về tác động bảo vệ của hạt trong nước thải đầu vào ban đầu cho thấy những ph ần có kích thước lớn hơn 7 µm chịu trách nhiệm làm nên tác dụng bảo vệ cho hạt. một nghiên cứu về virus dính kết với chất rắn dưới điều kiện thực địa cho thấy chúng có sức đề kháng cao hơn so với những virus tự do giảm độ đục xuống dưới 16 GVHD: CAO THỊ THÚY NGA
  17. Nghiên cứu công nghệ khử trùng nước câp ́ Trường ĐHCN Tp.HCM 0.1 NTU có thể là biện pháp dự phòng để chống lại tác động b ảo v ệ c ủa h ạt trong khi khử trùng. 17 GVHD: CAO THỊ THÚY NGA
  18. Nghiên cứu công nghệ khử trùng nước câp ́ Trường ĐHCN Tp.HCM Chương II. TÌNH HÌNH CÔNG NGHỆ KHỬ TRÙNG NƯỚC CẤP TẠI VIỆT NAM Trước đây, khử trùng nước bằng nhiệt, hợp chất của Clo; ngày nay, vi ệc kh ử trùng nước đa dạng hơn với việc sử dụng ozone, tia cực tím, màng lọc, nano… Các thiết bị dùng nước trong nhà cũng luôn được cải tiến để phù hợp và thu ận tiện cho người sử dụng. Ở nước ta hiện nay trong các trạm cấp nước quy mô thị trấn, thị xã, thành phố việc khử trùng nước được thực hiện bằng khí clo được nén vào trong nh ững bình thép chịu áp lực cao và được đưa vào nước nhờ hệ thống van điều chỉnh lượng khí clo thoát ra. Cách này có ưu điểm tiết kiệm được diện tích s ử d ụng, thu ận tiện trong việc vận hành nhưng đòi hỏi các biện pháp đảm bảo an toàn nghiêm ngặt vì clo là chất độc mạnh có khả năng hủy hoại nhanh kim loại và tiêu di ệt sinh vật trong phạm vi lớn khi vì nguyên nhân nào đó clo thoát ra môi truờng trong lúc bảo quản, vận chuyển hoặc trong quá trình khử trùng nước. Ở các trạm cấp nước quy mô nhỏ từ cấp xã trở xuống, do các doanh nghiệp địa phương tự thiết kế và xây dựng, biện pháp khử trùng nước phổ biến nhất là dùng dung dịch được pha chế bằng cách trộn bột clorua vôi (hypochlorite canxi) vào nước theo tỷ lệ nhất định bằng phương pháp thủ công. Biện pháp này đơn giản và dễ thực hiện nhất nhưng xét về mặt chất lượng khử trùng lại không đảm bảo vì các loại bột clorua vôi mua trên thị trường có th ể ch ứa nhi ều t ạp ch ất hóa học khác, việc pha chế bột clorua vôi vào nước bằng phương pháp thủ công không cho phép định lượng clo hoạt tính đã đưa vào nước với độ chính xác cần thiết. Mặt khác việc bảo quản clorua vôi là chất hút nước rất mạnh thường 18 GVHD: CAO THỊ THÚY NGA
  19. Nghiên cứu công nghệ khử trùng nước câp ́ Trường ĐHCN Tp.HCM không được lưu ý đúng mức nên chất lượng của nó giảm nhanh theo th ời gian và việc pha chế bằng các phương tiện thủ công rất độc hại cho công nhân v ận hành trạm nước. Một số không lớn các trạm cấp nước có mua dung dịch hypochlorite natri (Nước javen) từ các nhà máy hoá chất để khử trùng nước. Cách này không gây nguy hiểm và độc hại cho môi trường xung quanh trạm nước nhưng có nhược điểm là chi phí vận chuyển hoá chất cao và dung dịch hypochlorite natri bán sẵn thường có hàm lượng cao (trên 10%) nên bị phân huỷ nhanh, không th ể tích trữ lâu. Biện pháp điều chế hypochlorite natri từ nước muối tại trạm nước để dùng ngay tránh được những hạn chế của các biện pháp đã nêu ở trên và cũng đã đ ược áp dụng ở nước ta từ những năm 80 của thế kỷ trước. Song do những hạn chế trước hết là về vật liệu để chế tạo các điện cực sử dụng để đi ện phân nước muối chưa có lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn