TIỂU LUẬN CUỐI KỲ TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC TRONG THỰC PHẨM

KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM TIỂU LUẬN CUỐI KỲ TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC TRONG THỰC PHẨM MÃ MÔN HỌC: PVFB422050_03CLC Thực : Nhóm 1, Thứ 2, Tiết 10-11 GVHD : Th.S Đặng Thị Ngọc Dung  Thành phố Thủ Đức, ngày 31 tháng năm 2021  DANH SÁCH NHÓM THAM GIA VIẾT TIỂU LUẬN HỌC KỲ II NĂM HỌC 2020 - 2021 Nhóm số (Lớp thứ tiết 10-11) Tên đề tài: Tổng quan công nghệ xử lý nước dùng thực phẩm Danh sách thành viên STT HỌ VÀ TÊN MÃ SỐ TỶ LỆ % SINH VIÊN SINH VIÊN HỒN THÀNH 01 Phịng Ngọc Dung 19116070 100% 02 Nguyễn Thị Ly Na 19116016 100% 03 Ngô Thanh Thúy 19116131 100% 04 Hồ Ngọc Minh Thư 19116008 100% Ghi chú: - Nhóm trưởng: Ngơ Thanh Thúy SĐT: 0967699576 _ Nhận xét Giáo viên: Ngày.… tháng năm 2021 Giáo viên chấm điểm KẾ HOẠCH PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ VIẾT TIỂU LUẬN ĐỀ TÀI MÔN CNSX NƯỚC GIẢI KHÁT VÀ RAU QUẢ HỌC KỲ II NĂM HỌC 2020-2021 Mã lớp môn học: PVFB422050_03CLC Giảng viên hướng dẫn: Th.S Đặng Thị Ngọc Dung Tên đề tài: Tổng quan công nghệ xử lý nước dùng thực phẩm Bảng phân cơng nhiệm vụ: Nội dung hồn thành Giới thiệu công nghệ xử lý nước thực phẩm Phương pháp vật lý Sinh viên hoàn thành Mức độ hồn thành Ngơ Thanh Thúy Tốt Phịng Ngọc Dung Tốt Nguyễn Thị Ly Na Tốt Hồ Ngọc Minh Thư Tốt Hồ Ngọc Minh Thư Tốt Ngọc Dung, Ly Na, Minh Thư Tốt Ý nghĩa kiểm định nước Ngô Thanh Thúy Tốt Tiêu chuẩn nước uống Ngô Thanh Thúy Tốt Phương pháp hóa học Phương pháp xử lý chuyên sâu lượng Phương pháp hóa lý Khử mùi nước lần Sinh viên ký tên MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU Giới thiệu công nghệ xử lý nước thực phẩm NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP VẬT LÝ 2.1 2.1.1 Phương pháp lắng 2.1.2 Phương pháp lọc màng Membrane 2.2 Phương pháp học Phương pháp khử trùng 20 2.2.1 Phương pháp khử trùng nhiệt 20 2.2.2 Khử trùng tia cực tím UV 20 2.2.3 Phương pháp sóng siêu âm 21 PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC 21 3.1 Trung hòa - neutralization 21 3.2 Trao đổi ion – ion exchange 22 3.3 Oxy hóa khử - Oxidation and Reduction 23 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHUYÊN SÂU VỀ NĂNG LƯỢNG (ENERGY INTENSIVE TREATMENT TECHNOLOGIES) 24 4.1 Khí (Ozone) 24 4.2 Tia cực tím (UV Light) 25 PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ 26 5.1 Quá trình keo tụ tạo bơng 26 5.2 Phương pháp trích ly 27 5.3 Phương pháp tuyển 27 5.4 Phương pháp hấp phụ 29 KHỬ MÙI NƯỚC MỘT LẦN NỮA (WATER DISINFECTION ONE MORE TIME) 30 Ý NGHĨA KIỂM ĐỊNH NƯỚC 33 TIÊU CHUẨN NƯỚC UỐNG HIỆN NAY 36 KẾT LUẬN 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 LỜI GIỚI THIỆU Nước đóng vai trị vơ quan trọng sống chúng ta, nước tham gia vào phản ứng hóa sinh thể, dung mơi hịa tan chất, có vai trị vận chuyển chất môi trường cho vi sinh vật phát triển… Đặc biệt ngành Cơng nghệ Thực phẩm nước lại đóng vai trị vơ thiết thực, nước chiếm số lượng định hầu hết tất thực phẩm, từ thực phẩm dạng khô đến thực phẩm dạng lỏng Thơng qua việc kiểm sốt hoạt độ nước cho phép sản phẩm bảo quản Với đề tài “Tổng quan công nghệ xử lý nước dùng thực phẩm” nhóm chúng em vinh dự đón nhận đề tài Nhóm cố gắng tìm hiểu từ nguồn thông tin sách khoa học, hướng dẫn giáo viên, báo chí, mạng xã hội, sách thư viện tổng hợp, lựa chọn phù hợp, thật để làm nên tiểu luận Giới thiệu công nghệ xử lý nước thực phẩm Cả bốn nhóm cơng nghệ kết hợp xử lý nước, chúng sử dụng số tổ hợp lựa chọn tùy thuộc vào mục tiêu xử lý nước Trong số lớp cơng nghệ chung, có loạt công nghệ phần cứng riêng lẻ mà người ta lựa chọn Việc lựa chọn khơng quy trình đơn vị phần cứng thích hợp từ bên nhóm cơng nghệ, mà kết hợp tối ưu phần cứng quy trình đơn vị từ bốn nhóm phụ thuộc vào yếu tố như: a Nước thải cuối khỏi nhà máy phải đến mức b Số lượng tính chất nước đầu vào mà cần xử lý c Các tính chất vật lý hóa học chất nhiễm mà cần loại bỏ làm cho trung tính nước thải đầu d Tính chất vật lý, hóa học nhiệt động học chất thải rắn sinh từ trình xử lý nước e Chi phí xử lý nước, bao gồm chi phí xử lý, xử lý tìm nhà tập kết chất thải rắn Để hiểu rõ điều này, lùi lại quan điểm Tất quy trình bao gồm số quy trình đơn vị, quy trình tạo thành từ hoạt động đơn vị Các quy trình đơn vị giai đoạn riêng biệt hoạt động sản xuất Mỗi người tập trung vào công đoạn loạt công đoạn, đưa sản phẩm đến dạng cuối thành cơng Và tiêu chí tập trung vào chất lượng nước cuối NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP VẬT LÝ 2.1 Phương pháp học 2.1.1 Phương pháp lắng Bể lắng có nhiệm vụ làm sơ trước đưa nước vào bể lọc để hoàn thành q trình làm nước Theo chiều dịng chảy, bể lắng phân thành: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng lớp mỏng bể lắng có lớp cặn lơ lửng Trong bể lắng ngang, dòng nước thải chảy theo phương ngang qua bể với vận tốc không lớn 16,3 mm/s Các bể lắng ngang thường sử dụng lưu lượng nước lớn 3.000 m3/ngày Đối với bể lắng đứng, nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ lên đến vách tràn với vận tốc 0,3-0,5 mm/s Hiệu suất lắng bể lắng đứng thường thấp bể lắng ngang từ 10 đến 20% • Bể lắng đứng Nguyên lý hoạt động Trong bể lắng đứng nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ lên trên, hạt rơi ngược chiều với chiều chuyển động dòng nước từ xuống Khi xử lý nước không dùng chất keo tụ, hạt cặn có tốc độ rơi lớn tốc độ dâng dòng nước sẻ lắng xuống Còn hạt có tốc độ rơi nhỏ tốc độ dâng dòng nước lơ lửng bị theo dịng nước leenn phía bể Khi sử dụng nước có chất keo tụ, tức nước chứa hạt kết dính, ngồi hạt cặn có tốc độ rơi ban đầu lớn tốc độ rơi dòng nước lắng xuống được, hạt cặn khác lắng xuống Tuy nhiên hiệu lắng đứng không phụ thuộc vào chất keo tụ, mà phụ thuộc vào phân bố dòng nước lên chiều cao vùng lắng phải đủ lớn thi hạt cặn kết dính với đươc Hình 1: Bể lắng đứng Bể lắng lớp mỏng có cấu tạo giống bể lắng ngang thông thường, khác với bể lắng ngang vùng lắng bể lắng lớp mỏng đặt thêm vách ngăn thép không gỉ nhựa Các vách ngăn nghiêng