Tính tóan bể khử trùng Khử trùng pot

Các biện pháp khử trùng bao gồm sử dụng hóa chất, sử dụng các quá trình c Trong phần này chúng ta chỉ bàn đến việc khử trùng bằng các hóa chất.. Các hóa chất thường sử dụng cho quá trình

Tính tóan bể khử trùng

Khử trùng (disinfection) khác với tiệt trùng (sterilization), quá trình tiệt trùng sẽ tiêu diệt hoàn toàn các vi sinh vật còn quá trình khử trùng thì không tiêu diệt hết các vi sinh vật Quá trình khử trùng dùng để tiêu diệt các vi khuẩn, virus, amoeb gây ra các bệnh thương hàn, phó thương hàn, lỵ, dịch tả, sởi, viêm gan Các biện pháp khử trùng bao gồm sử dụng hóa chất, sử dụng các quá trình c

Trong phần này chúng ta chỉ bàn đến việc khử trùng bằng các hóa chất Các hóa chất thường sử dụng cho quá trình khử trùng là chlorine và các hợp chất của nó, bromine, ozone, phenol và các phenolic, cồn, kim loại nặng và các hợp chất của nó, xà bông và bột giặt, oxy già, các loại kiềm và axít

So sánh hiệu quả khử trùng của các phương pháp

(%)

Bể lắng sơ hoặc thứ cấp cơ học 25 ¸ 75

Bể lắng sơ hoặc thứ cấp có thêm

hóa chất trợ lắng

40 ¸ 80

Bể lọc sinh học nhỏ giọt 90 ¸ 95

Bể bùn hoạt tính 90 ¸ 98

Chlorine hóa nước thải sau xử lý 98 ¸ 99

Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991

Cl2 hòa tan rất mạnh trong nước (7160 mg/L ở 20oC và 1 atm) Khi hòa tan trong n

thành hypochlorous acide

Cl2 + H2O -> HOCl + H+ + Cl

-Với hàm lượng Cl2 thấp hơn 1000 mg/L và pH > 3 phản ứng thủy phân trên diễn ra hoàn toàn

Hypochlorous acide sau đó bị ion hóa thành hypochlorite ion

HOCL � -> OCl- + H+

HOCl và OCl- được coi là lượng chlor tự do hữu dụng Các dạng khác nh

hypochlorite cũng được sử dụng

Ca(OCl)2 ® Ca2+ + 2OCl

-Hypochlorous acide sẽ tác dụng với ammonia để tạo nên monochloroamine, dichlorami

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 đ

giữa chlorine và ammonia (Cl2 : NH4+- N) Trong khoảng pH từ 7 ¸ 8 và tỉ lệ Cl

: 1 tất cả chlorine tự do hữu dụng sẽ chuyển thành monochloramine trong vòng 1 phút trở lại, nếu tỉ lệ Cl2 : NH4+ - N lớn hơn 5 : 1 thì sẽ có một ít dichloramine

Khi cho chlorine vào nước thải có chứa các chất khử (H2

amine hữu cơ đường biểu diễn dư lượng chlorine sau các phản ứng

hình

Dư lượng chlorine trong quá trình sử dụng chlorine đ

Đầu tiên khi cho chlorine vào nước thải nó sẽ phản ứng hết với các chất khử do

chlorine thừa (a - b):

H2S + Cl2 ® 2HCl + S

Chlorine còn tác dụng với phenol tạo nên mono-, di- ho

nước Nó còn tác dụng với mùn trong nước tạo thành các hợp

chloroform CHCl3 là chất gây ung thư

Cho tới liều lượng b nó đã thỏa mãn nhu cầu về chlor đối với các chất khử, do

cho thêm chlor vào nó sẽ tạo nên chloramine, chloramine tạo nên một phần d

hợp chất chlor hữu dụng Khi tất cả ammonia và các amine hữu c

hết với chlorine (c) việc tiếp tục cho thêm chlorine vào sẽ tạo nên phản ứng oxy hóa chloramine quá trình này sẽ làm giảm dư lượng chlor (c

giảm dư lượng chlorine là kết quả của quá trình khử các nguyên tử chlorine

thấp nhất (chloride) Sau khi đã kết thúc quá trình oxy hóa các chloramine nếu tiếp tục cho chlor vào nước thải thì sẽ tạo nên dư lượng chlor tự do hữu dụng do

điểm d sẽ đi lên Điểm d được coi như là "điểm dừng" của

xác định liều lượng chlorine cần sử dụng cho quá trình xử lý ammonia và khử trùng n

