3. NỘI DUNG LUẬN VĂN
2.5.Phương pháp khử trùng nước thải
Sau khi xử lý sinh học, phần lớn các vi sinh vật trong nước thải bị tiêu diệt. Khi xử lý sinh học trong cơng trình nhân tạo (Aeropin hay Aeroten) số lượng vi khuẩn giảm xuống cịn khoảng 5%, trong hồ sinh học hoặc cánh đồng lọc cịn lại khoảng 1 ÷ 2%, nhưng để tiệt tiêu hồn tồn vi khuẩn gây bệnh thì nước thải cần phải được khử trùng trước khi thải ra nguồn tiếp nhận.
Dùng các hĩa chất cĩ tính độc đối với vi sinh vật, tảo, động vật nguyên sinh, giun, sán,…để làm sạch nước, đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh để đổ vào nguồn tiếp nhận hoặc tái sử dụng. Khử khuẩn hay sát khuẩn cĩ thể dùng hĩa chất hoặc các tác nhân vật lý, như ozon, tia tử ngoại,…
Hĩa chất sử dụng để khử khuẩn phải đảm bảo cĩ tính độc đối với vi sinh vật trong một thời gian nhất định, sau đĩ phải được phân hủy hoặc được bay hơi, khơng cịn dư lượng gây độc cho người sử dụng hoặc các mục đích sử dụng khác.
Tốc độ khử trùng càng nhanh khi nồng độ của chất khử trùng và nhiệt độ nước tăng, đồng thời phụ thuộc vào dạng khơng phân ly của chất khử trùng. Tốc độ khử trùng chậm đi rất nhiều khi trong nước cĩ các chất hữu cơ, cặn lơ lửng và các chất khử khác.
Trong quá trình xử lý nước thải cơng đoạn khử khuẩn thường được sử dụng ở cuối quá trình, trước khi làm sạch nước triệt để và chuẩn bị đổ vào nguồn.
Các chất sử dụng để khử khuẩn thường là: Khí hoặc nước clo, nước javel, vơi clorua, các hipoclorit.
2.5.1. Phương pháp Chlor hĩa
Clo là một chất oxy hĩa mạnh, ở bất cứ dạng nào, nguyên chất hay hợp chất, khi tác dụng với nước đều tạo thành phân tử axit hypoclorit HOCl cĩ tác dụng khử trùng rất mạnh. Quá trình diệt vi sinh vật xảy ra qua hai giai đoạn:
- Đầu tiên chất khử trùng khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh
- Sau đĩ phản ứng với men bên trong tế bào và phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến sự diệt vong của tế bào.
Clo cho vào nước thải dưới dạng hơi hoặc Clorua vơi. Lượng Clo hoạt tính cần thiết cho một đơn vị thể tích nước thải là: 10 g/m3 đối với nước thải sau xử lý cơ học, 5 g/m3 đối với nước thải sau xử lý sinh học hồn tồn. Clo phải được trộn đều với nước để đảm bảo hiệu quả khử trùng. Thời gian tiếp xúc giữa hĩa chất và nước thải tối thiểu là 30 phút trước khi nước thải thải ra nguồn tiếp nhận.
Phản ứng đặc trưng là sự thủy phân của clo tạo ra axit hypoclorit và axit hyđrocloric:
Cl2 + H2O ⇔ HOCl + HCl Hoặc ở dạng phương trình phân ly:
Cl2 + H2O ⇔ 2H+ + OCl- + Cl-
2.5.2. Phương pháp Chlor hĩa nước thải bằng clorua vơi
Phản ứng đặc trưng là sự thủy phân của clo tạo ra axit hypoclorit và axit clohyđric. Ca(OCl)2 + H2O ⇔ CaO + 2HOCl
2HOCl ⇔ 2H+ + 2OCl-
Khả năng khử trùng của clo phụ thuộc vào sự tồn tại của HOCl. Khi pH tăng thì nồng độ HOCl giảm làm cho hiệu quả khử trùng cũng giảm đi tương ứng. Với clorua vơi được hịa trộn sơ bộ tại thùng hịa trộn cho đến dung dịch cĩ nồng độ
khoảng 10 ÷ 15% sau đĩ chuyển qua thùng dung dịch, tại đây được bơm định lượng bơm dung dịch clorua vơi với liều lượng nhất định tới hịa trộn với nước thải.