góc 450 ÷ 600 so với mặt phẳng nằm ngang song song với Do có cấu tạo thêm vách ngăn nghiêng, nên bể lắng lớp mỏng có hiệu suất cao so với bể lắng ngang Diện tích bể lắng lớp mỏng giảm 5,26 lần so với bể lắng ngang túy Bể lắng có lớp cặn lơ lửng có ưu điểm khơng cần xây dựng bể phản ứng, trình phản ứng tạo kết tủa xảy điều kiện keo tụ tiếp xúc, lớp cặn lơ lửng bể lắng Hiệu xử lý cao bể lắng khác tốn diện tích xây dựng Tuy nhiên, bể lắng có cấu tạo phức tạp, kỹ thuật vận hành cao Vận tốc nước từ lên vùng lắng nhỏ 0,85 mm/s thời gian lưu nước khoảng 1,5 – • Bể lắng ngang Nguyên lý hoạt động Nước vào hệ thông phân phối hạt cặn lớn lắng xuống, nước sẻ qua vách hướng dòng ngăn chuyển động rối nước vào vùng lắng hạt cặn nhỏ sẻ lắng xuống từ từ Nước bề mặt nước sẻ thu lại qua ống thu nước bề mặt Hình 2: Bể lắng ngang • Bể lắng ly tâm Nguyên lý hoạt động Nước cần xử lý theo ống trung tâm vào giửa ngăn phân phối, phân phối vào vùng lắng Trong vùng lắng nước chuyển động chậm dần từ tâm bể Ở cặn lắng xuống đáy nước thu vào máng vịng theo đường ống sang bể lọc Để thu bùn có thiết bị gạt gồm dầm chuyển động theo ray vòng trịn dầm reo giàn cào thép có bàn gạt phía nhở bàn gạt này, cặn lắng đáy dẩn vào phểu xã ngồi theo ống cặn Hình 3: Bể lắng ly tâm 2.1.2 Phương pháp lọc màng Membrane 2.1.2.1 Phương pháp vi lọc (MF) ❖ Định nghĩa Vi lọc loại q trình lọc vật lý chất lỏng bị nhiễm qua màng có kích thước lỗ đặc biệt để tách vi sinh vật hạt lơ lửng khỏi chất lỏng trình Thường sử dụng kết hợp với nhiều quy trình phân tách khác siêu lọc thẩm thấu ngược để để cung cấp dòng sản phẩm khơng có chất gây nhiễm khơng mong muốn ❖ Cấu tạo Vật liệu màng: Các vật liệu tạo thành màng sử dụng hệ thống vi lọc hữu vơ tùy thuộc vào chất gây ô nhiễm muốn loại bỏ loại ứng dụng Màng hữu tạo cách sử dụng nhiều loại polyme khác bao gồm cellulose acetate (CA), polysulfone, polyvinylidene fluoride, polyethersulfone polyamide Chúng sử dụng phổ biến tính linh hoạt tính chất hóa học chúng Màng vơ thường cấu tạo từ kim loại thiêu kết nhơm xốp Chúng thiết kế với nhiều hình dạng khác nhau, với loạt kích thước lỗ độ thấm trung bình Thiết bị màng Bộ lọc hình (Các hạt vật chất có kích thước lớn khe hở hình trình giữ lại thu thập bề mặt hình) Bộ lọc độ sâu (Vật chất hạt nhúng số bên phương tiện lọc, bề mặt lọc chứa hạt lớn hơn, hạt nhỏ thu giữ phần hẹp sâu phương tiện lọc.) Mô-đun màng vi lọc: Tấm khung (Tấm phẳng) Mơ-đun màng cho vi lọc dịng chết chủ yếu cấu hình khung Chúng sở hữu composite phẳng màng mỏng, nơi không đối xứng Da chọn lọc mỏng nâng đỡ lớp dày có lỗ chân lơng lớn Các hệ thống nhỏ gọn có thiết kế chắn, So với lọc dòng chảy chéo, cấu hình khung có chi phí đầu tư giảm; nhiên chi phí vận hành cao Việc sử dụng mô-đun khung áp dụng nhiều cho ứng dụng quy mô nhỏ đơn giản (phịng thí nghiệm) để lọc dung dịch loãng Xoắn ốc Thiết kế đặc biệt sử dụng để lọc dòng chảy chéo Việc thiết kế liên quan đến pleated màng gấp xung quanh đục lõi thấm nhập, giống vòng xoáy, mà thường đặt nồi áp suất Thiết kế đặc biệt ưu tiên dung dịch xử lý có nồng độ đậm đặc điều kiện nhiệt độ cao độ pH khắc nghiệt Cấu hình cụ thể thường sử dụng ứng dụng công nghiệp quy mô lớn vi lọc ❖ Nguyên tắc Vi lọc thường đóng vai trị q trình xử lý trước cho trình phân tách khác siêu lọc xử lý sau cho trình lọc phương tiện dạng hạt Kích thước hạt điển hình sử dụng cho vi lọc nằm khoảng từ 0,1 đến 10 μm Về trọng lượng phân tử gần đúng, màng tách đại phân tử có trọng lượng phân tử thường nhỏ 100.000 g / mol Các lọc sử dụng trình vi lọc thiết kế đặc biệt để ngăn chặn hạt cặn , tảo , động vật nguyên sinh vi khuẩn lớnđi qua lọc thiết kế đặc biệt Các vật liệu siêu nhỏ, nguyên tử ion nước (H2O), dạng đơn hóa trị ion Natri (Na+) Clorua (Cl-), chất hữu hòa tan tự nhiên , chất keo nhỏ vi rút qua qua lọc Chất lỏng lơ lửng qua với vận tốc tương đối cao khoảng 1-3 m / s áp suất thấp đến trung bình (khoảng 100-400 kPa ) song song tiếp tuyến với màng bán thấm dạng hình ống Một máy bơm thường lắp vào thiết bị xử lý phép chất lỏng qua lọc màng Ngoài cịn có hai cấu hình bơm, điều khiển áp suất chân không Một đồng hồ đo áp suất chênh lệch áp suất thông thường thường gắn để đo độ giảm áp suất dịng đầu dịng vào Hình 4: Thiết lập tổng thể cho hệ thống vi lọc Màng vi lọc sử dụng nhiều ngành công nghiệp chế biến nước , nước giải khát chế biến sinh học Dịng quy trình sau xử lý lọc vi mơ có tỷ lệ phục hồi thường dao động khoảng 90-98% ❖ Ứng dụng Có lẽ cơng dụng bật màng vi lọc liên quan đến việc xử lý nguồn cung cấp nước Màng lọc bước quan trọng việc khử trùng dịng nước hấp thụ Một dịng chảy chứa mầm bệnh động vật nguyên sinh Cryptosporidium Giardia lamblia nguyên nhân gây nhiều đợt bùng phát dịch bệnh Cả hai loài cho thấy khả kháng với chất khử trùng truyền thống (tức clo) Việc sử dụng màng MF thể phương tiện phân tách vật lý (một rào cản) thay phương pháp thay hóa học Theo nghĩa đó, q trình lọc khử trùng diễn bước nhất, loại bỏ chi phí bổ sung liều lượng hóa chất thiết bị tương ứng (cần thiết để xử lý lưu trữ) Tương tự, màng MF sử dụng nước thải thứ cấp để loại bỏ độ đục để xử lý khử trùng Ở giai đoạn này, chất đơng tụ (sắt nhơm ) thêm vào chất kết tủa phốt asen mà khơng hịa tan Một ứng dụng quan trọng khác màng MF nằm việc khử trùng lạnh đồ uống dược phẩm Trong lịch sử, nhiệt sử dụng để khử trùng đồ uống giải khát nước trái cây, rượu bia nói riêng, nhiên, mát hương vị dễ thấy rõ ràng đun nóng Tương tự, dược phẩm chứng minh tác dụng bổ sung nhiệt Màng MF sử dụng ngành cơng Ngồi nước thải chứa chất bẩn khác chất điện phân dòng điện qua làm thay đổi thành phần hố học tính chất nước, trạng thái chất khơng tan có q trình điện ly, phân cực, điện chuyển oxy hoá khử xãy Tuyển sinh học hoá học Dùng để cô đặc từ bể lắng đợt Cặn từ bể lắng đợt tập trung vào bể đặc biệt đun nóng tới nhiệt độ 35 – 550C vài ngày Do sinh vật phát triển làm lên men chất bẩn tạo bọt khí lên, kéo theo cặn lên bề mặt, sau gạt vớt lớp bọt Kết cặn giảm độ ẩm tới 80 % 5.4 Phương pháp hấp phụ ❖ Định nghĩa Hấp phụ chất bẩn hoà