Tiểu luận: Sản xuất nước tinh khiết

Tiểu luận: Sản xuất nước tinh khiết

Lời mở đầu

Nước đóng vai trò vô cùng quan trọng trong cuộc sống của chúng ta, nước thamgia vào các phản ứng hóa sinh trong cơ thể, là dung môi hòa tan các chất, nó có vai tròvận chuyển các chất…cơ thể không thể thiếu nước và nước như thế nào thì mới tốt chosức khỏe của chúng ta

Với đề tài “CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC TINH KHIẾT” nhóm 9 chúng

em rất vui và thích thú với đề tài này Nhóm đã cố gắng tìm hiểu từ các nguồn thông tintrên báo chí, mạng xã hội, sách thư viện…và đã tổng hợp, lựa chọn cái nào phù hợp,thật sự đúng để làm nên bài tiểu luận này

Trong bài tiểu luận này nhóm trình bày về các nội dung sau:

I Giới thiệu chung về nước tinh khiết

II Những quy định về chất lượng nước

III Các phương pháp xử lý nước

IV Quy trình sản xuất nước tinh khiết đóng chai

V Kết luận

Do lượng kiến thức còn hạn chế nên bài tiểu luận còn nhiều sai sót rất monggiảng viên hướng dẫn nhận xét để nhóm cố gắng chỉnh sửa và sớm hoàn chỉnh bài tiểuluận

Mục lục

I Giới thiệu chung về nước tinh khiết 3

II Những quy định về chất lượng nước 5

2.1 Tiêu chuẩn về nước tinh khiết 5

2.2 Tiêu chuẩn thực hành sản xuất tốt GMP (good manufacturing practice) 12

2.3 Qui trình vệ sinh công nghiệp SSOP 12

2.4 Tiêu chuẩn quốc tế SQF 2000CM /HACCP/ISO 9001 “thực phẩm – chất lượng – an toàn” 13

2.5 Qui trình đóng bình 5 gallon 13

III Các phương pháp xử lý nước 15

IV Quy trình sản xuất nước tinh khiết đóng chai 33

4.1 Sơ đồ công nghệ 35

4.2 Thuyết minh công nghệ 36

4.2.1 Công đoạn khai thác 36

4.2.2 Công đoạn lọc thô, khử mùi 37

4.2.3 Công đoạn trao đổi ion (Cation) 37

4.2.4 Công đoạn trao đổi ion (Anion) 38

4.2.5 Công đoạn lọc qua màng 38

4.2.6 Công đoạn thanh trùng bằng tia cực tím (Urtra Violet – UV) 39

4.2.7 Công đoạn thanh trùng bằng Ozone 39

4.2.8 Công đoạn chiết rót, chống tái nhiễm khuẩn 39

4.2.9 Công đoạn đóng nắp, đóng gói bao bì 39

4.2.10 Công đoạn lưu kho 40

V Kết luận 41

Tài liệu tham khảo 42

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC TINH KHIẾT

I GIỚI THIỆU CHUNG

1 Khái niệm

Nước tinh khiết là nước chỉ gồm hai thành phần là oxy và hydro Nước tinhkhiết là nước không dẫn điện, không mùi, không vị, trong suốt Trong thực tế, nước tinhkhiết không tồn tại

2 Tình hình hiện nay

Hiện nay nước có độ gần tinh khiết nhất là nước chưng cất, thường dùng chomục đích y tế Nước chưng cất là nước sau khi qua các giai đoạn xử lý thẩm thấu ngược(RO), khử ion bằng nhựa trao đổi ion (mixbed) rồi đưa vào nồi chưng cất lần một, lầnhai, lần 3 Dẫu có chưng cất bao nhiêu lần nữa nước vẫn còn các ion dẫn điện khácngoài hai thành phần oxy và hydro uống nước chưng cất nhiều không tốt cho cơ thể

Nước uống đóng chai là thuật ngữ tiêu chuẩn Việt Nam 6096:2004 do bộ KhoaHọc Và Công Nghệ ban hành, với tất cả 27 chỉ tiêu hóa lý, vi sinh Trong các chỉ tiêukhác vẫn đo được từ một đến vài chục mg/l nên có thể khẳng định nước uống đóng chaikhông phải là nước tinh khiết