tốt để có th ể sử dụng được hàng nghìn giờ và cho chất lượng sản phẩm ổn định, cũng như do các chi ti ết, v ật li ệu phụ khác để làm thiết bị điện phân chưa có chất lượng đạt yêu cầu nên biện pháp này không được phát triển rộng rãi và các thiết bị đã được sản xuất cũng nhanh chóng được thay thế bằng một trong các phương tiện đã nêu ở trên.Tuy nhiên trong vài năm gần đây nhờ những thành quả làm các bản điện cực ch ất lượng cao dùng trong điện phân của ngành chế tạo vật liệu và các kết quả nghiên cứu mới về chế tạo thiết bị điện phân nước muối thành dung dịch hypochlorite natri, bi ện pháp này lại được phát triển sử dụng rất rộng rãi trên thế giới. Nhiều hãng ch ế tạo thiết bị điện hoá ở Mỹ và các nước khác đã chào bán các thi ết b ị có công su ất tính theo clo hoạt tính từ vài trăm gam đến hàng ch ục tấn trong một gi ờ với mức tiêu hao điện và muối rất nhỏ. Để sản xuất 1kg clo hoạt tính ch ỉ c ần có 3-4kg muối và 4-5kw.h điện. Vì vậy chi phí sản xuất của biện pháp này thấp h ơn các biện pháp khác. Do có các ưu điểm khác như độ an toàn trong s ản xu ất cao, tránh 19 GVHD: CAO THỊ THÚY NGA
  20. Nghiên cứu công nghệ khử trùng nước câp ́ Trường ĐHCN Tp.HCM được việc phải chuyên trở và bảo quản các hóa chất độc hại… bi ện pháp này đang trở thành thích hợp nhất cho các trạm cấp nước có công su ất đ ến hàng ch ục nghìn mét khối trong một giờ . Hiện nay ở nước ta ngoài một vài cơ sở kinh doanh các thiết bị s ản xuất dung dịch hypochlorite natri từ muối bằng phương pháp điện phân dùng cho trạm cấp nước quy mô nhỏ nhập từ nước ngoài, thiết bị WATERCHLO do Trung tâm Phát triển công nghệ cao (Viện Khoa học và Công nghệ Việt nam) chế tạo đã được nhiều trạm cấp nước sử dụng và đánh gía cao. Trung tâm PTCNC đã giải quy ết một loạt các vấn đề kỹ thuật cơ bản nhất trong việc chế tạo các thiết bị loại này: độ bền của các điện cực được đảm bảo bằng vật liệu có tuổi thọ hoạt động ít nhất là 5 năm; các chỉ số kỹ thuật của thiết bị cho phép giảm đáng kể quá trình sinh ra oxy cạnh tranh với quá trình sinh clo trong buồng phản ứng đi ện hoá; c ấu tạo đặc biệt của buồng điện hoá đã tăng sự hoà trộn của khí clo và xút t ạo ra trên các bản điện cực dẫn đến hiệu suất tạo hypochlorite natri trở nên cao h ơn nhi ều lần…Những cải tiến về công nghệ đã nâng cao vượt bậc chất lượng của các thiết bị WATERCHLO thế hệ mới so với các thiết bị thế h ệ cũ cũng do Trung tâm chế tạo từ năm 2000 đến 2004. Thiết bị WATERCHLO hiện nay được tự động hoá hoàn toàn từ sau khâu pha nước muối đến khâu c ấp đ ịnh lưọng dung dịch khử trùng vào nước sinh hoạt. Mọi hoạt động của máy được kiểm soát b ằng các đồng hồ chỉ thị và được điều chỉnh bằng các núm, van điều khiển nên việc thao tác của công nhân trạm nước rất nhẹ nhàng. An toàn lao động trong vận hành thiết bị được đảm bảo tuyệt đối. Thậm chí trong trạm nước người ta không ng ửi thấy mùi của khí clo.Toàn bộ chi phí để khử trùng một mét kh ối nước bằng thi ết bị WATERCHLO kể cả khấu hao thiết bị và tiền công được xác đ ịnh trong khoảng 20 đến 30 đồng do mức tiêu hao điện và muối của thiết bị này rất th ấp: để sản xuất 1kg clo hoạt tính (ít nhất đủ để khử trùng 500 mét kh ối nước sinh 20 GVHD: CAO THỊ THÚY NGA
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2