Tiểu luận quá trình công nghệ môi trường hệ thống khử trùng bằng phương pháp hóa học

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG  MÔN : QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG CHUYÊN ĐỀ :HỆ THỐNG KHỬ TRÙNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC GVHD : TS PHẠM ANH ĐỨC SINH VIÊN THỰC HIỆN : 1.Trần Thanh Vy 91202272 Lê Ngọc Yến 91202276 TP.HCM, tháng 11 năm 2014 1 MỤC LỤC 2 DANH MỤC BẢNG 3 DANH M ỤC HÌNH 4 CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ KHỬ TRÙNG ĐỊNH NGHĨA Khử trùng (trong tiếng anh sterilization hay sterilisation) thuật ngữ dùng để trình dùng để loại trừ tiêu diệt tất hình thái sống bao gồm: tác nhân gây truyền nhiễm nấm, vi khuẩn, virus, dạng bào tử,…hiện diện bề mặt, hay tồn canh trường, dung dịch thuốc, hay hôp chất dùng nuôi cấy sinh học Khử trùng thực phương pháp dùng nhiệt, hóa chất, chiếu xạ, áp suất cao, vàlọc hay kết hợp nhiều yếu tố CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI Hiện có nhiều biện pháp khử trùng có hiểu : Khử trùng chất oxi hóa mạnh : Cl2, hợp chất Clo, O3, KMnO4 Khử trùng tia vật lý : tia cực tím Khử trùng siêu âm Khử trùng phương pháp nhiệt Khử trùng ion kim loại nặng 5 CHƯƠNG : KHỬ TRÙNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC Cơ sở phương pháp hóa học sử dụng chất oxy hóa mạnh để oxy hóa men tế bào vi sinh tiêu diệt chúng Các hóa chất thường dùng : clo, brom, iod, clo dioxit, axit hypoclorit muối cúa ozon, kali permanganat, hydro perooxit.Do hiệu suất cao nên ngày khử trùng hóa chất áp dụng rộng rãi quy mô KHỬ TRÙNG BẰNG CLO 1.1 Lịch sử phát triển clo [ 1] Chlorine lần phát Thụy Điển 1744 Vào thời điểm đó, người ta tin mùi nước nguyên nhân gây bệnh Năm 1835, clo sử dụng để loại bỏ mùi hôi từ nước, không cho phép đến năm 1890 clo tìm thấy chất hóa học hiệu để khử trùng; cách để giảm số lượng bệnh lây truyền từ nguồn nước Với phát này, bắt đầu khử trùng clo Vương quốc Anh sau mở rộng đến Hoa Kỳ vào năm 1908 Canada năm 1917 Hôm nay, clo phương pháp phổ biến để khử trùng sử dụng để xử lý nước toàn giới[ 10-17 đếm xuống] Clo nhiều phương pháp sử dụng để khử trùng nước Phương pháp sử dụng kỷ trước, sử dụng ngày hôm Nó phương pháp khử trùng hóa học sử dụng loại khác có chứa clo chất clo cho trình oxy hóa khử trùng nguồn nước uống [9-12 đếm xuống] 1.2 Khái niệm Clo chất khử trùng hóa học sử dụng phổ biến thỏa mãn hầu hết yêu cầu chất tiệt trùng lý tưởng Các hợp chất clo sử dụng khử trùng nước thải clo ( Cl 2); hypochlorit ( NaOCl); canxi hypochlorit ( Ca(Ocl) 2) chlorine dioxit ( ClO2) Clo hợp chất oxy hóa mạnh, dạng nào, nguyên chất hay hợp chất tác dụng với nước tạo phân tử axit hypoclorit HOCl có tác dụng khử trùng mạnh 1.3 Cơ chế tác động clo Quá trình diệt vi sinh vật xảy qua hai giai đoạn Đầu tiên chất khử trùng khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh, sau phản ứng với men bên tế bào phá hoại trình trao đổi chất dẫn đến diệt vong tế bào Tốc độ trình khử trùng xác định động học trình khuếch tán chất diệt trùng qua vỏ tế bào động học trình phân hủy men tế bào Tốc độ trình khử trùng tăng nồng độ chất khử trùng nhiệt độ nước tăng, đồng thời phụ thuộc vào dạng không phân ly chất khử trùng , trình khuếch tán qua vỏ tế bào xảy nhanh trình phân ly 6 Tốc độ khử trùng bị chậm nhiều nước có chất hữu cơ, cặn lơ lửng chất khử khác 1.4 Yếu tố ảnh hưởng đến trình khử trùng clo[1] Có số yếu tố ảnh hưởng đến trình khử trùng Trong đề cập đến : • • Nồng độhoặc liều lượng clo Thời gian tiếp xúc clo (thời gian clo phép phản ứngvới tạp chất nước) yếu tố quan trọng Clo cần thời gian để làm bất hoạt vi sinh vật có mặt nướcxử lý cho người Clo có nhiều thời gian tiếp xúc vớivi sinh vật, trình hiệu Thời gian tiếp xúc thời gian từkhi clo thêm vào tới thời điểm đó, nước sử dụng tiêu thụ Các mối quan hệ tích cực nhìn thấy xem xét nồng độ clo Nồng độ clo cao , hiệu trình khử trùng nước Mối quan hệ tăng nồng độ, lượng clođể khử trùng tăng lên Không giống mối quan hệ nồng độ clo vàhiệu khử trùng, nồng độ clo thời gian tiếp xúc clo vớinước cho thấy mối quan hệ nghịch đảo Khi nồng độ clo tăng, yêu cầuthời gian tiếp xúc với nước clo cuối giảm Để xác định mức độ khử trùng (D), mộtCT giá trị tính toán Giá trị sản phẩm nồng độ clo (C) vàthời gian tiếp xúc (T) Công thức sau: C * T = D Khái niệm cho thấy gia tăngnồng độ clo (C) cần thời gian tiếp xúc để đạt mức mong muốn cùngkhử trùng Một khả có gia tăng thời gian tiếp xúc mà lần lượtđòi hỏi tập trung clo thấp mức độ khử trùng Các giá trị CT yêu cầu phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm: loại mầm bệnh trongnước, độ đục nước, độ pH nước nhiệt độ nước Độ đục chất lơ lửng nước loại mầm bệnh dao động từvi khuẩn E.coli Campylobacter virus bao gồm viêm gan A • Ở nhiệt độ thấp,độ đục cao, độ pH cao hơn, giá trị CT (tức mức độ khử trùng) phải đượctăng độ đục thấp hơn, có chất lơ lửng nước sẽngăn ngừa tiếp xúc chất khử trùng với vi sinh vật, đòi hỏi giá trị CT thấp • Nhiệt độ nước cao mức độ pH thấp cho phép giá trị CT thấp 1.5 Khử trùng khí clo • Chlorine dioxide sử dụng nhiều xử lý nước hiệu ứng biôxít tương tự clo tự tăng hiệu với pH [Lykins, 1990] Hơn 7 nữa, ClO2 ổn định clo Chlorine dioxide hợp chất khí hòa tan nước (70 g / L đến 20 ° C atm) [2] Khí clo có màu vàng lục độc hại Nó nặng không khí chìm xuống mặt đất bay từ bình Đây hiệu ứng độc hại khí clo mà làm cho chất khử trùng tốt, độc hại mầm bệnh nước; độc hại người Nó chất kích thích hô hấp gây kích ứng da màng dịch nhầy Tiếp xúc với khối lượng lớn khói khí clo gây sức khỏe nghiêm trọng vấn đề, kể tử vong Tuy nhiên, điều quan trọng nhận khí clo, thêm vào nước, thay đổi thành axit hypochlorous ion hypoclorit, tính độc hại không tìm thấy nước uống tiêu thụ.[1] Khí clo bán chất lỏng nén, màu hổ phách Clo, chất lỏng, nặng (dày hơn) so với nước Nếu chất lỏng clo bay từ bình nhanh chóng trở trạng thái khí Khí clo hình thức tốn clo để sử dụng Số lượng điển hình khí clo cần thiết để xử lý nước 1-16 mg / L nước Số tiền khác khí clo sử dụng tùy thuộc vào chất lượng nước cần xử lý Nếu chất lượng nước không đạt yêu cầu, nồng độ cao khí clo yêu cầu để khử trùng nước thời gian tiếp xúc tăng lên.[1] Khi khí Clo (Cl2) thêm vào nước (H2O), thủy phân nhanh chóng để sản xuấtaxit hypochlorous (HOCl) axit hypochlorous sau phân tách thành ion hypochlorite (OCl-) ion hydro (H +).[1] Cl2 + H2O  HOCl + H + + OClBởi ion hydro tạo thành, nước trở nên có tính axit (độ pH nước giảm) Lượng phân ly phụ thuộc vào độ pH ban đầu nước Nếu độ pH nước 6,5, gần phân ly xảy axit hypochlorous chiếm ưu pH 8,5 thấy phân ly hoàn toàn clo, ion hypoclorit chiếm ưu pH 6.5 8.5 thấy hai axit hypochlorous hypochloriteion có nước Cùng với nhau, axit hypochlorous ion hypoclorit gọi clo tự Axit Hypchlorous chất khử trùng hiệu hơn, đó, độ pH thấp ưa thích để khử trùng.[1] Phản ứng thực trường hợp sau:[2] NaClO2 + HCl4 ClO2 + H2O + NaCl Năng suất phản ứng tốt với tỷ lệ chuyển đổi clorit gần 100%, diện axit dư (pH 4) - Chlorite and chlorine, Chlorite, hydrochloric acid and sodium hypochlorite solution: Các phản ứng hóa học sau : NaClO + HCl + NaClO2 H2O + ClO2 + NaCl[ [2] 8 Ưu điểm Khuyết điểm Chlorine dioxide hiệu chlorine Sử dụng chlorine dioxide hình thành chloramines làm ngừng hoạt động clorit clorat virus Điều chỉnh khó khăn liều Chlorine dioxide oxy hóa sắt, mangan dẫn đến hình thành sản phẩm phụ sulphurs halogen Hương vị màu sắc tảo phát triển Chlorine dioxide phân hủy ánh sáng xử lý hiệu với chlorine dioxide mặt trời Nếu liều lượng đúng, Chlorine dioxide phải sản xuất halogened sản phẩm, bromates chỗ nitrat hình thành Chlorine dioxide dễ dàng sản xuất chỗ pH không ảnh hưởng đến khả biôxít chlorine dioxide Chlorine dioxide có tác dụng dư Bảng 1: Ưu nhược điểm việc sử dụng khí clo [2] 1.6 Khử trùng calcium hypochlorite[1] Calcium hypochlorite (CaOCl) tạo thành từ muối canxi axit hypochlorous Đó làsản xuất cách hòa tan khí clo (Cl 2) vào dung dịch canxi oxit (CaO) natrihydroxide (NaOH) Calcium hypochlorite có màu trắng, ăn mòn chất rắnhình thành dạng viên nén bột dạng hạt Calcium hypochlorite ổn định, đóng góiđúng, số lượng lớn mua lưu trữ cần thiết Các