tan kết di chuyển phân tử chất từ nước vào bề mặt chất hấp phụ tác dụng trường lực bề mặt Trường lực bề mặt gồm có hai dạng: Hyđrat hố phân tử chất ta, tức tác dụng tương hỗ phân tử chất rắn hoà tan với phân tử nước Tác dụng tương hỗ phân tử chất bẩn bị hấp phụ với phân tử bề mặt chất rắn Khi xử lý nước thải phương pháp hấp phụ loại phân tử chất không phân ly thành ion sau loại chất phân ly Khả hấp phụ chất bẩn nước thải phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ Nhiệt độ thấp trình hấp phụ xãy mạnh q cao diễn q trình khứ hấp phụ Chính người ta dùng nhiệt độ để phục hồi khả hấp phụ hạt rắn cần thiết Các chất hấp thụ thướng dùng là: than hoạt tính, đất sét silicagel, keo nhôm, số chất tổng hợp chất thải sản xuất xỉ mạ sắt… Trong số này, than hoạt tính dùng phổ biến ❖ Mục đích: Phương pháp dùng để loại bỏ hết chất bẩn hoà tan vào nước mà phương pháp xử lý sinh học phương pháp khác không loại bỏ với hàm lượng nhỏ Thơng thường hợp chất hồ tan có độc tính cao chất có mùi vị màu khó chịu Sử dụng phương pháp hấp thụ hấp thụ đến 58 – 95% chất hữu màu ❖ Phân loại: Hấp phụ điều kiện tĩnh: Là không cho chuyển dịch tương đối phân tử nước so với phân tử chất hấp phụ mà chúng chuyển động với Hấp phụ điều kiện động 29 Là chuyển động tương đối phân tử nước so với phân tử chất hấp phụ Hấp phụ điều kiện động trình diễn cho nước thải lọc qua lớp vật liệu lọc hấp phụ Thiết bị để thực q trình gọi thùng lọc hấp phụ hay gọi tháp hấp phụ ❖ Ứng dụng Tách chất hữu phenol, alkylbenzen-sulphonic acid, thuốc nhuộm, hợp chất thơm từ nước thải than hoạt tính Có thể dùng than hoạt tính khử thuỷ ngân Có thể dùng để tách chất nhuộm khó phân huỷ ❖ Nhược điểm: Ứng dụng cịn hạn chế chi phí cao KHỬ MÙI NƯỚC MỘT LẦN NỮA (WATER DISINFECTION ONE MORE TIME) Xử lý nguồn cấp nước yếu tố an tồn, khơng phải biện pháp khắc phục Khi đánh giá phương pháp xử lý có, cần xem xét điểm sau chất khử trùng nước: a Chất khử trùng phải có khả tiêu diệt tất loại mầm bệnh số lượng có nước b Chất khử trùng phải tiêu diệt mầm bệnh thời gian để khử trùng c Chất khử trùng phải hoạt động bình thường biến động thành phần tình trạng nước d Chất khử trùng không làm cho nước trở nên độc hại không ngon e Chất khử trùng phải hoạt động phạm vi nhiệt độ nước f Chất khử trùng phải an toàn dễ xử lý g Chất khử trùng phải cho dễ dàng xác định nồng độ nước h Chất khử trùng phải cung cấp khả bảo vệ lại chống lại tái nhiễm bẩn Các kỹ thuật lọc loại bỏ sinh vật lây nhiễm khỏi nước Tuy nhiên, chúng thay cho việc khử trùng Sau phương pháp chung sử dụng để khử mùi nước: ❖ Đun sôi Điều liên quan đến việc đưa nước đến nhiệt độ sơi vật chứa tác nhân gia nhiệt Nước phải trì nhiệt độ từ 15 đến 20 phút Việc giúp khử trùng nước Đun sôi nước phương pháp điều trị hiệu khơng có bệnh quan trọng nước sinh vật chịu nhiệt gây ❖ Tia cực tím Cho nước tiếp xúc với tia cực tím để tiêu diệt mầm bệnh để đảm bảo xử lý triệt để, nước phải khơng bị đục khơng có màu 30 Vì ánh sáng tia cực tím khơng thêm vào nước, nên có khả tạo vấn đề mùi vị Mặt khác, xử lý tia cực tím khơng có tác dụng dư Hơn nữa, phải kiểm tra chặt chẽ để đảm bảo đủ lượng tia cực tím ln đạt đến điểm ứng dụng ❖ Sử dụng hóa chất khử trùng Phương pháp phổ biến để xử lý nước nhiễm bẩn sử dụng tác nhân hóa học khác có sẵn Trong số có clo, brom, iot, kali pemanganat, ion đồng bạc, kiềm, axit ozon Brom chất oxy hóa sử dụng thành cơng việc khử trùng nước bể bơi Nó đánh giá chất diệt khuẩn tốt Brom dễ tan vào nước khơng nguy hiểm bảo quản Nó dường khơng gây kích ứng mắt cho người bơi lội mùi khơng gây khó chịu Một chất khử trùng sử dụng rộng rãi để đảm bảo nước uống an toàn clo Để sử dụng gia đình, clo có sẵn dạng natri hypoclorit (thuốc tẩy gia dụng) sử dụng cho mục đích giặt tẩy khử trùng Sản phẩm chứa dung dịch natri hypoclorit 5,25% tương đương với 5% clo có sẵn Clo có sẵn dạng canxi hypoclorit bán dạng hạt khơ Ở dạng này, thường 70% clo có sẵn Khi sử dụng canxi hypoclorit, cần trộn vôi khử trùng clo để lắng cặn, bơm dung dịch Vì nhiều lý clo dạng lỏng (natri hypoclorit) sử dụng phổ biến gia đình Clo thường thêm vào nước với hỗ trợ máy bơm nạp hóa chất Clo cấp vào nước tiêu thụ q trình oxy hóa phân tử sắt, mangan hydro sunfua có mặt Một số clo trung hòa chất hữu Khi "nhu cầu clo" vật liệu đáp ứng, cịn lại lượng clo chưa tiêu thụ hết - "clo dư" Tỷ lệ nguồn cấp liệu thường điều chỉnh máy bơm nạp hóa chất để cung cấp lượng clo dư 0,5 - 1,0 ppm sau 20 phút tiếp xúc Điều đủ để tiêu diệt vi khuẩn coliform khơng thể tiêu diệt vi rút u nang có mặt Lượng clo dư không phục vụ cho việc khắc phục ô nhiễm gián đoạn vi khuẩn coliform mà cung cấp biến đổi nhỏ phân tử clo nhu cầu nước Các mầm bệnh gây bệnh sốt thương hàn, dịch tả bệnh kiết lỵ dễ dàng tiêu diệt xử lý clo Các động vật nguyên sinh dạng nang gây bệnh kiết lỵ có khả kháng clo cao Tuy nhiên, cịn thơng tin vi rút, số nhà chức trách cho chúng không mức cực đoan khả kháng clo Có ba thuật ngữ sử dụng trình clo hóa: nhu cầu clo, liều lượng clo dư lượng clo • Nhu cầu clo lượng clo bị khử tiêu hao trình oxy hóa tạp chất nước • Liều lượng clo lượng clo cấp vào nước • Clo dư lượng clo lại nước sau xảy q trình oxi hóa Ví dụ, nước có nhu cầu clo 2,0 ppm cấp vào nước với liều lượng clo 5,0 ppm, lượng clo dư 3,0 ppm 31 Đối với mục đích khẩn cấp, iốt sử dụng để xử lý nước uống Hiện nay, nhiều công tác thực để kiểm tra tác dụng iốt việc tiêu diệt vi rút mà vốn coi mầm bệnh kháng thuốc • Các thử nghiệm cho thấy 20 phút tiếp xúc với 8,0 ppm iốt đủ để tạo loại nước uống • Như thường lệ, lượng dư cần thiết thay đổi nghịch với thời gian tiếp xúc Phần dư thấp yêu cầu thời gian tiếp xúc lâu phần dư cao yêu cầu thời gian tiếp xúc ngắn • Mặc dù kết thử nghiệm đáng khích lệ, chưa đủ thông tin tác động sinh lý nước xử lý i-ốt hệ thống người Vì lý này, việc sử dụng phải xem xét trường hợp khẩn cấp Bạc nhiều hình thức khác sử dụng để tiêu diệt mầm bệnh • Nó thêm vào nước dạng chất lỏng thông qua phân hủy điện phân kim loại bạc • Nó đưa vào nước thơng qua q trình hấp thụ từ lọc tráng bạc