5 XỬ LÝ VÀ TÁI SỬ DỤNG NƯỚC
6.1Khử trùng bằng chlorine
Chlorine gồm dạng khí chorine (Cl ), HOCl, OCl hoà tan trong nước (20°C) 7160 mg/L. Chlorine, HOCl hoặc OCl, là các tác nhân oxy hóa mạnh. ROCl phản ứng với NH 3 hình thành chloramine (NH 2C1, NHCl 2 hoặc NCl 3) có thời gian lưu tồn lâu và cũng độc đối với sinh vật. Để khử chlorine sau khi xử lý nước với thiosufat natri.
C1 2 + 2 Na 2S 2O 3·5H 2O Na 2S 4O 6 + 2NaCl + 10H 2O
134
- 2 2
Do đó, để loại bỏ 1 mg/L C1 2 đòi hởi 6,99 mg/L thiosulfat natri
Đối xử lý với vi sinh vật nước ngọt có thể dùng 1,5 ppm C1 2, có thể được chuẩn bị từ 6 ppm thuốc tẩy hoặc 60 ppm chlorox. Để nước đã được xử lý chlorine trong 5 ngày sau đó loại bỏ chlorine dư thừa bằng việc thêm 10 ppm thiosufate natri trong thời gian 1 ngày là có thể sử dụng.
Chlorine được sử dụng rộng rãi để khử trùng nước, các hợp chất chlorine là những tác nhân oxy hoá mạnh và độc đối với thực vật, động vật và vi sinh vật. Do đó khử trùng trực tiếp bằng chlorine trong ao nuôi những loài thủy sản có giá trị là một biện pháp nguy hiểm. Tuy nhiên, chlorine được sử dụng đáng kể trong ao nuôi tôm, cho nên các quá trình phản ứng của các hợp chất chlorin sẽ được thảo luận.
Các nguồn chlorine thương mại phổ biến là chlorin (Cl 2), hypochlorite canxi [Ca(OCl) 2] hoặc hypochlorite (HTH) và hypochlorite natri (NaOCl) hoặc thuốc tẩy. Chlorine thì tan trong nước và nó phản ứng để tạo ra acid hypochlorous và acid hydrochiodte:
Cl + H O = HOCl + H + Cl
-
Acid hypochlorous ion hoá tạo ra ion hypochiodte (OCl ):
+ - 2 2 - HOCl = OCl + H + -
Hypochlorite canxi và hypochlorite natri hoà tan trong nước tạo ra OCl , các nhóm chlorine hòa tan đều phụ thuộc vào pH (Hình 6-36). Dạng Cl 2_ không hiện diện trên pH 2; HOCl là dạng phổ biến nhất khi pH 1-7,48; HOCl = OCl khi pH=7,48; OCl thì cao hơn HOCl khi pH trên 7,48. Bột HOCl có tính sát trùng mạnh hơn khoảng 100 lần
-
OCl (Snoeyink and Jerkins 1980), và tổng nồng độ chlorine phải sử dụng để khử trùng gia tăng nhanh khi pH lớn hơn 6.
Chlorine dư thừa bao gồm Cl HOCl, và OCl . Những chất dư thừa này là những tác nhân oxy hoá và chúng sẽ oxy hoá các ion khử vô cơ (Fe , Mn , NO và H S) và hợp chất hữu cơ. Trong tình trạng oxy hoá này, chlorin dư thừa sẽ bị khử thành ion
-
chlorin không độc (Cl ). Vì vậy sự hiện diện của các hợp chất hữu cơ và khử vô cơ trong nước làm tăng liều lượng chlorin cần thiết để khử trùng.
NH 3 trong nước cũng phản ứng với các dạng chlorine tạo ra monochlorine, dichlorine và trichloramines. Chloramine bền nhưng tính năng khử trùng của chúng thấp hơn 3 dạng chlorine dư thừa.
NH 3 + HOCI NH 2C1 + H 2O NH 2C1 + HOCI NHCl 2 + H 2O NHCl 2 + HOCl NC1 3 + H 2O - - - 2, 2+ 2+ - 2 2 135
-
lượng lớn HTH để bảo đảm nhu cầu hoá học cho chlorine và tạo ra HOCl và OCl dư thừa để tiêu diệt vi sinh vật.
Nồng độ cao HTH (10-20 mg/l) thường được sử dụng trong ao có tôm mà không làm chết tôm nuôi. HTH được cho là có khả năng tiêu diệt vi sinh vật và cải thiện chất lượng nước. Thực tế nếu hàm lượng HTH đủ để tiêu diệt vi sinh vật thì tôm cũng sẽ bị giết chết bởi vì chlorine được xem là chất diệt sự sống (biocide). Do nhu cầu chlorine và pH cao trong ao tôm, nên lượng HTH đưa vào được tiêu thụ trong các phản ứng hoá học và không còn chlorin dư thừa tồn tại. Áp dụng HTH như thế có thể oxy hoá một ít chất hữu cơ nhưng không đủ để cải thiện chất lượng nước. Thỉnh thoảng HTH được sử dụng cho đáy ao để oxy hoá các hợp chất khử trong đất. Việc xử lý này không cần thiết, bởi vì nếu đất ao khô, oxy từ không khí sẽ oxy hóa các hợp chất khử. Việc áp dụng HTH cho đất ướt (không thể làm khô) thì hợp lý hơn nhưng vẫn không mang lại kết quả nhất định.
Xử lý với tỉ lệ cao HTH cho đất ao, nước ao, bể cấp nước, bể trong trại giống và các trang thiết bị khác vào đầu vụ nuôi (chưa thả cá) là có hiệu quả trong việc tiêu diệt các sinh vật gây bệnh và các loài tôm cá tạp khác. Tuy nhiên, khử trùng bằng chlorine khi đang nuôi tôm cá là một biện pháp không hiệu quả và nguy hiểm.
136
-
Hình 3-36. Ảnh hưởng của pH lên tỉ lệ tương đối của HOCl và OCl . Theo Boyd (1990)
Nguồn chlorine sử dụng phổ biến nhất trong nuôi trồng thủy sản là HTH. Để đảm bảo việc khử trùng mang lại hiệu quả, phải cần đến 2-3mg/l chlorine dư thừa. Trong ao tôm, nước thường có pH khoảng 7,5-9,5 và chứa nhiều chất hữu cơ và NH 3. Sử dụng