hóa chất ăn mòn, đòi hỏi phải xử lý thích hợp sử dụng để xử lý nước.Calcium hypochlorite cần phải lưu trữ khu vực khô tránh xa vật liệu hữu cơ.Nó lưu trữ gỗ, vải xăng kết hợp canxihypochlorite vật liệu hữu tạo nhiệt làm cho phát nổ Nó phải đượcgiữ tránh ẩm bột viên / hạt dễ dàng hấp thụ độ ẩm vàsẽ hình thành (độc hại) khí clo Calcium hypochlorite có mùi clo mạnh - cần lưu ý đặt chúng lưu trữ Khi xử lý nước, số tiền nhỏ calcium hypochlorite cần thiết sử dụngkhí clo So với 1-16 mg / L yêu cầu với khí clo, 0,5-5 mg / L canxihypochlorite 9 yêu cầu Khi calcium hypochlorite thêm vào nước, hypochlorite vàion canxi tạo Ca (OCl) 2Ca + + OClThay giảm độ pH khí clo, hypochlorite canxi làm tăng độ pH nước (làm cho nước có tính axit) Tuy nhiên, axit hypochlorous hypochlorite nồng độ phụ thuộc vào độ pH nước Do đó, cách giảm độ pH nước, axit hypochlorous có mặt nước Như kết quả, canxi hypochlorite khí clo tạo loại chất thải 1.7 Khử trùng Sodium hypochlorite [1] Sodium hypochlorite (NaOCl) tạo thành muối natri axit hypochlorous mộtclo có chứa hợp chất sử dụng chất khử trùng Nó tạo khikhí clo hòa tan vào dung dịch natri hydroxit Đó dạng lỏng, với mộtmàu vàng nhạt có mùi clo mạnh Sodium hypochlorite ăn mònvà phải lưu trữ nơi mát, tối, khô Sodium hypochlorite tự nhiênphân hủy; lưu trữ tháng thời điểm Trong tất cácloại khác clo có sẵn để sử dụng, điều dễ để xử lý Lượng sodium hypochlorite cần thiết cho xử lý nước nhiều khác hai hình thức clo, với 0,2-2 mg NaOCl / L nước đề nghị Giống canxihypochlorite, sodium hypochlorite tạo ion hypoclorit, thay ion canxi, ion natri tạo NaOCl làm tăng độ pH nước quaviệc hình thành ion hypoclorit Để có axit hypochlorous, hiệu hơnthuốc khử trùng, độ pH nước nên giảm NaOCl  Na + + OCl1.8 Khừ trùng clo dư [1] Bất kỳ loại clo mà thêm vào nước trình xử lý dẫn đến việchình thành axit hypochlorous (HOCl) ion hypoclorit (OCl-), mà chínhkhử trùng hợp chất clo nước Chi tiết cung cấp sau kiện Một mẫu Clo+ H2O HOCl + OClTrong hai, axit hypochlorous hiệu Số lượng hợp chất naytrong nước phụ thuộc vào độ pH nước trước thêm clo Tạiđộ pHthấp , axit hypochlorous chiếm ưu Sự kết hợp axit hypochlorous vàion hypoclorit tạo nên gọi 'chorine tự do.' Clo tự có trình oxy hóa caovà chất khử trùng hiệu so với hình thức khác clo, chẳng hạn nhưchloramines Oxy hóa biện pháp hợp chất dễ dàng phản ứng với chất khác Một tiềm oxy hóa cao có nghĩa nhiều hợp chất khác phản ứng vớicác hợp chất Nó có nghĩa hợp chất có sẵn để phản ứng với hợp chất khác Clo kết hợp kết hợp hợp chất nitơ hữu chloramines, màđược sản xuất kết phản ứng clo ammonia Chloramines hiệu khử trùng nước 10 10 tuần,kiểm traan toànvi khuẩn cáchxét nghiệmnước Trước khithu thậpmẫu,kiểm tra nướcđể đảm bảo rằngnó không chứaclo Mẫu đượcthu thập cáccơ quan y tếhoặcchủ sở hữu nhà Họphải gửiđến phòng thí nghiệmtrong ngày Mẫu để kiểm travi khuẩnphải cótrongvật đựng vô trùngtừ phòng thí nghiệm Đối vớicác phương pháp, xem ấnK-Statenghiên cứuvàmở rộngLấy mộtmẫuWate, MF-963 Các thử nghiệm vềtổng sốvàphânvi khuẩncoliformnên bắt đầutrong vòng 24 giờcủabộ sưu tậpmẫu Số lượng sản phẩm cần thiết để khử trùng a Tổng khối lượng nước Nước clo (chất lỏng ounces) Clo khô (khô ounces)c Gallons Cubic Feet 5.25 % b 10% 65% 70% 25 3.34 32 17 50 6.68 64 33 5 100 13.37 127 67 10 10 200 26.74 254 133 21 19 300 40.11 381 200 31 29 400 53.48 508 267 41 38 500 66.84 635 334 51 48 Bảng 4.Tính chất tẩy uếchotổnglượngnướcxử lý a :Để sản xuất liều 500 mg lít (mg / L) phần triệu (ppm) b : thuốc tẩy gia dụng Standard (sodium hypochlorite) c :Calcium hypochlorite 2.2.4 Khử trùng trường hợp khẩn cấp[9] Nước có chứavi khuẩncoliform, đặc biệt coliformphânhoặcE.coli (nghĩ phân)nênkhông bao giờđược sử dụng chouống mà khôngkhử trùng.