Tuy nhiên, dao động tốc độ dòng chảy thường dẫn đến thay đổi lớn lượng bạc nước Ở nồng độ nhỏ, bạc có tính hủy diệt cao việc làm vi khuẩn mang bệnh • Ag khơng tạo mùi vị khó chịu sử dụng xử lý nước Hơn nữa, chất hữu khác không cản trở khả tiêu diệt vi khuẩn Ag trường hợp với clo tự • Chi phí cao nhu cầu tiếp xúc thời gian dài cản trở chấp nhận rộng rãi phương pháp Các ion đồng sử dụng thường xuyên để tiêu diệt tảo có mặt nước ion tương đối hiệu việc tiêu diệt vi khuẩn Các sinh vật mang bệnh bị ảnh hưởng mạnh độ pH nước Chúng khơng tồn nước có tính axit cao có tính kiềm cao Do đó, việc xử lý làm giảm tăng mạnh độ pH so với phạm vi bình thường từ 6,5 đến 7,5 phương tiện hiệu để tiêu diệt sinh vật Có nhiều tác nhân khác chứng minh thành công việc tiêu diệt mầm bệnh Nhiều tác nhân số phải trải qua trình thử nghiệm kéo dài tác dụng sinh lý chúng người Trong số có số chất hoạt động bề mặt Có số loại chất hoạt động bề mặt giúp tiêu diệt mầm bệnh Chất tẩy rửa cation dễ dàng tiêu diệt mầm bệnh Chất tẩy rửa anion có hiệu yếu việc tiêu diệt mầm bệnh Các chất hoạt động bề mặt chưa xem xét cách nghiêm túc để xử lý nước uống có mùi vị khó chịu có tác dụng độc hại Chlorine dioxide có khả tiêu diệt vi trùng tốt cách bất thường Nó chất oxy hóa mạnh Hiện nay, khử trùng clo dạng hay dạng khác coi chất khử trùng hiệu cho tất mục đích chung Chlorine dioxide có đầy đủ chấp nhận quan y tế Vẫn có số yếu tố ảnh hưởng đến khả khử trùng nước nó: • Lượng dư clo "tự do" có hiệu lượng dư clo "kết hợp" "cloramin" Chloramine hợp chất hình thành cách cho clo amoniac vào nước Phương pháp xử lý 32 sử dụng để kiểm soát phát triển vi khuẩn đường ống dài thiết bị khác, nơi hoạt động oxy hóa chậm mang lại lợi ích đặc biệt • Độ pH từ 6,0 đến 7,0 làm cho nước trở thành môi trường hiệu nhiều cho clo làm chất khử trùng so với giá trị pH cao khoảng 9,0 đến 10,0 • Hiệu lượng dư clo tăng lên nhiệt độ cao phạm vi nhiệt độ nước bình thường • Hiệu việc khử trùng tăng lên theo thời gian tiếp xúc • Các loại sinh vật không phản ứng theo cách giống điều kiện khác trình khử trùng clo • Nhu cầu clo nước tăng lên làm tăng lượng clo cần thiết để tạo lượng clo dư đạt yêu cầu Để đảm bảo tiêu diệt mầm bệnh, trình khử trùng clo phải đạt kiểm sốt định yếu tố tốt hai yếu tố để bù đắp cho biến động xảy Vì lý này, số quan có thẩm quyền chủ đề nhấn mạnh loại nồng độ clo dư phải kiểm soát để đảm bảo khử trùng đầy đủ Họ tuyên bố cách này, trình khử trùng clo tính đến biến đổi nhiệt độ, độ pH, nhu cầu clo loại sinh vật nước Nhiều chuyên gia cho riêng lượng clo dư đạt u cầu kiểm sốt đầy đủ việc khử trùng Theo ý kiến họ, trình khử clo-khử clo hoạt động tốt Ý NGHĨA KIỂM ĐỊNH NƯỚC ❖ Các kim loại nặng - đại diện cho vấn đề ô nhiễm nước ngầm Cách tốt để xác định diện chúng kiểm tra nước phịng thí nghiệm liên hệ với sở y tế quận Có lo ngại việc tiếp xúc mãn tính với hàm lượng kim loại nặng thấp nước uống ❖ Độ đục - chất rắn lơ lửng, tức nước bùn, đục Độ đục không mong muốn ba lý do: Chất rắn chứa kim loại nặng, mầm bệnh chất gây ô nhiễm khác, độ đục làm giảm hiệu kỹ thuật xử lý nước cách che chắn mầm bệnh khỏi tác hại hóa chất nhiệt, trường hợp xử lý tia cực tím, tự hấp thụ ánh sáng tia cực tím ❖ Hợp chất hữu - Nước bị nhiễm số hợp chất hữu cơ, chẳng hạn cloroform, xăng, thuốc trừ sâu thuốc diệt cỏ từ nhiều hoạt động ứng dụng công nghiệp nông nghiệp Các chất gây ô nhiễm phải xác định thử nghiệm phịng thí nghiệm Khơng có khả nước ngầm đột ngột bị ô nhiễm, trừ lượng hóa chất phép vào giếng thấm vào tầng chứa nước Một ngoại lệ tầng chứa nước nằm đá vôi Nước không chảy nhanh qua đá vơi, mà đá cịn dễ tạo thành kênh thẳng đứng hố sụt nhanh chóng cho phép nhiễm từ nước bề mặt Nước mặt cho thấy khác biệt lớn mức độ nhiễm hóa chất khác biệt lượng mưa, canh tác theo mùa mức nước thải cơng nghiệp Ngồi ra, số hydrocacbon (đặc biệt hydrocacbon clo) hình thành loại chất gây ô nhiễm đặc biệt rắc rối Đây nhóm hóa chất gọi DNAPL Chúng bao gồm hóa chất sử dụng giặt hấp, bảo quản gỗ, vận hành nhựa đường, gia công sản xuất sửa chữa ô tô, thiết bị hàng không, bom, đạn thiết bị điện Những chất nặng nước chúng chìm xuống đất nhanh chóng Điều làm cho cố tràn DNAPL khó xử lý cố tràn sản phẩm dầu mỏ Đối với sản phẩm dầu mỏ, vấn đề nước ngầm hòa tan số hợp chất 33 chất dễ bay Các hợp chất sau di chuyển theo dịng nước ngầm Ngoại trừ thành phố lớn, nước uống kiểm tra chất gây ô nhiễm Việc thải bỏ hóa chất có khả hòa tan nước thấp tỷ trọng lớn nước dẫn đến hình thành vùng nhiễm ngun chất khác biệt đất nước ngầm Những hóa chất thường dung môi gọi chung Chất lỏng pha đặc không chứa nước (DNAPL) Do mật độ tương đối cao, chúng có xu hướng di chuyển xuống đất nước ngầm, để lại lượng nhỏ dọc theo đường di cư, chúng đạt đến lớp không thấm nước, nơi chúng tụ lại vũng nước rời rạc Chúng có xu hướng di chuyển theo chiều ngang tác động trọng lực hòa tan từ từ vào nước ngầm, cung cấp nguồn lâu dài cho nước ngầm bị nhiễm mức độ thấp Do mơ hình chuyển động chúng nên khó phát hiện, xác định đặc điểm xử lý nhiễm DNAPL ❖ Tác nhân gây bệnh - Chúng bao gồm động vật nguyên sinh, vi khuẩn virus U nang động vật nguyên sinh tác nhân gây bệnh lớn nước uống nguyên nhân gây nhiều trường hợp bệnh qua đường nước U nang động vật ngun sinh có kích thước từ đến 15 𝜇m (một micrơmet phần triệu mét), chui qua nhỏ sơ hở Để đảm bảo lọc nang, nên sử dụng lọc có kích thước lỗ tuyệt đối từ 𝜇m trở xuống Hai mầm bệnh động vật nguyên sinh phổ biến Giardia lamblia (Giardia) Cryptosporidium (Crypto) Cả hai sinh vật gây nhiều ca tử vong năm gần Hoa Kỳ Canada, ca tử vong xảy người trẻ người già, người bị bệnh hệ miễn dịch bị suy giảm Nhiều trường hợp tử vong kết tình trạng Cả hai bệnh khơng có khả gây tử vong cho người lớn khỏe mạnh, không điều trị Ví dụ Milwaukee vào tháng năm 1993, số 400.000 người chẩn đoán mắc bệnh Crypto, có 54 trường hợp tử vong có liên quan đến bùng phát, 84% số bệnh nhân AIDS Bên Hoa Kỳ nước phát triển khác, động vật nguyên sinh nguyên nhân gây nhiều trường hợp bệnh lỵ amip, điều khơng cịn vấn đề Hoa