Nước uống có vai trò tối quan trọng như giải nhiệt cơ thể, lọc máu, giải độc cho

cơ thể…nên nước uống phải sạch, ít tạp chất càng tốt Lọc nước sử dụng màng RO làcông nghệ hiện đại nhất, phổ biến nhất trên thế giới hiện nay

Màng RO lọc được 99,9% tạp chất có

trong nước gồm cả vi khuẩn và ion trong nước

tồn tại dưới dạng muối khoáng hòa tan, lọc nước

RO một cấp có độ dẫn điện là 5-15

Microsiemens Lọc nước uống bằng hệ thống

RO tại Mỹ rất phổ biến Các nước A rập, Ixraen,

Singapore sử dụng 2/3 là hệ thống lọc nước RO cho ăn uống sinh hoạt

Năm 2009 , ở nước ta chấn động bởi những phát hiện về các vi phạm vệ sinh antoàn thực phẩm của cơ sở sản xuất nước uống đóng chai Nào là: sản xuất nước uốngtrên nhà vệ sinh, nghĩa địa, nào là công nhân sản xuất nước uống mang bệnh lây nhiễm,nào là 90% mẫu nước xét nghiệm nhiễm khuẩn…

 Nguyên nhân vì sao?

Như đã nói trên, nước uống đóng chai là nước sạch, được Bộ Khoa Học VàCông Nghệ quy định rất rõ ràng Trong đó quy trình sản xuất phải theo một chiều, côngnghệ sản xuất phải rõ ràng, hợp lý Phòng ốc phải tiệt trùng, công nhân phải khám sứckhỏe định kỳ và có giấy chứng nhận được sản xuất Nơi đặt sản phẩm phải khô ráo,Nước nguồn cấp cho sản xuất phải đạt tiêu chuẩn nước sinh hoạt…

Cơ sở sản xuất không đảm bảo Vệ Sinh An Toàn Thực Phẩm là các cơ sở khôngđáp ứng đầy đủ các quy định về vệ sinh an toàn thực phẩm do Bộ Y Tế ban hành Thựctrạng sản xuất nước uống đóng chai tại nước ta rất đáng buồn vì còn rất nhiều các cơ sởsản xuất đến nay đều không đạt được VSATTP

Có mấy nguyên nhân như sau:

Vào năm 1998-2005, rộ lên phong trào mở cơ sở nước uống đóng chai vì lợinhuận cao và dễ sản xuất, xin giấy phép Một dàn máy nước đóng chai trên dưới haichục triệu gồm vài cột lọc áp lực bỏ cát sỏi, hạt cation, than hoạt tính, bộ đèn UV, bộlọc tinh 5 micromet (bỏ qua công đoạn RO) là có thể sản xuất nước uống đóng chai

Các doanh nghiệp sản xuất lớn, trừ những đơn vị có uy tín, có thương hiệu, cònlại hầu hết đặt lợi ích của mình lên trước khách hàng Có những doanh nghiệp lớn, với

cơ sở vật chất rất tốt, song vì phải cạnh tranh với các cơ sở bán phá giá, họ cũng phảithay đổi công nghệ sản xuất Mà nước uống đóng chai không qua RO thì chất lượngnước chỉ bằng nước thủy cục Nước sau khi lọc qua RO, tổng lượng các tạp chất hòa tantrong nước (TDS) dao động từ 1-5 mg/lít Nước không qua RO, nước thủy cục TDS từ120-145 mg/lít Do TCVN 6096: 2004 quy định TDS <500 mg/lít nên đây là khe hở đểcác cơ sở sản xuất nước uống đóng chai móc tiền khách hàng

II NHỮNG QUY ĐỊNH VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC

2.1 Tiêu chuẩn về nước tinh khiết

QCVN 01:2009/BYT Do Cục Y tế dự phòng và Môi trường biên soạn vàđược Bộ trưởng Bộ Y tế ban hành theo Thông tư số: 04/2009/TT – BYT ngày 17tháng 6 năm 2009

Trong quy chuẩn này, các từ ngữ dưới đây được hiểu như sau:

1 Chỉ tiêu cảm quan là những yếu tố về màu sắc, mùi vị có thể cảm nhận đượcbằng các giác quan của con người

2 AOAC là chữ viết tắt của cụm từ tiếng Anh Association of Official Analytical Chemists có nghĩa là Hiệp hội các nhà hoá phân tích chính thống.

3 SMEWW là chữ viết tắt của cụm từ tiếng Anh Standard Methods for the Examination of Water and Waste Water có nghĩa là Các phương pháp chuẩn xét

nghiệm nước và nước thải

4 US EPA là chữ viết tắt của cụm từ tiếng Anh United States Environmental Protection Agency có nghĩa là Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ.

5 TCU là chữ viết tắt của cụm từ tiếng Anh True Color Unit có nghĩa là đơn vị đo

KHOA: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NƯỚC TINH KHIẾT

GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN 7 SVTH: NHÓM 9

phép

-Trongkhoảng6,5-8,5

TCVN6492:1999 hoặcSMEWW 4500 –

H+

2

Hàmlượngoxygen hòatan, tính theooxygen

TCVN5499:1995 hoặcSMEWW4500 –

SMEWW 4500 –

NH3C hoặcSMEWW 4500 –

As B

10

Hàm lượng Botính chung cho cảBorat và Axitboric

2.2 Tiêu chuẩn thực hành sản xuất tốt GMP (good manufacturing practice)

Khu vực sản xuất được thiết kế theo tiêu chuẩn GMP (Good ManufacturingPractice) khu vực sản xuất có lối ra vào riêng biệt cho người vận hành, có lối vào, rariêng biệt dùng để chuyển nguyên vật liệu sản xuất, hàng hóa thành phẩm

Lối vào, ra dành cho người có phận sự, được trang bị đèn diệt côn trùng Khuvực sản xuất đảm bảo thông thoáng, vô trùng Hệ thống máy điều hòa nhiệt độ (nếu cầnthiết) phải có khả năng diệt khuẩn Nếu có điều kiện, nên trang bị hệ thống cảnh báo rủiro

2.3 Qui trình vệ sinh công nghiệp SSOP

Trước khi vào khu vực sản xuất để làm việc, công nhân bắt buộc phải qua cácthao tác sau:

Bước 1 (Phòng thay trang phục) có phòng riêng cho nhân viên thay trang phục bảo hộ

lao động trước khi vào khu vực sản xuất

Bước 2 (Phòng khử trùng) người có phận sự khi vào khu vực sản xuất bắt buộc phải

qua phòng có hệ thống khử trùng

Bước 3 (Vệ sinh tay) thực hiện thao tác rửa tay theo tiêu chuẩn bắt buộc Làm khô tay

bằng máy hong khô, mang khẩu trang và găng tay y tế tiệt trùng

Bước 4 (Tiệt trùng ủng) nhúng ủng vào hồ nước khử trùng trước khi vào phòng sản

xuất. 0Lưu ý, chỉ cho người của cơ quan chức năng vào kiểm tra khi họ được giao thực thi nhiệm vụ, có thẻ ngành và cũng \bắt buộc phải qua các khâu tiệt trùng như trên Tuyệt đối không để người lạ, người không có phân sự vào khu vực sản xuất)

2.4 Tiêu chuẩn quốc tế SQF 2000CM /HACCP/ISO 9001 “thực phẩm – chất lượng – an toàn”

SQF 2000CM (SAFE QUALITY FOOD) Là bộ tiêu chuẩn được thiết kế để quản

lý và thực hiện một cách hiệu quả các nguyên tắc về : “Thực phẩm Chất lượng Vệ sinh

An toàn” được dựa trên nguyên tắc HACCP

HACCP (Hazard Analysis Critical Controll Point): Là kỹ thuật được dùng để nhậndạng, ngăn ngừa và giảm thiểu các mối nguy hại về An toàn thực phẩm đến một mức

tối thiểu có thể chấp nhận được Bộ tiêu chuẩn này tương đồng với Bộ luật hướng dẫncủa Ủy Ban Thực phẩm Quốc Tế (CODEX) ban hành Chú trọng đến những vấn đề antoàn chất lượng thực phẩm, tương thích với tiêu chuẩn ISO 9001.

2.5 Qui trình đóng bình 5 gallon

 Chuẩn bị nắp:

Nắp được lấy từ kho đưa vào khu vực rửa nắp để rửa bằng nước thành phẩm qua

04 giai đoạn như:

 Giai đoạn 1: Kiểm tra, rửa lần 01 loại bỏ cặn trong quá trình vận chuyển, lần 2rửa sạch chuyển qua giai đoạn 2

 Giai đoạn 2: Ngâm nắp đã rửa bằng dung dịch tiệt trùng

 Giai đoạn 3 và 4: Tương tự như giai đoạn 1 và 2 Sau đó đưa vào ngăn chứa nắptrong hệ thống để chuẩn bị sản xuất

 Chuẩn bị vỏ bình 5 Gallon (18,9 lít).