Đun sôiít phútlàchất khử trùngkhẩn cấpđáng tin cậy nhấtvì làhiệu đối vớitất cácnước, chímâyhoặcvới mảnh vụnhữu cơ.Nếu nướclàrõ ràng(không có vẩn đục hoặccác 23 23 mảnh vụn), thuốc tẩy clocũng có thểđược sử dụngđể khử trùngkhẩn cấp.Bắt đầu với2 giọtmỗi líthoặc giọtmỗigallon(3/4muỗng cà phê mỗi5gallon hoặc1/4 cốcmỗi100gallons) Sau khidùng thuốc, trộn nướctriệt đểvàđể yênít 30 phút Kiểm tradưclo Phương pháp kiểm tracloưa thích làmộtthử nghiệmclodưDPTchoclo tự Nếucòn sót lại làít 0,5ppm, thêm clohơn; có nhiều hơn2 ppm, giảm liềuclo Một phương phápthay thếlà thử nghiệmsniff: mùiclo,clothêmnhiều; mờ nhạtmùi clo, không; hoặcmùi mạnh, giảmliều bằng20phần trăm Nước sạchtừgiếngan toàn.Giếngan toànlà: Nằm cách xa nguồn ô nhiễm tránh xa nguồn ô nhiễm Xây dựng phù hợp với tiêu chuẩn hành Duy trì kiểm tra định kì năm giếng hệ thống nước Bảo vệ nguồn nước khỏi bị nhiễm độc kế hoạch giám sát cụ thể KHỬ TRÙNG BẰNG OZONE 3.1 Lịch sử hình thành [6] • • • • Ozone sử dụng để khử trùng nước thải trở nên phổ biến sớm sử dụng rộng rãi ozone trở nên phổ biến năm 1970 năm 1980 Do thiếu độ tin cậy thiết bị chi phí gia tăng, việc sử dụng ozone gần hoàn toàn biến khỏi ứng dụng Trong năm gần nhiên, ozone nhận hội khác nhiều nơi khắp Hoa Kỳ châu Âu Điều phần cải thiện độ tin cậy thiết bị chi phí thấp hơn.Tuy nhiên, lý cho phục hưng lợi ích thứ cấp ozone cung cấp với gia tăng chi phí hóa chất tạo lợi kinh tế Xem dòng thời gian 3.2 Khái niệm Ôzôn chất khí có màu tím hòa tan nước độc hại người Ở nước, ôzôn phân hủy nhanh thành ôxi phân tử nguyên tử Ôzôn có tính hoạt hóa mạnh Clo, nên diệt trùng mạnh Ôzôn sản xuất cách cho Oxy không khí qua thiết bị phóng lửa điện Để cung cấp đủ lượng ozon cho trạm xử lý nước ta dùng máy phát tia lửa điện cho không khí chảy qua Ozon sản xuât dể bị phân hủy thành Oxy phải lắp thiết bị làm lạnh máy sản xuất Ozon Việc sử dụng khử trùng ozone nước thải phát triển phổ biến quy định nghiêm ngặt coliform mầm bệnh khác Như chi phí hóa chất tăng lên, ozone trở thành giải pháp hiệu khử trùng nước thải Ozone tạo chổ cách sử dụng oxy từ không khí xung quanh [6] Ozone chất oxy hóa mạnh sử dụng nhiều điểm trình xử lý nước Nó phản ứng với số hợp chất khoáng sản (ví dụ Fe, Mn, lưu huỳnh, cyanide, ammonia nitơ, clo, clo, Brome) hợp chất hữu (ví dụ thuốc trừ sâu, 24 24 dung môi clo, PAH, hợp chất dược phẩm) Nó loại bỏ dấu vết virus vi khuẩn với việc khử trùng mình, lượng dư sử dụng để đảm bảo chất lượng vi khuẩn tốt hệ thống nước uống.[2] 3.3 Ảnh hưởng ozone vi khuẩn[6] Tính phản ứng Ozone cho phép nhanh chóng tiêu diệt vi khuẩn Trong thực tế, zone mạnh gấp mười lần clo chất khử trùng Ozone giải pháp xanh Ozone giải pháp xanh để khử trùng nước thải Ozone sản xuất chỗ tất tự nhiên, hình thành từ oxy Không có sản phẩm sản phẩm chất thải hình thành việc tạo ozone Việc sử dụng ozone giúp loại bỏ cần thiết để vận chuyển hóa chất tới nơi Ozone sản xuất chỗ từ không khí điện,tất từ nguồn tài nguyên tái tạo • Ozone nguồn lượng tái tạo hoàn toàn • Hóa chất độc hại lưu trữ lấy với việc sử dụng ozone • Sau Ozone hòa tan vào nước, ozone trở lại thành oxy không để lại dư nước • • 25 25 Hoạt đông nước Clo Ozone Quá trình oxy hóa (V) 1.36 2.07 Khử trùng vi khuẩn Vừa phải Tuyệt đối Khử trùng virus Vừa phải Tuyệt đối Môi trường thân thiện Không Có Màu nước bẩn Vừa phải Tuyệt đối Sự hình thành chất gây ung thư Có khả Không có khả Quá trình oxy hóa chất hữu Trung bình Cao Keo tụ Không Trung bình Ảnh hưởng pH Thay đổi Giảm xuống Tồn nước 2-3 tiếng 20 phút Bảng Quá trình hoạt động nước clo ozone Độc hại da Cao Vừa phải Độc hại hít phải Cao Cao Chi phí sử dụng hàng tháng Khá cao Thấp Không khí trước điều chế Không Bảng Hoạt động rủi ro 3.4 Lợi ích ozone[6] Sử dụng khử trùng ozone nước thải cung cấp nhiều lợi tiết kiệm chi phí, tiết kiệm không gian, tiết kiệm lao động, nước Ngày có nhiều nhà máy xử lý nước thải thực chuyển đổi sử dụng ozone để tận dụng lợi có ích Ozone không để lại chất cặn,vì có ozone bơm vào cần thiết Không có hóa chất thứ hai thay cần thiết • Ozone sản xuất nơi từ nguồn tài nguyên tái tạo không yêu cầu phải lưu trữ hóa chất • Ozone sẽ, an toàn đáng tin cậy, chiếm không gian hơn, thiết bị so với hệ thống xử lý / lưu trữ hóa chất • Sử dung ozone tiết kiệm tiền cách khử tiết kiệm hóa chất • 26 26 Ozone tiêu diệt tất vi khuẩn mà không cần phải ưu tiên cho loại vi sinh vật Ozone loại bỏ số BOD, COD chất bẩn nước thải Một số khách hàng phản hồi độ nước sau chuyển qua dùng ozone để khử trùng • Ozone đạt hiệu xử lý nước thải với nồng độ TDS, TSS không đạt hiệu tốt khử trùng tia cực tím.Vì vậy, việc lọc không cần thiết để sử dụng ozone nhiều ứng dụng xử lý nước thải • Ít có sản phẩm phụ giống tri-halomethones (THM) hình thành với việc sử dụng ozone 3.5 Tác dụng ozone vi khuẩn, vi rus nấm mốc[6] • Việc sử dụng ozon khử trùng nước thải trở nên phổ biến năm gần tác động thứ cấp ozone cung cấp số ứng dụng.Những lợi ích thứ cấp đem lại cho onze chi phí hiệu quả, lựa chọn cần thiết số ứng dụng Việc tẩy màu phổ biến sử dụng ozone Trong ozone sử dụng chủ yếu để khử trùng tác dụng phụ loại bỏ màu sắc dòng nước thải.Sử dụng ozone để khử trùng đưa việc loại bỏ công nghệ thứ hai sử dụng để loại bỏ màu • Quá trình oxy hóa hợp chất tạo mùi hôi nước tác dụng phụ việc sử dụng ozone nước thải.Bằng cách loại bỏ hợp chất kiểm soát mùi hoàn thành trình khử trùng • Loại bỏ vi sinh ô nhiễm nước việc khử trùng ozone ý nhiều hơn.Sử dụng khử trùng ozone nước thải cung cấp lợi ích thứ hai loại bỏ vi ô nhiễm loại bỏ cần thiết phải thêm quy trình nghiên cứu với quy định tương lai • Chất rắn lơ lửng loại bỏ giảm với việc sử dụng ozone Ozone thường sử dụng cho việc loại bỏ chất rắn lơ lửng nước uống, tác dụng tương tự có tính khả thi nước thải • • 3.6 27 Hệ thống khử trùng clo[7] 27 Hình Hệ thống khử trùng ozone 3.6.1 Khuếch tán bọt khí Khuếch tán bọt khí phương pháp phổ biến lâu đời đơn giản để hòa tan ozone vào nước Đây thực chất thiết bị có nhiều lỗ sử dụng để phá vỡ khí vào bong bóng nhỏ cột nước phép bong bóng từ từ lên cột hòa tan vào nước 3.6.1.1 Kích thước lỗ rỗng[7] 28 28 Hình Khuếch tán bong bóng Kích thước lỗ khuếch tán ảnh hưởng đến kích thước bong bóng khí tạo với khuếch tán bong bóng khí.Hai bong bóng nhỏ có diện tích bề mặt lớn bong bóng lượng khí Diện tích bề mặt lớn tăng khả tiếp xúc với bong bóng khí nước, tăng tỷ lệ chuyển giao khối lượng ozone vào nước Điều quan trọng lựa chọn khuếch tán bong bóng để tìm kích thước lỗ nhỏ 3.6.1.2 Chiều cao cột nước[7] Chiều cao cột nước ảnh hưởng đến hiệu chuyển giao khối lượng lớn.Bộ khuếch tán nên đặt cột, theo cách này, bong bóng khí phải với khoảng cách lớn cột nước trước thoát vào không gian đầu Cột cao kéo dài thời gian mà bong bóng tiếp xúc với nước hòa tan vào nước Quan trọng hơn, cột cao tạo áp suất cao cột Áp suất cao sử dụng sức mạnh lớn bề mặt bong bóng ảnh hưởng tới lượng khí nhiều 3.6.1.3 Ứng dụng thực tế [7] Khuyếch tán bọt khí hòa tan ozone vào nước có hiệu quả; Tuy nhiên, khuếch tán lỗ chân lông tốt phải sử dụng với cột nước cao.Cột nước thấp 10 feet thường đạt 50% hiệu chuyển giao khối lượng.Cột nước 20 feet đạt hiệu khối lượng chuyển nhượng lên đến 90%.Khi thiết kế hệ thống xử lý nước cách sử dụng khuếch tán bọt khí trì an toàn mức độ cao ozone không tan thoát khỏi trụ không gian nước 3.6.1.4 Ưu nhược điểm Ưu điểm: • • • Chi phí thấp Dễ dàng cài đặt Năng lượng thấp - không yêu cầu máy bơm nước Nhược điểm: • • • Không hiệu - dao động từ 10-25% (phụ thuộc vào chiều cao nước) Cột nước cao / tàu thường yêu cầu Khó khăn để sử dụng dòng nước áp lực 3.6.2 Vòi phun nước [7] Một vòi phun nước phương pháp phổ biến việc bơm ozone ứng dụng công nghiệp Một vòi phun nước kết hợp phương pháp bơm ozone cung cấp hiệu chuyển giao khối lượng tốt thiết bị Một vòi phun nước đòi hỏi chênh lệch áp suất thiết bị để tạo chân không để kéo lượng khí ozone vào thiết bị Sau đó, sử dụng cánh quạt trộn khí trộn với nước 29 29 Một vòi phun nước tạo bong bóng nhỏ muốn chuyển khối lượng lớn, hành động lớn để hủy bỏ trộn khí vào nước.Sử dụng vòi phun nước đạt tốc độ truyền tải khối lượng 90% Hình Vòi phun nước 3.6.2.1 Áp lực nước Đối với vòi phun nước để làm việc có hiệu phải có chênh lệch áp suất đầu vào đầu thiết bị Điều thường đòi hỏi máy bơm nước riêng biệt để tăng áp lực nước đầu vào vòi phun nước.Đó sau quan trọng đầu vòi phun nước không bị cản trở ngăn cản cách Chúng đề nghị đặt đồng hồ đo áp lực trực tiếp đầu vào đầu vòi phun nước.