Kỳ, việc áp dụng công nghệ xử lý nước thải tiên tiến Điều thay đổi tình sinh tồn Các thử nghiệm tìm thấy Giardia / Crypto 5% giếng đứng 26% suối Hoa Kỳ Vi khuẩn nhỏ động vật nguyên sinh nguyên nhân gây nhiều bệnh sốt thương hàn, tả, tiêu chảy kiết lỵ Vi khuẩn gây bệnh có kích thước từ 0,2 đến 0,6 ~ m, cần có lọc 0,2 ~ m để ngăn ngừa lây truyền Việc ô nhiễm nguồn cung cấp nước vi khuẩn cho nguyên nhân dẫn đến dịch tả, tàn phá nước phát triển Ngay te Hoa Kỳ, E coli thường tìm thấy nguồn cung cấp nước bị ô nhiễm May mắn thay, vi khuẩn E coli tương đối vô hại mầm bệnh biến vấn đề không nhiều với vi khuẩn E coli tìm thấy, nỗi sợ vi khuẩn khác làm nhiễm nước Chưa bao giờ, tình trạng nước tiêu chảy E coli gây dẫn đến tử vong Một hàng trăm chủng vi khuẩn Escherichia coli, E coli O157: H7 nguyên nhân gây bệnh từ thực phẩm đường nước Mặc dù hầu hết chủng E coli vô hại sống ruột người động vật khỏe mạnh, chủng tạo độc tố mạnh gây bệnh nặng E coli 0157: H7 lần công nhận nguyên nhân gây bệnh đợt bùng phát vào năm 1982 bắt nguồn từ bánh hamburger bị ô nhiễm Kể từ đó, hầu hết trường hợp nhiễm trùng cho đến ăn thịt bị xay chưa nấu chín Tuy nhiên, số bị 34 ngấm nước Sự diện E coli nước dấu hiệu rõ ràng cho thấy gần nước thải chất thải chăn nuôi bị ô nhiễm Nước thải chứa nhiều loại sinh vật gây bệnh Vì E coli sinh từ chất thải người động vật, nên vi khuẩn thường xâm nhập vào nguồn nước uống qua mưa, tuyết tan dạng kết tủa khác, E coli bị trơi vào lạch, sơng, suối, hồ nước ngầm Khi nước sử dụng làm nguồn nước uống nước không xử lý xử lý khơng đầy đủ, E coli kết thúc nước uống E coli 0157: H7 hàng trăm chủng vi khuẩn E coli Mặc dù hầu hết chủng vô hại sống ruột người động vật khỏe mạnh, chủng tạo độc tố mạnh gây bệnh nặng Nhiễm trùng thường gây tiêu chảy máu nghiêm trọng đau quặn bụng; nhiễm trùng gây tiêu chảy không máu Thường xuyên không bị sốt Cần lưu ý triệu chứng thường gặp dẫn đến nhiều loại bệnh, nguồn khác ngồi nước uống bị ô nhiễm Ở số người, đặc biệt trẻ em tuổi người già, nhiễm trùng gây biến chứng, gọi hội chứng urê huyết tán huyết, tế bào hồng cầu bị phá hủy thận bị suy Khoảng 2% -7% trường hợp nhiễm trùng dẫn đến biến chứng Ở Hoa Kỳ, urê huyết tán huyết hội chứng nguyên nhân suy thận cấp trẻ em, hầu hết trường hợp hội chứng urê huyết tán huyết E coli O157: H7 Hội chứng urê huyết tán huyết tình trạng đe dọa tính mạng thường điều trị phịng chăm sóc đặc biệt Thường phải truyền máu lọc máu thận Khi chăm sóc tích cực, tỷ lệ tử vong hội chứng urê huyết tán huyết 3% 5% Các triệu chứng thường xuất vịng đến ngày, đến ngày Hầu hết người phục hồi mà không cần dùng kháng sinh điều trị cụ thể khác 5-10 ngày Khơng có chứng cho thấy thuốc kháng sinh cải thiện tiến trình bệnh, người ta cho điều trị số loại thuốc kháng sinh dẫn đến biến chứng thận Thuốc chống tiêu chảy, chẳng hạn loperamide (Imodium), nên tránh Các phương pháp phổ biến để xử lý nước bị nhiễm E coli sử dụng clo, tia cực tím ozone, tất có tác dụng tiêu diệt bất hoạt E coli Các hệ thống, sử dụng nguồn nước mặt, yêu cầu khử trùng để đảm bảo tất nhiễm vi khuẩn bị khử hoạt tính, chẳng hạn E coll Các hệ thống sử dụng nguồn nước ngầm không bắt buộc phải khử trùng, nhiều hệ thống số có Theo quy định EPA, hệ thống hoạt động 60 ngày năm phục vụ 25 người trở lên có 15 nhiều kết nối dịch vụ hơn, quy định hệ thống nước công cộng theo Đạo luật Nước uống An toàn (SDWA) Nếu hệ thống hệ thống nước công cộng theo quy định EPA, hệ thống khơng điều chỉnh theo SDWA, quy định quyền địa phương tiểu bang Theo SDWA, EPA yêu cầu hệ thống nước công cộng phải giám sát vi khuẩn coliform Các hệ thống phân tích trước tiên để tìm tổng số coliform, xét nghiệm nhanh cho kết Bất kỳ lúc mẫu dương tính với coliform tổng số, mẫu phải phân tích để tìm coliform phân E coli Cả hai số ô nhiễm chất thải động vật nước thải người Hệ thống nước công cộng lớn (phục vụ hàng triệu người) phải lấy 480 mẫu tháng Các hệ thống nhỏ phải lấy năm mẫu tháng, trừ nhà nước tiến hành khảo sát vệ sinh - khảo sát tra nhà nước kiểm tra thành phần hệ thống đảm bảo chúng bảo vệ sức khỏe cộng đồng - hệ thống vòng năm năm qua Virus tác nhân gây bệnh đứng thứ 2, sau động vật nguyên sinh Cũng động vật nguyên sinh, hầu hết bệnh vi rút lây truyền qua đường nước không gây nguy hiểm chết người cho người trưởng thành khỏe mạnh Các virus gây bệnh nước có kích thước từ 0,020-0,030 35 / ~ m nhỏ để lọc lọc học Tất virus đường ruột nước ảnh hưởng đến người xảy người, chất thải động vật khơng có nhiều mối đe dọa virus Hiện virus không gây nguy hiểm lớn người uống nước bề mặt Hoa Kỳ điều thay đổi tình tồn mức độ vệ sinh người giảm xuống virus có xu hướng xuất vùng xa xơi hẻo lánh, đưa trường hợp loại bỏ chúng TIÊU CHUẨN NƯỚC UỐNG HIỆN NAY Khi mục tiêu xử lý nước cung cấp nước uống, cần lựa chọn công nghệ không tốt có mà cịn phải đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng địa phương quốc gia Các mục tiêu nhà máy xử lý nước kỷ qua thực tế không đổi: cụ thể sản xuất nước an toàn mặt sinh học hóa học, hấp dẫn người tiêu dùng, khơng ăn mịn khơng đóng cặn Ngày nay, việc thiết kế nhà máy trở nên phức tạp từ việc phát chất hóa học dường vô số, việc nhân rộng quy định cố gắng đáp ứng nhiều phân biệt vị Ngoài điều bản, nhà thiết kế phải ghi nhớ tất quy định pháp luật, mối quan tâm cộng đồng cân nhắc thực tế, để đưa triển vọng ban đầu quy hoạch, thiết kế vận hành kỹ thuật cơng trình nước Sự phát triển hệ thống cấp nước cộng đồng Hoa Kỳ bắt đầu vào đầu năm 1800 Đến năm 1860, 400 đến đầu kỷ 3000 hệ thống nước xây dựng để phục vụ thành phố thị trấn lớn Nhiều nhà máy cũ trang bị lọc cát chậm Vào năm 1890, Công ty Nước Louisville giới thiệu cơng nghệ đơng tụ với q trình lọc cát nhanh chóng Ứng dụng clo nước uống giới thiệu vào năm 1830 để kiểm sốt mùi vị mùi, vào thời điểm bệnh cho lây lan qua mùi hôi Mãi năm 1890 đời lý thuyết vi trùng bệnh tật, tầm quan trọng việc khử trùng nước uống hiểu rõ Clo hóa lần giới thiệu quy mơ thực tế vào năm 1908 sau trở thành thực tế phổ biến Thẩm quyền liên bang thiết lập tiêu chuẩn cho