 Giai đoạn 1: Vỏ bình được tập trung tại phòng sơ chế để chà rửa sạch sẽ, xúc rửalần thứ nhất bằng hóa chất tiệt trùng dùng cho thực phẩm

 Giai đoạn 2: Tiệt trùng vỏ bình

Vỏ bình tiếp tục được đưa vào máy tự động súc rửa và phải tráng lại bằng nướcthành phẩm (nước tinh khiết) Hóa chất tiệt trùng phải là loại được kiểm nghiệm, cótính sát trùng mạnh nhưng không để lại mùi, phân hủy nhanh, không ảnh hưởng đếnchất lượng nước

 Giai đoạn 3: Vỏ bình được chuyển qua máy chiết nước, đóng nắp tự động

 Giai đoạn 4: Bình được đưa qua băng tải, lúc này bộ phận KCS sẽ kiểm tra bìnhlần cuối trước khi đưa ra thành phẩm

 Giai đoạn cuối: Bình thành phẩm được chuyển qua kho trung chuyển Bộ phậnđảm bảo chất lượng kiểm tra lần cuối Sau hai ngày có kết quả kiểm nghiệmchuyển qua kho bảo quản và phân phối

III Các phương pháp xử lý nước

3.1 Phương pháp lắng

Nguồn nước đầu vào có chứa một số tạp chất không tan có thể được xem nhưmột hệ huyền phù Ta có thể tách các cấu tử thuộc pha rắn ra khỏi pha lỏng (pha liêntục) bằng phương pháp lắng Lắng là một phương pháp phân riêng lựa chọn dựa vào sựkhác nhau về khối lượng riêng của các cấu tử trong hệ huyền phù Động lực của quátrình phân riêng có thể là trọng lực, lực tĩnh điện hay lực ly tâm Tuy nhiên trong côngnghiệp sản xuất nước đóng chai người ta thường sử dụng trọng lực làm động lực củaquá trình lắng

3.2 Phương pháp lọc

Để tách các cấu tử không tan khỏi nước, chúng ta có thể sử dụng phương pháplọc ngoài phương pháp lắng Khi cho một huyền phù đi qua một màng lọc, các cấu tửrắn không tan sẽ bị giữ lại, pha liên tục sẽ chui qua màng lọc và tạo nên dịch lọc Có haiphương pháp lọc là lọc bề mặt và lọc bề sâu

Trong phương pháp lọc bề mặt, các cấu tử rắn có kích thước hơn đường kínhmao quản của màng lọc sẽ bị giữ lại trên màng và tạo thành bã lọc Chiều cao của lớp

bã lọc sẽ tăng theo thời gian và làm cho trở lực của lớp bã lọc cũng tăng theo Ngượclại, trong phương pháp lọc bề sâu, các cấu tử không tan của huyền phù có kích thướclớn hơn đường kính mao quản của màng lọc Chúng sẽ khuếch tán vào bên trong cácmao quản của màng và “bã lọc” được hình thành trong các mao quản

Trong công nghệ sản xuất nước uống tinh khiết tùy theo chất lượng của nguồnnước đầu vào mà người ta có thể sử dụng phương pháp lọc bề mặt hay lọc bề sâu

3.3 Phương pháp phân riêng bằng màng (membrande)

Phân riêng bằng màng (membrane) là một phương pháp mới áp dụng cho côngnghiệp sản xuất nước giải khát nói chung và nước tinh khiết nói riêng Ngày nay, nhiềunhà máy thực phẩm dùng membrane đẻ xử lý nước công nghiệp trước khi đưa vào sảnxuất Người ta chia membrane thành bốn loại chủ yếu: vi lọc (microfiltration), siêu lọc

(ultrailtration), thẩm thấu ngược (reverseosmosis) dựa theo kích thước mao quản.Membrane có kích thước rất nhỏ nên dễ bị tắc nghẽn trong quá trình xử lý nước Đểkhắc hiện tượng này, nguồn nước tại các nhà máy cần phải được xử lý sơ bộ bằng cácphương pháp khác để tách bớt các tạp chất thô trước khi đưa qua xử lý bằng membrane.