Iod là chất oxy hĩa mạnh và thường được dùng để khử trùng nước ở các bể bơi. Là chất khĩ hịa tan nên iod được dùng ở dạng dung dịch bảo hịa. Độ hịa tan của iod phụ thuộc vào nhiệt độ của nước. Ở 0oC độ hịa tan là 100 mg/l. Ở 20oC là 300 mg/l. khi độ pH của nước nhỏ hơn 7, liều lượng iod sử dụng lấy từ 0,3 ÷ 1 mg/l. nếu sử dụng liều lượng cao hơn 1,2 mg/l sẽ làm cho nước cĩ mùi vị iod.
Với nồng độ rất nhỏ của ion kim loại nặng cĩ thể tiêu diệt được các vi sinh vật và rêu tảo sống trong nước.
Khử trùng bằng ion kim loại nặng địi hỏi thời gian tiếp xúc lớn. Tuy nhiên khơng thể nâng cao nồng độ ion kim loại nặng để giảm thời gian diệt trùng vì ảnh hưởng tới sức khoẻ của con người.
2.5.3. Khử trùng nước thải bằng iod
Iod là chất oxy hĩa mạnh và thường được dùng để khử trùng nước ở các bể bơi. Là chất khĩ hịa tan nên iod được dùng ở dạng dung dịch bảo hịa. Độ hịa tan của iod phụ thuộc vào nhiệt độ của nước. Ở 0oC độ hịa tan là 100 mg/l. Ở 20oC là 300 mg/l. khi độ pH của nước nhỏ hơn 7, liều lượng iod sử dụng lấy từ 0,3 ÷ 1 mg/l. nếu sử dụng liều lượng cao hơn 1,2 mg/l sẽ làm cho nước cĩ mùi vị iod.
2.5.4. Khử trùng nước bằng ion của các kim loại nặng
Với nồng độ rất nhỏ của ion kim loại nặng cĩ thể tiêu diệt được các vi sinh vật và rêu tảo sống trong nước.
Khử trùng bằng ion kim loại nặng địi hỏi thời gian tiếp xúc lớn. Tuy nhiên khơng thể nâng cao nồng độ ion kim loại nặng để giảm thời gian diệt trùng vì ảnh hưởng tới sức khoẻ của con người.
2.5.5. Khử trùng nước bằng ozon
Độ hịa tan của ozon vào nước gấp 13 lần độ hịa tan của oxy. Khi mới cho ozon vào nước, tác dụng diệt trùng xảy ra rất ít, khi ozon đã hịa tan đủ liều lượng, ứng với hàm lượng đủ để oxy hĩa các hợp chất hữu cơ và vi khuẩn cĩ trong nước, lúc đĩ
tác dụng khử trùng của ozon mạnh và nhanh gấp 3100 lần so với clo, thời gian khử trùng xảy ra trong khoảng từ (3 ÷ 8) giây.
Liều lượng ozon cần để khử trùng nước từ (0,2 ÷ 0,5) mg/lýt, tùy thuộc vào chất lượng nước đã xử lý. Ozon cĩ tác dụng diệt vi rút rất mạnh khi thời gian tiếp xúc đủ dài, khoảng 5 phút. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nhược điểm của phương pháp này là tiêu tốn năng lượng điện lớn và chi phí đầu tư ban đầu cao. Ưu điểm khơng cĩ mùi, giảm nhu cầu oxy của nước, giảm nồng độ chất hữu cơ, giảm nồng độ các chất hoạt tính bề mặt, khử màu, phênol, xianua, tăng nồng độ oxy hịa tan, khơng cĩ sản phẩm phụ gây độc hại và tăng vận tốc lắng của các hạt cặn lơ lửng.
2.5.6. Khử trùng nước bằng tia tử ngoại
Tia tử ngoại hay cịn gọi là tia cực tím, là các tia cĩ bước sĩng ngắn cĩ tác dụng diệt trùng rất mạnh.
Nguyên lý khử trùng nước diễn ra như sau: Dùng các đèn bức xạ tử ngọai, đặt trong dịng chảy của nước. Các tia cực tím phát ra sẽ tác dụng lên các phần tử protit của tế bào vi sinh vật, phá vỡ cấu trúc và làm mất khả năng trao đổi chất, vì thế chúng bị tiêu diệt. Hiệu quả khử trùng càng cao khi trong nước khơng cĩ các chất hữu cơ và cặn lơ lửng.