Điều giúp xử lý cố xác định hiệu thiết bị 3.6.2.2 Hệ thống khí thải Sử dụng vòi phun nước đòi hỏi phương pháp loại bỏ oxy không hòa tan ozone từ nước.Không giống khuếch tán bọt khí mà bong bóng tự nhiên di chuyển lên trụ không gian thoát khỏi hệ thống đường ống, vòi phun nước phương pháp loại bỏ khí không hòa tan Bồn chứa nước phương pháp phổ biến, có buồng để khí cột sử dụng Cửa thông gió ozne sử dụng loại bỏ khí thải nơi an toàn Nếu hệ thống buồng khí không sử dụng ,các bong bóng khí dư thừa mang ozone lại hệ thống khí thải thải vị trí không mong muốn gây vấn đề an toàn Ngoài ra, khí dư thừa bay số hòa tan ozone trở lại dạng khí 3.6.2.3 Hệ thống ống nước Vòi phun nước trở thành phần hệ thống đường ống dẫn nước Một máy bơm thường đặt trước vòi phun, bồn chứa sau phun Một vòng tròn thường sử dụng phép điều chỉnh lượng nước chảy qua vòi phun linh hoạt Thực theo liên kết để trang web Mazzei cho số ví dụ tuyệt vời tùy chọn hệ thống ống nước 3.6.2.4 30 Nhiệt độ nước 30 Độ tan ozone vào nước nhiệt độ phụ thuộc Nhiệt độ thấp đạt mức độ ozone hòa tan lớn tỷ lệ hòa tan cao Tỷ lệ hòa tan phần tối đa chất lỏng sang khí gas đạt khí định Trong có nhiều yếu tố khác ảnh hưởng đến khối lượng chuyển nhượng ozone vào nước, đơn giản để hiểu nhiệt độ nước thấp tăng khả hòa tan, tỷ lệ hòa tan làm tăng khối lượng chuyển nhượng ozone vào nước tăng o C Độ hòa tan 64 5 10 39 15 31 20 24 25 24 30 15 35 12 Bảng Độ tan khí ozone 3.6.2.5 Áp lực nước Áp lực nước đóng vai trò hòa tan ozone vào nước Khi khí ozone thêm vào nước áp suất cao lượng nhiều đặt tường bong bóng khí Lượng cho phép ozone hòa tan vào nước hiệu Bất kỳ phương pháp thêm ozone hiệu toàn hệ thống vận hành áp suất cao Ví dụ, áp lực nước 35 PSI có khoảng hai lần độ hòa tan áp lực nước 10 PSI 3.6.2.6 Nồng độ Ozone nồng độ cao hòa tan vào nước hiệu so với ozone nồng độ thấp 31 31 Hình Biểu đồ nồng độ ozone 3.6.2.7 Ưu nhược điểm Ưu điểm: Ozone tốc độ truyền tải khối lượng cao (lên đến 98% áp lực, 50-70% w áp / vào) • Yêu cầu bảo trì tối thiểu • Nhiều kiểm soát quán theo thời gian • Hoạt động tốt hai dòng chất lỏng áp lực bị xì • Nhược điểm: Yêu cầu lượng từ máy bơm tăng áp, cung cấp nước áp lực để đạt việc chuyển giao 98% không cung cấp cho bạn 50-70% 32 32 CHƯƠNG : ỨNG DỤNG TRONG ĐỜI SỐNG CLO [8] Mục đích clo để khử trùng nước, có nhiều lợi ích khác Không giống số phương pháp khử trùng khác ozon hóa tia cực tím, Khử trùng clo có xảy clo dư để làm giảm nguy mầm bệnh táiphát nướctrong bể lưu trữ hệ thống phân phối nước Đôi khi, hệ thống phân phối mộtkhoảng cách hợp lý từ bể chứa phần cuối nơi nước không sử dụng,tác nhân gây bệnh phát triển lại theo quy tắc (clo) dư trì xử lýnước đến nơi để tiêu thụ Điều dẫn đến chất lượng nước chất nhờn vàmàng sinh học hệ thống phân phối kết thúc làm ô nhiễm nước sạch, xử lýđược phân phối Cơ quan môi trường nhiều phủ thiết lập nguyên tắc, tiêu chuẩncho số lượng Clo dư phải có mặt tất điểm hệ thống Tỉnh Clo dư Alberta 0.2mg/L – 4.0 mg/L British Columbia Không có tiêu chuẩn Manitoba > 0.5 mg/L Newfoundland and Labrador > 0.3 mg/L New Brunswick Phụ thuộc vào giấy phép Nova Scotia 0.2 mg/L – 4.0 mg/L Ontario 0.05mg/L Prince Edward Island Không có tiêu chuẩn Quebec >0.3 mg/L Saskatchewan > 0.1 mg/L Northwest Territories and Nunavut > 0.2 mg/ L Yukon > 0.2mg/L Bảng Nồng độ clo dư tỉnh Ngoài clo dùng để tẩy trắng quần áo, bột giấy; điều chế nhựa PVC, chất màu, cao su; điều chế nước giaven, clorua vôi 33 33 OZONE 2.1 Ứng dụng ozone công nghiệp: Ozone sử dụng để tẩy trắng đồ vật tiêu diệt vi khuẩn Rất nhiều hệ thống nước sinh hoạt công cộng sử dụng khí ozone để khử vi khuẩn thay sử dụng clo Ozone không tạo thành hợp chất hữu chứa clo, chúng không tồn nước sau xử lý, số hệ thống cho thêm chút clo vào để ngăn cản phát triển vi khuẩn đường ống Sau số ứng dụng cụ thể loại khí công nghiệp: - Khử trùng nước uống trước đóng chai - Khử chất gây ô nhiễm có nước phương pháp hóa học (sắt, asen, sulfua hiđrô, nitrit, chất hữu phức tạp liên kết với tạo "màu" nước - Hỗ trợ trình kết tụ (là trình kết tụ phân tử, sử dụng trình lọc để loại bỏ sắt asen) - Làm tẩy trắng vải (việc sử dụng để tẩy trắng cấp sáng chế) - Hỗ trợ gia công chất dẻo (plastic) phép mực kết dính - Đánh giá tuổi thọ mẫu cao su để xác định chu kỳ tuổi thọ lô cao su 2.2 Ứng dụng Ozone y tế Ozone sử dụng số trường hợp y tế Nó sử dụng để ảnh hưởng tới cân chống ôxi hóa - hỗ trợ ôxi hóa thể, thông thường thể phản ứng với diện cách sản sinh enzym chống ôxi hóa Liệu pháp ozone sử dụng y học thử nghiệm, việc gây nhiều nghi vấn chưa nghiên cứu kiểm nghiệm cách khoa học cẩn thận Liệu pháp nguy hiểm ozone chất ăn mòn mạnh Tại Mỹ, liệu pháp ozone bất hợp pháp, FDA chưa cho phép thử nghiệm người Ít có người chết sử dụng liệu pháp Mỹ Tuy nhiên, máy "làm không khí" để sản xuất ozone bày bán thị trường Mỹ 2.3 34 Ứng dụng Ozone nuôi trồng thủy sản 34 Tại Việt Nam, việc tăng diện tích nuôi trồng cách nhanh chóng sử dụng phương pháp nuôi trồng thủy sản lạc hậu gây hậu nghiêm trọng cho môi trường dẫn Người nông dân lạm dụng thuốc hóa học để trị bệnh cho tôm dẫn đến việc dư lượng kháng sinh tôm, cá vượt mức cho phép dẫn đến tôm, cá chết hàng loạt địa phương kéo theo làm ảnh hưởng đến việc xuất sản phẩm sức khỏe người tiêu dùng Để khắc phục nhược điểm trên, Việt Nam ứng dụng công nghệ nuôi trồng thủy sản công nghệ Vi Sinh, công nghệ sử dụng khí ozone máy ozone…, công nghệ mà nhiều nước giới sử dụng Việc ứng dụng ozone xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản trước chưa áp dụng Việt Nam sử dụng phổ biết Mỹ, Hàn Quốc Ấn Độ mang lại lợi ích to lớn cho người nông dân cải thiện môi trường Ngoài việc sử dụng khí ozone đem lại lợi ích sau: - Cung cấp Ozone + Không khí với dòng nước đối lưu, giúp giảm thiểu lượng vi rút gây bệnh cung cấp đủ lượng oxy cho tôm, cá sinh sống đáy ao nuôi, không cần sử dụng hóa chất hay chế phẩm khác - Cung cấp lượng Ozone + Không khí bơm thẳng xuống đáy hồ giúp tiêu hủy vi rút gây bệnh, phân hủy thức ăn thối rữa, giúp tôm hấp thụ lượng thức ăn để phát triển, gia tăng mật độ tôm nuôi - Cung cấp đủ không khí xuống đáy ao nuôi giúp giảm lượng khí ammoniac, giảm lượng khí H2S đáy ao gia tăng lượng khí oxy hòa tan 35 35 CHƯƠNG : KẾT LUẬN Sử dụng khử trùng phương pháp hóa học phương pháp phổ biến việc xử lý nguồn nước hộ gia đình, khu công nghiệp số nơi toàn giới Clo hóa phương pháp phổ biến khử trùng nước sử dụng cho nhiềunăm Nó chứng minh có hiệu để tiêu diệt vi khuẩn virus Với lo ngại trihalomethanes, chất gây ung thư sản phẩm phụ việc khử trùng, nhiều người trở nên dự việc tiếp tục thực trình này.Mặc dù khử trùng clo có số nhược điểm, tiếp tục phổ biến nhất,phương pháp đáng tin cậy, chi phí-hiệu khử trùng nước Khử trùng ozone đem lại hiệu không việc khử trùng clo Tùy nhu cầu mức độ phản ánh chất lượng nước xứ lý có tốt hay không nhà sản xuất áp dụng phương pháp cho phù hợp, đem lại hiệu kinh tế cao lợi nhuận 36 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] safewater.org :13-40 ; 100-127 ; 140-165 ; 166-188 ; 189-203 ; 69-112 ; 52-100 ; 32-34; 35-62 [2] scholar.lib.vt.edu : 45-49 ; 50-58 ; 77-92 [3] cdc.gov/safewater/pdf/chlorination-2014.pdf : 1-17 ; 28-33 ; 34-43 ; 44-65 ; 66-76 [4] gwpumps.com/purification/chlorintation-system/ [5] youtube.com/watch?v=1Ve-ks-fU3M [6]ozonesolutions.com/info/ozone-and-wastewater-disinfection [7] ozonesolutions.com/info/ozone-water-treatment [8]safewater.org [9] kdheks.gov : 10-36 ; 37- 81 ; 82-189  37 37 [...]... trong quá trìnhkhử trùngthờigian Bước 6.Xốihệ thống sau khinướcđã đượckhử trùng bằng clotrong hệ thốngchothời giankhử trùngmong muốn.Không cho phépmột liều lượng lớnchlorineđểnhập vào hệ thốngnước thảinhà hoặcđếnnhà máymà bạnkhông muốnbị hư hỏng.Thay vào đó,chỉ đạo cácốngvào một ổ đĩasỏi hoặcđường bộ.Mởvòi nướcbên ngoàivàtuôn rahệ thốngcho đến khikhông có mùiclođược phát hiện.Tuôn ravòi nướcb nghệ thốngvòi... trihalomethanes, một chất gây ung thư sản phẩm phụ của việc khử trùng, nhiều người đã trở nên do dự trong việc tiếp tục thực hiện quá trình này.Mặc dù khử trùng bằng clo có một số nhược điểm, nhưng nó vẫn tiếp tục được phổ biến nhất ,phương pháp đáng tin cậy, và