(cần thiết phải có dư lượng chlor tự do hữu dụng để bảo

nhiên việc áp dụng điểm dừng để xác định liều lượng chlorine

được ứng dụng

Để đơn giản hóa vấn đề trong việc xử lý nước thải sinh hoạt ng

chất chlor hữu dụng sau 15 phút tiếp xúc giữa nước thải và chlorine nếu

mg/L thì liều lượng chlorine sử dụng là đủ và người ta gọi

Để hoàn thành công đoạn xử lý nước thải bằng chlorine n

phối qua ống châm lổ, hoặc suốt chiếu ngang của bể trộn)

máy khuấy vận tốc cao, thời gian lưu tồn của nước thải và dung

không ngắn hơn 30 giây Sau đó nước thải đã trộn lẫn với dung dịch chlorine

qua bể tiếp xúc được chia thành những kênh dài và hẹp theo

Thời gian tiếp xúc giữa chlorine và nước thải từ 15 ¸ 45 phút,

tải đỉnh Bể tiếp xúc chlorine thường được thiết kế theo kiểu plug

dài : rộng từ 10 : 1 đến 40 : 1 Vận tốc tối thiểu của nước thải phải từ 2 ¸ 4,5 m/phút

lắng bùn trong bể

Tổng chiều dài của kênh có thể tính bằng công thức

L: tổng chiều dài của kênh

V/Q: thời gian lưu tồn theo lý thuyết (t), hay thời gian tiếp xúc

W: chiều rộng kênh

D: chiều sâu mực nước trong kênh

Qmax: lưu lượng nước thải ở tải đỉnh

Người ta thường sử dụng thời gian tiếp xúc là 15 phút chiều rộng của kênh là 0,3 m và chiều sâu của nước trong kênh là 1,33 m

Để dễ dàng loại bỏ các cặn lắng, bể tiếp xúc nên được lắp

đáy

So sánh đặc điểm của một số hóa chất sử dụng cho quá trình khử trùng

Đặc

diểm

Đặc điểm mong muốn đạt được

Chlorine Sodium

hypochloride

Calcium hypochloride

Độc

tính

đối

với vi

sinh

vật

Độc tính cao ở nồng

độ cao

Độ

hòa

tan

Phải hòa tan trong nước hoặc

mô

Độ

bền

Ít giảm tính diệt khuẩn theo thời gian

Bền Hơi không ổn

định

Tương đối bền

Không

độc

đối

với sv

Độc đối với vsv, không

Rất độc với sv bậc cao

bậc

cao

độc với người

và động vật Tính

đồng

nhất

trong

dung

dịch

- Đồng

nhất

Đồng nhất Đồng nhất

Tác

dụng

với cá

chất

khác

Chỉ tác dụng với vi khuẩn không tác dụng

Oxy hóa chất hữu

cơ

Chất oxy hóa mạnh

Chất oxy hóa mạnh

với chất hữu cơ Độc

tính ở

các

nhiệt

độ

khác

nhau

Giữ được

độ độc

ở khoảng biến thiên của nhiệt

độ môi trường

Độ ăn

mòn

Không

ăn mòn kim

Ăn mòn mạnh

Ăn mòn Ăn mòn

loại Khả

năng

khử

mùi

Có khả năng khử mùi khi khử trùng

Cao Trung bình Trung bình

Như đã nói ở trên các hóa chất thường sử dụng trong quá trình kh Ca(ClO)2, NaOCl Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình là khả n

chất này, quá trình khuấy trộn ban đầu, đặc tính cuả nư

thải và chất khử trùng, đặc điểm của các vi sinh vật

Các liều lượng chlorine thường dùng cho các mục đích khác nhau trong quá trình xử lý nước thải

Ngăn quá trình ăn mòn do H2S 2 ¸ 9 a

Khống chế quá trình phát triển của các

màng bùn vi sinh vật

1 ¸ 10

Khống chế ruồi ở bể lọc sinh học 0,1 ¸ 0,5

Khử trùng nước thải chưa qua xử lý 6 ¸ 25

Khử trùng nước thải đã qua xử lý cấp I 5 ¸ 20

Khử trùng nước thải sau kết tủa hóa

học

2 ¸ 6

Khử trùng nước thải đã qua xử lý

bằng bể lọc sinh học

3 ¸ 15

Khử trùng nước thải đã qua xử lý

bằng bể bùn hoạt tính

2 ¸ 8

Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991 Ghi chú: a: trên mg/L H2S b: cho 1 mg/L BOD khử đi