 Vi lọc

Mục đích tách các tế bào vi sinh vật Đường kính mao quản của membrane vi lọcđược dao đông trong khoảng từ 0.1× m đến 0.5× Với kích thước này,membrane vi lọc có thể giữ lại tế bào vi khuẩn , nấm men, nấm mốc trên bề mặtmembrane, ngoại trừ các víu có thể chui qua các membrane vi lọc Nếu so sánh với cácphương pháp xử lý vi sinh khác thì phương pháp vi lọc sẽ tạo ra nguồn nước đạt chátlượng vi sinh vật rất tốt và đảm bảo an toàn cho người sử dụng

Ngoài chức năng tách vi sinh vật , phương pháp vi lọc còn có thể tách bớt một sốlợp chất hữu cơ và làm giảm độ đục của nước Nước đi qua vi lọc có hàm lượng tổngcacborn hữu cơ và cacbon hữu cơ hòa tan giảm đi Đến nay, phương pháp vi lọc đãđược áp dụng rộng rãi trong các quy trình sản xuất nước uống trên quy mô lớn Cácthiết bị này có cấu hình dạng sợi rỗng (hollow fibre) được sử dụng phổ biến nhất Kíchthước mao quản membrane thường là 0.1 đến 0.2 (× )

Để hạn chế hiện tượng tắc nghẽn mao quản membrane trong quá trình sử dụng,người ta dùng khí nén (áp suất 90-100psi) để thổi định kì,kết hợp với quá trình thổingược (backwash) nhằm tách bỏ các cấu tử bám trên bề mặt của membrane Ngoài ra,sau mỗi 4-6 tuần sử dụng, người ta dùng hóa chất vệ sinh membrane đồng thời để ứcchế vi sinh vật bám trên membrane

 Siêu lọc

Sử dụng membrane với kích thước mao quản xấp xỉ 0.01× hoặc thấp hơncho nên các vi sinh vật có kích thước nhỏ nhất cũng được loại bỏ Ngoài ra, phươngpháp siêu lọc có thể tách được một số đại phân tử ra khỏi nước, đáng chú ý nhất làpyrogen Hầu hết các pyrogen là lipopolysacharide có nguồn gốc từ thành tế bào vi

khuẩn Phân tử lượng của chúng có thể xấp xỉ 20,000 Da Chúng không bị biến đổitrong quá trình xử lý nhiệt Việc tách pyrogen ra khỏi nước bằng phương pháp siêu lọc

sẽ đảm bảo sự an toàn cho người tiêu dùng.Ngày nay, thiết bị siêu lọc nước dạng sợirỗng được phổ bieesntrong thực tiễn sản xuất

 Lọc nano

Phương pháp lọc nano có thể loại bỏ được các muối hòa tan ra khỏi nước, do đó

sẽ làm giảm độ cứng nước cần xử lý Hàm lượng muối trong dòng permeate sẽ giảm đi50-70% so với nước nguyên liệu, riêng hàm lượng các muối hóa trị II sẽ giảm đến 95%.Hiện nay, nhiều nước trên thế giới đã sử dụng phương pháp lọc nano để xử lý nướccứng và tách các muối hòa tan Hầu hết các nhà máy xử lý nước sử dụng thiết bị nanovới cấu hình dạng sợi rỗng, kích thước mao quản có thể dao động từ 200-300Da đến400-600 Da

Hình : thẩm thấu theo chiều tự nhiên

Để làm điều ngược lại (thẩm thấu ngược), người ta dùng một áp lực đủ để đẩy ngược nước từ nơi có hàm lượng muối/ khoáng cao “thấm” qua một loại màng đặc biệt

để đến nơi không có hoặc có ít muối/ khoáng hơn

Quá trình

Với tốc độ và áp lực cực lớn, dòng nước chảy liên tục trên bề mặt của màng RO Một phần trong số những phân tử nước “chui” qua được những lỗ lọc Các tạp chất bị dòng nước cuốn trôi và “thải” bỏ ra ngoài Với cách thức này, bề mặt của màng RO liêntục được rửa sạch và có tuổi thọ tới 2 – 5 năm