chi phí-hiệu quả khử trùng nước Khử trùng bằng ozone cũng đem lại hiệu quả không kém việc khử trùng bằng clo Tùy nhu cầu cũng như mức độ phản ánh về chất... giảm lượng khí H2S dưới đáy ao và gia tăng lượng khí oxy hòa tan 35 35 CHƯƠNG 4 : KẾT LUẬN Sử dụng khử trùng bằng phương pháp hóa học là phương pháp phổ biến nhất hiện nay trong việc xử lý nguồn nước tại các hộ gia đình, khu công nghiệp và một số nơi trên toàn thế giới Clo hóa là một phương pháp rất phổ biến của khử trùng nước đã được sử dụng cho nhiềunăm Nó đã chứng minh là có hiệu quả để tiêu diệt... số ứng dụng cụ thể của loại khí này trong công nghiệp: - Khử trùng nước uống trước khi đóng chai - Khử các chất gây ô nhiễm có trong nước bằng phương pháp hóa học (sắt, asen, sulfua hiđrô, nitrit, và các chất hữu cơ phức tạp liên kết với nhau tạo ra "màu" của nước - Hỗ trợ trong quá trình kết tụ (là quá trình kết tụ của các phân tử, được sử dụng trong quá trình lọc để loại bỏ sắt và asen) - Làm sạch... sản phẩm hóa chất ăn mòn Đánh giá cao các giải pháp hypochlorite tập trung là không ổn định và tạo ra sản lượng clorat Kém hiệu quả với độ pH cao Oxy phân hủy các sản phẩm có thể được sản xuất, góp phần tăng trưởng vi khuẩn nếu tỷ lệ clo dư không được duy trì 13 Bảng 2: Ưu và nhược điểm của việc khử trùng clo 2 HỆ THỐNG KHỬ TRÙNG BẰNG CLO 2.1 Hệ thống khử trùng clo SWS 2.1.1 Nguồn gốc [3] Hệ thống an... thải.Sử dụng ozone để khử trùng có thể đưa ra việc loại bỏ một công nghệ thứ hai được sử dụng để loại bỏ màu • Quá trình oxy hóa của các hợp chất tạo mùi hôi trong nước cũng có thể là một tác dụng phụ của việc sử dụng ozone trong nước thải .Bằng cách loại bỏ các hợp chất kiểm soát mùi có thể được hoàn thành trong quá trình khử trùng • Loại bỏ vi sinh ô nhiễm trong nước của việc khử trùng ozone được chú... kháng sinh trong tôm, cá vượt quá mức cho phép dẫn đến tôm, cá chết hàng loạt tại các địa phương kéo theo đó làm ảnh hưởng đến việc xuất khẩu sản phẩm cũng như sức khỏe người tiêu dùng Để khắc phục các nhược điểm trên, hiện nay Việt Nam đã ứng dụng các công nghệ mới trong nuôi trồng thủy sản như công nghệ Vi Sinh, công nghệ sử dụng khí ozone trong máy ozone…, các công nghệ mà nhiều nước trên thế giới... thực hiện để đảm bảo clo thích hợpđược duy trì trong suốt hệ thống phân phối 1.12 Ưu và nhược điểm của việc khử trùng clo Ưu điểm Quá trình oxy hóa của sắt và mangan Cải thiện xử lý nước và màu sắc Có thể cải thiện sự đông lại và kết quả lọc Hiệu quả diệt khuẩn Clo là giải pháp dễ nhất và rẻ nhất bất kể kích thước của hệ thống Đây là phương pháp sử dụng rộng rãi nhất và do đó nổi tiếng nhất Clo có... DNA(hai quá trình đó là cần thiết cho sự sống còn tế bào) 1.11 Thời điểm và cách để khử trùng nước bằng clo[1] Khử trùng bằng clo có thể được thực hiện bất cứ lúc nào / thời điểm nào trong suốt quá trình xử lý nước – không có một thời gian cụ thể khi clo phải thêm vào Mỗi điểm của ứng dụng clo sẽ kiểm soát một mối quan tâm chất gây ô nhiễm nước khác nhau, do đó cung cấp sự phân bố tính chất của hệ thống. .. gian tiếp xúc 20 phút là cần thiết cho hệ thống khử trùng bằng clo Bể áp lực sử dụng khí nén trong một khoang kín để hoạt động như một bộ đệm để lưu trữ các áp lực được tạo ra bởi các máy bơm dựa trên áp lực đang cảm nhận, chuyển đổi áp suất bật / tắt máy bơm tốt hầu hết các hệ thống nước khử trùng bằng clo cũng sử dụng công tắc áp lực để bật / tắt máy bơm dự trữ hóa chất đồng thời các máy bơm cũng bật ... nhiều biện pháp khử trùng có hiểu : Khử trùng chất oxi hóa mạnh : Cl2, hợp chất Clo, O3, KMnO4 Khử trùng tia vật lý : tia cực tím Khử trùng siêu âm Khử trùng phương pháp nhiệt Khử trùng ion kim... CHƯƠNG : KẾT LUẬN Sử dụng khử trùng phương pháp hóa học phương pháp phổ biến việc xử lý nguồn nước hộ gia đình, khu công nghiệp số nơi toàn giới Clo hóa phương pháp phổ biến khử trùng nước sử... ion kim loại nặng 5 CHƯƠNG : KHỬ TRÙNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC Cơ sở phương pháp hóa học sử dụng chất oxy hóa mạnh để oxy hóa men tế bào vi sinh tiêu diệt chúng Các hóa chất thường dùng : clo,