hệ thống nước uống bắt nguồn từ việc Quốc hội ban hành Đạo luật Kiểm dịch Liên bang vào năm 1883, đạo luật cho phép Giám đốc Dịch vụ Y tế Công cộng Hoa Kỳ (USPHS) thiết lập thực thi quy định nhằm ngăn chặn việc giới thiệu, lây truyền lây lan bệnh truyền nhiễm Ngày nay, hạn chế tài nguyên khiến Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (USEPA) phải đánh giá lại lịch trình cho quy định Một khảo sát USEPA năm 1987 có khoảng 202.000 hệ thống nước công cộng Hoa Kỳ Khoảng 29% số hệ thống nước cộng đồng, phục vụ cho khoảng 90% dân số Trong số 58.908 hệ thống cộng đồng phục vụ khoảng 226 triệu người, 51.552 phân loại "nhỏ" "rất nhỏ." Mỗi hệ thống mức trung bình phục vụ dân số 3300 người Tổng dân số phục vụ hệ thống khoảng 25 triệu người Những số cung cấp cho quy mô lớn việc đáp ứng nhu cầu nước uống Hoa Kỳ Việc tuân thủ tiêu chuẩn nước uống không đồng Các hệ thống nhỏ người vi phạm thường xuyên quy định liên bang Các vi phạm vi sinh chiếm phần lớn trường hợp, không theo dõi báo cáo Trong số người khác, vi phạm vượt mức chất gây ô nhiễm tối đa SDWA (MCL) phổ biến Đưa hệ thống nước nhỏ vào tn thủ địi hỏi phải có cơng nghệ áp dụng, khả người điều hành, nguồn lực tài thỏa thuận thể chế Bản sửa đổi SDWA năm 1986 cho phép USEPA thiết lập cơng nghệ tốt có (BAT) đưa vào thiết kế nhằm mục đích tuân thủ Quy định nước uống quốc gia (NPDWR) BAT để trì tiêu chuẩn sau: 36 • Để kiểm soát độ đục, màu sắc vi sinh xử lý nước Các biến thể phổ biến q trình lọc thơng thường, trực tiếp, cát chậm, đất tảo cát màng • Để khử hoạt tính vi sinh vật: khử trùng Các chất khử trùng điển hình clo, điơxít clo, cloramin ơzơn • Để loại bỏ chất gây ô nhiễm hữu khỏi nước bề mặt: sục khí tháp đóng gói, than hoạt tính dạng hạt (GAC), than hoạt tính dạng bột (PAC), sục khí khuếch tán, q trình oxy hóa nâng cao thẩm thấu ngược (RO) • Để loại bỏ chất gây ô nhiễm vô cơ: màng lọc, trao đổi ion, alumin hoạt hóa GAC • Để kiểm sốt ăn mịn: thơng thường, điều chỉnh pH chất ức chế ăn mòn Tác động sửa đổi năm 1986 SDWA quy định dẫn đến phát triển nhanh chóng giới thiệu công nghệ thiết bị để xử lý giám sát nước hai thập kỷ qua Các quy trình sinh học đặc biệt chứng minh hiệu việc loại bỏ carbon hữu dễ phân hủy sinh học trì phát triển trở lại vi sinh vật có hại tiềm tàng hệ thống phân phối, kiểm soát mùi vị mùi hiệu quả, giảm nhu cầu clo khả hình thành DBP Cả lọc cát carbon hoạt tính sinh học cung cấp khả xử lý vi chất ô nhiễm hiệu mặt chi phí so với quy trình vật lý nhiều trường hợp Phù hợp với chủ đề đề cập tập này, công nghệ màng lọc áp dụng xử lý nước uống, phần màng có giá phải nhu cầu loại bỏ nhiều chất gây ô nhiễm Vi lọc, siêu lọc, lọc nano loại khác trở thành tên gọi phổ biến ngành nước Công nghệ màng thử nghiệm để loại bỏ vi khuẩn, chẳng hạn Giardia Cryptosporidium để loại bỏ nitrat có chọn lọc Trong trường hợp khác, cơng nghệ màng lọc áp dụng để loại bỏ tiền chất DBP, VOC chất khác Các công nghệ xử lý khác có tiềm áp dụng tồn diện q trình oxy hóa quang hóa sử dụng ozone xạ UV hydrogen peroxide để phá hủy hợp chất hữu chịu lửa Một ví dụ cơng nghệ phát triển bên ngồi Bắc Mỹ sau lên Hoa Kỳ Haberer trình Quá trình kết hợp trình keo tụ tiếp xúc, lọc hấp phụ than hoạt tính dạng bột để đáp ứng nhiều yêu cầu lọc nước mặt nước ngầm Các công ty tiện ích khơng tìm cách cải thiện việc xử lý mà theo dõi nguồn cung cấp vi sinh vật gây ô nhiễm hiệu Cảm biến điện quang sử dụng phép phát sớm tảo nở hoa hồ chứa cho phép chẩn đoán vấn đề hướng dẫn thay đổi vận hành Cơng nghệ thăm dị gen lần phát triển để đáp ứng nhu cầu cải tiến xác định vi khuẩn lĩnh vực vi sinh lâm sàng Các nỗ lực thực xét nghiệm thăm dị gen gắn nhãn phóng xạ khơng hoạt tính với phương pháp phát truyền thống vi rút đường ruột ký sinh trùng đơn bào, chẳng hạn Giardia Cryptosporidium Kỹ thuật có tiềm giám sát nguồn cung cấp nước ngày phức tạp nhóm vi sinh vật Mặc dù có nhiều quy định tiêu chuẩn thô sơ mà hệ thống nước công cộng phải tuân thủ, nguyên tắc quy trình xử lý nước thông thường không thay đổi đáng kể nửa kỷ qua Cho dù lọc có chứa cát, antraxit, hai, tốc độ chậm hay nhanh, tốc độ không đổi hay giảm, lọc lọc, lắng lắng khử trùng khử trùng Tuy nhiên, thay đổi nhiều cơng cụ mà có kho vũ khí kỹ thuật Ví dụ, hệ thống kiểm soát giám sát thu thập liệu (SCADA) cung cấp cho người vận hành người quản lý biến kiểm soát trình xác hồ sơ vận hành bảo trì Ngồi việc xem lựa chọn khác hình máy tính, kỹ sư tiến hành nghiên cứu thử nghiệm 37 nhà máy nhiều biến số vốn có thiết kế nhà máy xử lý nước Tương tự vậy, nhà điều hành quản lý sử dụng sở nhà máy thí điểm diễn để tối ưu hóa nguồn cấp hóa chất phát triển thông tin quan trọng cần thiết cho việc mở rộng nâng cấp tương lai Công nghệ cuối lựa chọn thiết bị phụ thuộc vào tiêu chuẩn quy định đưa Tiêu chuẩn nước uống quy định mà EPA đặt để kiểm sốt mức độ nhiễm nước uống quốc gia Các tiêu chuẩn phần phương pháp tiếp cận "nhiều rào cản" Đạo luật nước uống an toàn, bao gồm việc đánh giá bảo vệ nguồn nước uống; bảo vệ giếng hệ thống thu gom; đảm bảo nước xử lý người vận hành có trình độ chun mơn; đảm bảo tính tồn vẹn hệ thống phân phối; cung cấp thông tin cho công chúng chất lượng nước uống họ Với tham gia EPA, tiểu bang, lạc, sở cung cấp nước uống, cộng đồng công dân, nhiều rào cản đảm bảo nước máy Hoa Kỳ vùng lãnh thổ an toàn để uống Trong hầu hết trường hợp, EPA giao trách nhiệm thực tiêu chuẩn nước uống cho bang lạc Có hai loại tiêu chuẩn nước uống: * Quy định nước uống quốc gia (NPDWR tiêu chuẩn chính) tiêu chuẩn có hiệu lực pháp luật áp dụng cho hệ thống nước công cộng Tiêu chuẩn bảo vệ chất lượng nước uống cách hạn chế mức độ chất gây nhiễm cụ thể ảnh hưởng xấu đến sức khỏe cộng đồng biết trước dự đoán xảy nước Chúng dạng Mức độ ô nhiễm tối đa (MCL) Kỹ thuật xử lý (TT) * Quy định Nước uống Thứ cấp Quốc gia (NSDWR tiêu chuẩn thứ cấp) hướng dẫn thi hành liên quan đến chất gây nhiễm gây ảnh hưởng đến thẩm mỹ (chẳng hạn đổi màu da răng) hiệu ứng thẩm mỹ (chẳng hạn mùi vị, mùi màu sắc) nước uống EPA khuyến nghị tiêu chuẩn thứ cấp cho hệ thống nước không yêu cầu hệ thống phải tuân thủ Tuy nhiên, bang chọn áp dụng chúng tiêu chuẩn thực thi Thơng tin tập trung vào tiêu chuẩn quốc gia Tiêu chuẩn nước uống áp dụng cho hệ thống nước công cộng (PWS), cung cấp nước cho người thơng qua 15 kết nối dịch vụ phục vụ thường xuyên cho 25 cá nhân Hệ thống nước công cộng bao gồm công ty cấp nước thành phố, hiệp hội chủ nhà, trường học, doanh nghiệp, khu cắm trại trung tâm mua sắm EPA xem xét đầu vào từ nhiều cá nhân nhóm suốt quy trình xây dựng quy tắc Một phương thức thức mà EPA thu hút hỗ trợ bên liên quan Hội đồng Tư vấn Nước uống Quốc gia (NDWAC) Ủy ban gồm 15 thành viên thành lập theo Đạo luật Nước uống An tồn Nó bao gồm năm thành viên công chúng, năm đại diện quan nhà nước địa phương liên quan đến vệ sinh nước cấp nước công cộng, năm đại diện tổ chức nhóm tư nhân thể quan tâm tích cực đến vệ sinh nước cấp nước cơng cộng, có hai thành viên liên kết với hệ thống nước công cộng nông thôn nhỏ NDWAC tư vấn cho Quản trị viên EPA tất hoạt động quan liên quan đến nước uống Ngoài NDWAC, đại diện từ quan cấp nước, nhóm mơi trường, nhóm lợi ích cơng cộng, bang, lạc cơng chúng nói chung khuyến khích đóng vai trị tích cực việc định hình quy định, cách tham gia họp công khai bình luận quy tắc đề xuất Các họp đặc biệt tổ chức để lấy ý kiến từ cộng đồng thiểu số thu nhập thấp, đại diện tiểu thương Đạo luật Nước uống An toàn sửa đổi năm 1996 yêu cầu EPA phải thực số bước để xác định, trước tiên, việc đặt tiêu chuẩn có phù hợp với chất gây ô nhiễm cụ thể hay khơng, 38 có, tiêu chuẩn phải Dữ liệu khoa học bình duyệt hỗ trợ đánh giá công nghệ chuyên sâu, bao gồm nhiều yếu tố: xuất môi trường; phơi nhiễm người nguy ảnh hưởng xấu đến sức khỏe dân số nói chung nhóm dân số nhạy cảm; phương pháp phân tích phát hiện; tính khả thi kỹ thuật; tác động quy định hệ thống nước, kinh tế sức khỏe cộng đồng Xem xét đầu vào cộng đồng suốt trình, EPA phải (1) xác định vấn đề nước uống; (2) thiết lập ưu tiên; (3) thiết lập tiêu chuẩn EPA trước tiên phải đưa định chất gây ô nhiễm để điều chỉnh Các định dựa rủi ro sức khỏe khả chất gây ô nhiễm xuất hệ thống nước công cộng mức độ cần quan tâm Danh sách ứng cử viên gây ô nhiễm nước uống quốc gia (CCL), công bố ngày tháng năm 1998, liệt kê chất gây ô nhiễm chưa quy định theo SDWA; có ảnh hưởng xấu đến sức khỏe; biết dự đoán xảy hệ thống nước cơng cộng; u cầu quy định theo SDWA Các chất gây ô nhiễm CCL chia thành ưu tiên để quản lý, nghiên cứu sức khỏe thu thập liệu cố Vào tháng năm 2001, EPA chọn năm chất gây ô nhiễm từ ưu tiên quy định CCL xác định xem có nên điều chỉnh chúng hay không Để hỗ trợ định này, Cơ quan xác định việc điều chỉnh chất gây ô nhiễm mang lại hội có ý nghĩa để giảm nguy sức khỏe Nếu EPA xác định quy định cần thiết, Cơ quan phải đề xuất chúng trước tháng năm 2003 hoàn thiện chúng trước tháng 2005 Ngoài ra, Cơ quan chọn 30 chất gây ô nhiễm khơng kiểm sốt từ CCL để giám sát hệ thống nước cơng cộng phục vụ 100.000 người Hiện nay, hầu hết chất ô nhiễm khơng kiểm sốt có khả xuất nước uống thuốc trừ sâu vi sinh Cứ năm lần, EPA lặp lại chu kỳ sửa đổi CCL, đưa định theo quy định chất gây ô nhiễm xác định tới 30 chất gây ô nhiễm để giám sát khơng kiểm sốt Ngồi ra, sáu năm lần, EPA đánh giá lại quy định hành để xác định xem có cần thiết phải sửa đổi hay không Bắt đầu từ tháng năm 1999, Cơ sở liệu quốc gia chất gây ô nhiễm phát triển để lưu trữ liệu chất gây nhiễm hóa học, phóng xạ, vi sinh vật vật lý quản lý khơng kiểm sốt chất nhiễm khác có khả xuất nước thành phẩm, nước thô nguồn hệ thống nước công cộng Sau xem xét nghiên cứu ảnh hưởng sức khỏe, EPA đặt Mục tiêu mức độ ô nhiễm tối đa (MCLG), mức tối đa chất gây ô nhiễm nước uống mà khơng có tác động bất lợi biết đến dự đoán sức khỏe người điều cho phép mức độ an toàn thích hợp MCLG mục tiêu sức khỏe cộng đồng khơng thể thực thi Vì MCLG xem xét sức khỏe cộng đồng giới hạn công nghệ phát xử lý, nên chúng đặt mức mà hệ thống nước đáp ứng Khi xác định MCLG, EPA xem xét nguy nhóm dân số nhạy cảm (trẻ sơ sinh, trẻ em, người già người có hệ thống miễn dịch bị tổn thương) gặp phải nhiều tác động xấu đến sức khỏe -cancer ảnh hưởng đến sức khỏe, MCLG dựa liều lượng tham khảo Liều tham chiếu (RFD) ước tính lượng hóa chất mà người tiếp xúc hàng ngày mà khơng dự đốn gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe suốt đời người Trong tính tốn RFD, nhóm nhạy cảm bao gồm độ khơng đảm bảo đo kéo dài theo thứ tự độ lớn RFD nhân với trọng lượng thể người lớn điển hình (70 kg) chia cho lượng nước tiêu thụ hàng ngày (2 lít) để cung cấp Mức tương đương Nước uống (DWEL) Lưu ý DWEL nhân với tỷ lệ phần trăm tổng mức tiếp xúc hàng ngày nước 39 uống đóng góp để xác định MCLG Hệ số thực nghiệm thường 20 phần trăm, giá trị cao Chất gây ô nhiễm hóa học (Chất gây ung thư): Nếu có chứng cho thấy hóa chất gây ung thư khơng có liều lượng mức mà hóa chất coi an toàn, MCLG đặt mức Nếu hóa chất gây ung thư xác định liều lượng an tồn khai thác, MCLG đặt mức trênvề số khơng an tồn Các chất gây nhiễm vi sinh vật: Đối với chất ô nhiễm vi sinh vật gây nguy hiểm cho sức khỏe cộng đồng, MCLG đặt mức ăn phải động vật nguyên sinh, vi rút vi khuẩn gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe EPA tiến hành nghiên cứu để xác định liệu có mức an tồn số chất gây ô nhiễm vi sinh vật hay không Tuy nhiên, nay, điều chưa thiết lập Khi MCLG xác định, EPA đặt tiêu chuẩn thực thi Trong hầu hết trường hợp, tiêu chuẩn Mức ô nhiễm tối đa (MCL), mức tối đa cho phép chất gây ô nhiễm nước cung cấp cho người sử dụng hệ thống nước công cộng MCL đặt gần MCLG khả thi, mà Đạo luật Nước uống An toàn xác định mức đạt sử dụng có sẵn cơng nghệ, kỹ thuật xử lý phương tiện khác mà EPA tìm thấy (sau kiểm tra tính hiệu điều kiện trường khơng điều kiện phịng thí nghiệm), có tính đến chi phí Khi khơng có phương pháp đáng tin cậy khả thi mặt kinh tế kỹ thuật để đo chất gây ô nhiễm nồng độ đặc biệt thấp, Kỹ thuật xử lý (TT) đặt thay MCL Kỹ thuật xử lý (TT) quy trình mức hiệu suất cơng nghệ thực thi mà hệ thống