Phương pháp thẩm thấu ngược chỉ cho dung môi (nước) đi qua membrane và tạonên dòng permeate, toàn bộ cấu tử tan và không tan sẽ bị giữ lại trên bề mặt membrane

và tạo nên dòng retentate Nếu hiệu quả phân riêng trong phương pháp thẩm thấu ngược

là tuyệt đối thì sản phẩm thu được ở dòng permeate là nước không bị lẫn bất kỳ tạp chấtnào (nước tinh khiết)

Hình : so sánh mức độ phân tử khi nước qua các màng lọc và màng RO là mang lọc

cuối cùng

Nước nguyên liệu ban đầu thường được khai thác dưới lòng đất và thường bị cứng

Độ cứng của nước là số đo hàm lượng các ion kim loại Ca2+ và Mg2+ có trongnước Độ cứng của nước được gọi là tạm thời khi có mặt của muối cacbonat vàbicacbonat Ca, Mg Loại nước này khi đun sôi sẽ tạo ra muối kết tủa CaCO3 và MgCO3

Độ cứng vĩnh cữu của nước do các loại muối sunfat hoặc clorua Ca, Mg tạo ra.Loại muối này thường khó xử lý Trong sinh hoạt, độ cứng cao gây lãng phí xà phòng

và các chất tẩy rửa, tạo cặn lắng bám trên bề mặt các trang thiết bị sinh hoạt.Trong công nghiệp độ cứng của nước gây cản trở cho quá trình vận chuyển và làm giảm

năng lực truyền nhiệt, giảm tuổi thọ của thiết bị Có nhiều phương pháp làm mềm nước,

vì thế phải căn cứ vào mức độ làm mềm cần thiết (độ cứng cho phép còn lại của nước),chất lượng nước nguồn và các chỉ tiêu kinh tế khác để chọn ra phương pháp làm mềmthích hợp nhất

3.4 Phương pháp nhiệt

Cơ sở lý thuyết của phương pháp này là dùng nhiệt để bốc hơi khí cacbonic hòatan trong nước Trạng thái cân bằng của các hợp chất cacbonic sẽ chuyển dịch theophương trình phản ứng sau:

2HCO3- → CO32- + H2O + CO2

Ca2+ + CO32- → CaCO3 ↓

Nên Ca(HCO3)2 → CaCO3 ↓ + CO2 + H2O

Tuy nhiên, khi đun nóng nước chỉ khử được hết khí CO2 và giảm độ cứngcacbonat của nước, còn lượng CaCO3hòa tan vẫn còn tồn tại trong nước Riêng đối với

Mg, quá trình khử xảy ra qua hai bước Ở nhiệt độ thấp (đến 180°C) ta có phản ứng:

Mg(HCO3)2 → MgCO3 + CO2 + H2O

Khi tiếp tục tăng nhiệt độ, MgCO3 bị thủy phân theo phản ứng:

MgCO3 + H2O → Mg(OH)2 ↓ + CO2

Nhìn chung phương pháp tốn nhiều năng lượng nên ít được sử dụng trong côngnghiệp sản xuất nước giải khát.

3.5 Phương pháp xử lý bằng tia UV

Tia UV (tia cực tím) có khả năng tiêu diệt hầu hết các vi sinh vật Trong kỹthuật, khi lưu lượng nước cần khử trùng nhỏ, có thể sử dụng các thiết bị khử trùng bằngtia UV Cơ cấu chính của thiết bị là các đèn bức xạ, tia tử ngoại đặt trong dòng chảy củanước Một vấn đề cần lưu ý là tia UV đâm xuyên rát kém

Do đó để tăng cường khả năng khử trùng tia UV, người ta phải thiết kế hệ thốngchảy màng và nguồn nước cần phải trong suốt Sự có mặt của các cấu tử không tan haychất màu trong nươc sẽ làm giảm đi đáng kể khả năng ức chế và tiêu diệt vi sinh vật củatia UV

Hình : thiết bị lọc nước bằng tia cực tím UV

Cơ chế hoạt động của tia UV lên các tế bào vi sinh vật có thể được giải thích nhưsau : Đầu tiên, các electron sẽ bị ảnh hưởng, chúng sẽ bị thay đổi quỹ đạo chuyển độngtrong đám mây điện tử của nguyên tử hoặc bị bắn ra khỏi cấu trúc của nguyên tử đó,nguyên tử đó sẽ bị kích thích hoặc ion hóa Những biến đổi nói trên ở cấp độ nguyên tử

sẽ làm ảnh hưởng các đại phân tử như acid nucleic hoặc protein trong tế bào vi sinh vật

Những đại phân tử này có thể bị phân hủy hoặc biến tính Tùy theo mức độ biến đổi củađại phân tử mà tế bào vi sinh vật có thể bị ức chế hoặc tiêu diệt Trong một số trườnghợp có thể làm xuất hiện một số một số tế bào bị đột biến dưới tác động xử lý của tiaUV.

