Tính tóan bể khử trùng Khử trùng pot

Tính tóan bể khử trùng Kh ử trùng (disinfection) khác với tiệt trùng (sterilization), quá trình tiệt trùng sẽ tiêu diệt hoàn toàn các vi sinh v ật còn quá trình khử trùng thì không tiêu diệt hết các vi sinh vật. Quá trình khử trùng dùng đ ể tiêu diệt các vi khuẩn, virus, amoeb gây ra các bệnh thương hàn, phó thương hàn, l ỵ, dịch tả, sởi, viêm gan Các biện pháp khử trùng bao gồm sử dụng hóa ch ất, sử dụng các quá trình c Trong phần này chúng ta chỉ bàn đ ến việc khử trùng bằng các hóa chất. Các hóa chất thư ờng sử dụng cho quá trình khử trùng là chlorine và các hợp chất của nó, bromine, ozone, phenol và các phenolic, cồn, kim lo ại 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 Phương pháp Hiệu quả (%) Lọc thô 0 ¸ 5 Lọc tinh 10 ¸ 20 Bể lắng cát 10 ¸ 25 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 Ngu ồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991 Cl 2 hòa tan rất mạnh trong nước (7160 mg/L ở 20 oC và 1 atm). Khi hòa tan trong n thành hypochlorous acide Cl 2 + H 2 O > HOCl + H + + Cl - Với hàm lượng Cl 2 thấp hơn 1000 mg/L và pH > 3 ph ản ứng thủy phân trên diễn ra hoàn toàn. Hypochlorous acide sau đó bị ion hóa thành h ypochlorite ion. HOCL � > OCl - + H + HOCl và OCl - được coi là lư ợng chlor tự do hữu dụng. Các dạng khác nh hypochlorite cũng được sử dụng Ca(OCl) 2 ® Ca 2+ + 2OCl - Hypochlorous acide sẽ tác dụng với ammonia đ ể tạo nên monochloroamine, dichlorami nitrogen trichloride NH 4 + + HOCl ® NH 2 Cl + H 2 O + H + NH2Cl + HOCl ® NHCl 2 + H 2 O NHCl 2 + HOCl ® NCl 3 + H 2 O Việc sinh ra các sản phẩm trên tùy thuộc vào pH, nhiệt đ giữa chlorine và ammonia (Cl 2 : NH 4 + - N). Trong kho ảng pH từ 7 ¸ 8 và tỉ lệ Cl : 1 t ất cả chlorine tự do hữu dụng sẽ chuyển thành monochloramine trong vòng 1 phút trở lại, nếu tỉ lệ Cl 2 : NH 4 + - N lớn hơn 5 : 1 thì s ẽ có một ít dichloramine Khi cho chlorine vào nước thải có chứa các chất khử (H 2 amine hữu cơ đường biểu diễn dư lư ợng chlorine sau các phản ứng hình Dư lượng chlorine trong quá trình sử dụng chlorine đ Đầu tiên khi cho chlorine vào nư ớc thải nó sẽ phản ứng hết với các chất khử do chlorine thừa (a - b): H 2 S + Cl 2 ® 2HCl + S Chlorine còn tác dụng với phenol tạo nên mono-, di- ho nước. Nó còn tác dụng với mùn trong nư ớc tạo thành các hợp chloroform CHCl 3 là chất gây ung thư. Cho tới liều lượng b nó đã thỏa mãn nhu cầu về chlor đ ối với các chất khử, do cho thêm chlor vào nó s ẽ tạo nên chloramine, chloramine tạo nên một phần d hợp chất chlor h ữu dụng. Khi tất cả ammonia và các amine hữu c h ết 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 lư ợng chlorine là kết quả của quá trình khử các nguyên tử chlorine thấp nhất (chloride). Sau khi đã k ết thúc quá trình oxy hóa các chloramine nếu tiếp tục cho chlor vào nước thải thì sẽ tạo nên dư lư ợng chlor tự do hữu dụng do điểm d sẽ đi lên. Điểm d được coi như là "đi ểm dừng" của xác định liều lư ợng 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 đ ể bảo nhiên việc áp dụng điểm dừng để xác định liều lư ợng chlorine được ứng dụng. Để đơn giản hóa vấn đề trong việc xử lý nư ớc thải sinh hoạt ng chất chlor hữu dụng sau 15 phút tiếp xúc giữa nư ớc thải và chlorine nếu mg/L thì liều lượng chlorine sử dụng là đủ và ngư ời ta gọi Để hoàn thành công đoạn xử lý nư ớc thải bằng chlorine n ph ối qua ống châm lổ, hoặc suốt chiếu ngang của bể trộn) máy khuấy vận tốc cao, thời gian lưu tồn của nư ớc thải và dung không ngắn hơn 30 giây. Sau đó nước thải đã tr ộn lẫn với dung dịch chlorine qua bể tiếp xúc đư ợc chia thành những kênh dài và hẹp theo Thời gian tiếp xúc giữa chlorine và nư ớc thải từ 15 ¸ 45 phút, tải đỉnh. Bể tiếp xúc chlorine thường đư ợc thiết kế theo kiểu plug dài : rộng từ 10 : 1 đến 40 : 1. Vận tốc tối thiểu của nư ớc thải phải từ 2 ¸ 4,5 m/phút lắng bùn trong bể. Sơ đ ồ một bể tiếp xúc chlorine Tổng chiều dài của kênh có thể tính bằng công thức L: tổng chiều dài của kênh V/Q: thời gian lưu t ồn 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 thư ờng 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 đư ợc lắp đáy. So sánh đặc đi ểm 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 Cao Cao Cao Độ hòa tan Phải hòa tan trong nước hoặc mô Thấp Cao Cao 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 Độc Độc 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 Ch ất 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 Cao Cao Cao 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 dụ ng trong quá trình kh Ca(ClO) 2 , NaOCl. Các yếu tố ảnh hưởng đ ến quá trình là khả n chất này, quá trình khuấy trộn ban đầu, đặc tính cuả n ư 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 Mục đích sử dụng Liều lư ợng mg/L Ngăn quá trình ăn mòn do H 2 S 2 ¸ 9 a Khử mùi hôi 2 ¸ 9 a [...]... của các 1 ¸ 10 màng bùn vi sinh vật Khử BOD 0,5 ¸ 2 b Khống chế ruồi ở bể lọc sinh học 0,1 ¸ 0,5 Loại dầu, mỡ 2 ¸ 10 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 2¸6 học Khử trùng nước thải đã qua xử lý 3 ¸ 15 bằng bể lọc sinh học Khử trùng nước thải đã qua xử lý 2¸8 bằng bể bùn hoạt tính Nguồn: Wastewater Engineering: treatment,... qua xử lý 3 ¸ 15 bằng bể lọc sinh học Khử trùng nước thải đã qua xử lý 2¸8 bằng bể bùn hoạt tính Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, Ghi chú: a: trên mg/L H2S b: cho 1 mg/L BOD khử đi . Tính tóan bể khử trùng Kh ử trùng (disinfection) khác với tiệt trùng (sterilization), quá trình tiệt trùng sẽ tiêu diệt hoàn toàn các vi sinh v ật còn quá trình khử trùng thì. 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. ¸ 9 a Khử mùi hôi 2 ¸ 9 a Khống chế quá trình phát triển của các màng bùn vi sinh vật 1 ¸ 10 Khử BOD 0,5 ¸ 2 b Khống chế ruồi ở bể lọc sinh học 0,1 ¸ 0,5 Loại dầu, mỡ 2 ¸ 10 Khử trùng