nước công cộng phải tuân theo để đảm bảo kiểm sốt chất gây nhiễm Ví dụ quy tắc Kỹ thuật Xử lý Quy tắc Xử lý Nước Bề mặt (khử trùng lọc) Quy tắc Chì Đồng (kiểm sốt ăn mịn tối ưu hóa) Sau xác định MCL TT dựa công nghệ giá phải cho hệ thống lớn, EPA phải hồn thành phân tích kinh tế để xác định xem liệu lợi ích tiêu chuẩn có phù hợp với chi phí hay khơng Nếu khơng, EPA điều chỉnh MCL cho lớp nhóm hệ thống cụ thể đến mức "tối đa hóa lợi ích giảm thiểu rủi ro sức khỏe với chi phí phù hợp với lợi ích." 40 KẾT LUẬN Thơng qua việc tìm hiểu đề tài “Tổng quan công nghệ xử lý nước dùng thực phẩm” nhóm em học nhiều phương pháp hay để xử lý nguồn nước Bằng cách vận dụng lý thuyết học vào thực tiễn nhà máy, xí nghiệp Việc nắm rõ kiến thức môn “CNSX nước giải khát rau quả” nói chung đề tài nhóm em đảm nhiệm nói riêng phương pháp có ưu nhược điểm khác nhau, nhờ mà tình xảy chúng em trao dồi kiến thức để xử lý việc cách tối ưu Những điều cho phần ý tưởng phức tạp tiềm ẩn việc lựa chọn nhóm cơng nghệ phần cứng tối ưu cần thiết việc xử lý nước Để phát triển thiết kế hiệu chi phí, khơng cần hiểu quy trình đơn vị gì, mà cịn phải có kiến thức làm việc sở hoạt động phạm vi cho phần cứng riêng lẻ Đó thực mục tiêu đề tài Cụ thể để xem xét kỹ tùy chọn thiết bị có sẵn cho chúng tơi nhóm cơng nghệ, khơng phải riêng lẻ Thay vào đó, để đạt thiết kế tích hợp tư tốt, cần hiểu cách quy trình hoạt động tuân thủ lẫn thiết kế tổng thể Chúng ta nên nhận lựa chọn công nghệ để xử lý nước tốt, thường thách thức nằm việc lựa chọn kết hợp hiệu chi phí cho sản xuất 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Perry, RH & Green, DW, 2007.Perry's Chemical Engineers 'Handbook, August Edn McGrawHill Professional, New York p 2072 [2] Seadler, J & Henley, E 2006, Nguyên tắc quy trình phân tách, 2nd Edn, John Wiley & Sons Inc New Jersey p.503 [3] Baker, R 2012, Microfiltration, in Membrane Technology and Applications, 3rd edn, John Wiley & Sons Ltd, California p 303-324 [4] Microfiltration / Ultrafiltration, 2008, Hyflux Membranes [5] Crittenden, J, Trussell, R, Hand, D, Howe, K & Tchobanoglous, G 2012, Principles of Water Treatment, 2nd edn, John Wiley and Sons, New Jersey 8.1 [6] Baker, R 2000, Microfiltration, in Membrane Technology and Applications, John Wiley & Sons Ltd, California p 279 [7] Kenna, E & Zander, A 2000, Quản lý chất cô đặc nhà máy màng, Hiệp hội Cơng trình nước Hoa Kỳ, Denver tr.14 [8] Giải pháp xử lý nước 1998, Lenntech [9] Veolia Water, Pharmaceutical & Cosmetics 2013, Veolia Water [10] GEA Filtration - Ứng dụng sữa 2013, GEA Filtration [11] Cheryan, M 1998, Fouling and Cleaning in Ultrafiltration and Microfiltration Handbook xuất lần thứ 2, CRC Press, Florida, tr.1-9 [12] Cheryan, M 1998, ' Fouling and Cleaning Sổ tay Siêu lọc Vi lọc 'xuất lần thứ 2, CRC Press, Florida, tr.1-9 [13] Perry, RH & Green, DW, 2007 Perry's Chemical Engineers 'Handbook, 8th Edn McGraw-Hill Professional, New York tr 2072-2100 [14] Seadler, J & Henley, E 2006, Nguyên tắc quy trình phân tách, 2nd Edn, John Wiley & Sons Inc New Jersey tr.501 [15] Baker, R 2000, Microfiltration, in Membrane Technology and Applications, John Wiley & Sons Ltd, California p 280 [16] Tamime, AY (ngày 12 tháng 12 năm 2012) Các ứng dụng chế biến sữa đồ uống màng Chicester: Wiley [17] Cheryan, Munir (1998) Sổ tay Siêu lọc Vi lọc CRC Nhấn ISBN 1420069020 [18] Clever, M.; Jordt, F.; Knauf, R; Räbiger, N; Rüdebusch, M.; Hilker-Scheibel, R (ngày tháng 12 năm 2000) "Xử lý sản xuất nước từ nước sông phương pháp siêu lọc thẩm thấu ngược" Khử muối, 131 (1–3): 325–336 [19] Schafer, AI (2005) Nguyên tắc ứng dụng lọc nano Oxford: Elsevier [20] Wiley, DE; Schwinge, Fane (2004) "Thiết kế khoảng cách lạ cải thiện lưu lượng quan sát" Tạp chí Khoa học Màng 42 [21] Rahimpour, A; et al (2010) "Chuẩn bị Đặc tính Màng lọc Nano Polyamide Polyamide phức hợp không đối xứng Polyethersulfone không đối xứng để làm mềm nước" Khoa học bề mặt ứng dụng [22] Warsinger, David M.; Tow, Emily W; Nayar, Kishor G.; Maswadeh, Laith A.; Lienhard V, John H (2016) [23] Crittenden, John; Trussell, Rhodes; Tay, David; Howe, Kerry Tchobanoglous, George (2005) Nguyên tắc thiết kế xử lý nước, xuất lần thứ John Wiley trai [24] Panagopoulos, Argyris; Haralambous, Katherine-Joanne; Loizidou, Maria (2019-11-25) "Các phương pháp công nghệ xử lý nước muối khử mặn - Một đánh giá" Khoa học Môi trường Tổng thể [25] ThS Nguyễn Minh Kì (2016), Xử lý nước thải phương pháp hóa học hóa lý, ThS Nguyễn Minh Kì Bài giảng Xử lý nước thải cơng nghiệp, trang 37-55 [26] Hồ Thị Phương (2008), Cơ sở phương pháp hóa học Chemical Processes, Hồ Thị Phương Bài giảng môn Công nghệ môi trường Chuyên đề Xử lý nước thải, tr 30-34 [27] ThS Lâm Vĩnh Sơn, Xử lý nước thải phương pháp hóa lý, Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải [28] QUOCMINH E.C.M Co., Ltd (2020), Xử lý nước thải phương pháp hóa lý [29] CƠNG NGHỆ XỬ LÝ GREE, Xử lý nước thải bằng cơng nghệ hóa lý [30] ThS Lâm Vĩnh Sơn, Xử lý nước thải phương pháp hóa lý, Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải [31] Pucomtech (2020), Khử trùng tia cực tím, đèn UV [32] Greenwater (2019), Ozone gì? Ứng dụng ozone đời sống người [33] Nước sinh hoạt, Nước máy sản phẩm phụ clo Trihalomethanes [34] TS Nguyễn Minh Tân, Ứng dụng công nghệ UV, đặc biệt lĩnh vực sản xuất thực phẩm công nghệ dược phẩm [35] Ecomaxwater (2020), Đèn UV diệt khuẩn gì? Những ứng dụng đèn UV sống 43 ... cộng nông thôn nhỏ NDWAC tư vấn cho Quản trị viên EPA tất hoạt động quan liên quan đến nước uống Ngoài NDWAC, đại diện từ quan cấp nước, nhóm mơi trường, nhóm lợi ích cơng cộng, bang, lạc cơng... dao động khoảng 90-98% ❖ Ứng dụng Có lẽ cơng dụng bật màng vi lọc liên quan đến việc xử lý nguồn cung cấp nước Màng lọc bước quan trọng việc khử trùng dịng nước hấp thụ Một dịng chảy chứa mầm bệnh... thêm vào chất kết tủa phốt asen mà khơng hòa tan Một ứng dụng quan trọng khác màng MF nằm việc khử trùng lạnh đồ uống dược phẩm Trong lịch sử, nhiệt sử dụng để khử trùng đồ uống giải khát nước