Trong quá trình xử lý nước, các thông số công nghệ cần quan tâm là công suấthoạt động của đèn UV, độ dày của lớp nước chảy qua thiết bị và thời gian tiếp xúc củanước với tia UV Tùy theo chất lượng vi sinh của nguồn nước cần xử lý mà thông sốcông nghệ sẽ thay đổi và được xác định bằng thông số thực nghiệm Nếu chúng lựachọn các thông số công nghệ không phù hợp thì hiệu quả ức chế của tía UV là khôngđáng kể Hiệu quả của phương pháp này chỉ đạt được hoàn toàn khi trong nước không

có chất hữu cơ và cặn lơ lửng

Khử trùng bằng phương pháp vật lý có ưu điểm cơ bản không làm thay đổi tínhchất lý hóa của nước không gây nên các hậu quả phụ Tuy nhiên do hiệu suất thấp nênthường chỉ áp dụng ở quy mô nhỏ với các điều kiện kinh tế kỹ thuật cho phép

Ca(HC )2 + Ca(OH)2 =2CaCO3

Mg(HCO3)2 + Ca(OH)3 = MgCO3 + CaCO3 + H2O

Ngoài ra, còn có phản ứng với một số muối hòa tan khác như magiesium vàgiảm độ cứng vĩnh cửu của nước.

MgCl2 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2 +CaCl2

MgSO4 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + CaSO4

Khi các phản ứng trên xảy ra thì sẽ tách được ion Mg2+ ra khỏi nước Tuy nhiên,nồng độ Ca2+ lại tăng lên Để tách ra, ta sử dụng sodium cacbonate sodium carbonatetác dụng với các muối hòa tan của calcium dưới dạng chloride, sulphate và giảm độcứng vĩnh cửu của nước

CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 +2NaClHàm lượng caclium hydroxyde và sodium carbonate cần sử dụng sẽ phụ thuộcvào nồng độ muối caclium và magiesium có trong nguồn nước cần xử lý Biết đượcnồng độ của các muối này ta tính được lượng hóa chất cần sử dụng Khi làm mềm nướcbằng vôi và sođa do độ cứng của nước sau khi làm mềm còn tương đối lớn, người ta bổsung phương pháp làm mềm triệt để bằng photphat Hóa chất thường dùng là trinatriphotphat hay dinatri photphat Khi cho các hóa chất này vào nước chúng sẽ phản ứngvới ion canxi và magiê tạo ra muối photphat của canxi và magiê không tan trong nước

Để khử độ cứng sunfat có thể dùng cacbonat bari BaCO3, hyđrôxit bari Ba(OH)2 hayaluminat bari Ba(AlO2)2.

3.7 Tách sắt bằng phương pháp hóa học

Trong nguồn nước thiên nhiên, sắt thường tồn tại dưới dạng muối hóa trị II, phổbiến nhất là muối bicarbonate Việc tách sắt trong quá trình xử lý nước là rất quantrọng, với hàm lượng sắt trên 0.5 mg/l thì nước có mùi tanh.ngoài ra các cặn sắt bámtrên hệ thống đường dẫn nước làm giảm dòng chảy, lâu ngày dễ tắc nghẽn đường ống

Để tách sắt ra khỏi nguồn nước, người ta thường dùng phương pháp chuyển hóa Fe2+

thành Fe3+ trong điều kiện có oxygene :

4Fe(HCO3)2 + 2H2O + O2 = 4Fe(OH)3 + 8CO2

Phản ứng tạo thành kết tủa dạng cặn bông Tiếp theo người ta sử dụng phươngpháp lắng lọc để tách kết tủa ra khỏi nước Hiện nay, để thực hiện quá trình tách sắt