Khử trùng nước là khâu bắt buộc cuối cùng trong quá trình xử lý nước ăn uống sinh hoạt. Trong nước thiên nhiên có rất nhiều vi sinh vật và vi trùng gây bệnh như tả, lỵ, thương hàn, sau quá trình xử lý cơ học, nhất là khi cho nước qua bể lọc, phần lớn các vi trung bị giữ lại. Song để tiêu diệt hoàn toàn các vi trùng gây bệnh, thì cần phải khử trùng nước.
Trong hệ thống này dùng clo lỏng để khử trùng, cơ sở của phương pháp này là dùng chất oxi hoá mạnh, để oxi hoá men của tế bào vi sinh vật và tiêu diệt chúng. Ưu điểm của phương pháp này là vận hành đơn giản, rẻ tiền và đạt hiệu suất cao chấp nhận được.
Clo là một chất oxi hoá mạnh, ở bất cứ dạng nào, đơn chất hay hợp chất, khi tác dụng với nước đều tạo thành phân tử HOCl có tác dụng khử trùng rất mạnh. Quá trình khử trùng xảy ra qua hai giai đoạn, đầu tiên chất khử trùng khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh, sau đó phản ứng với men bên trong tế bào và phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến sự diệt vong tế bào. Tốc độ của quá trình khử trùng nhanh khi nồng độ của chất khử trùng tăng và nhiệt độ của nước tăng, đồn thời phụ thuộc vào dạng không phân ly của chất khử trùng, vì quá trình khuếch tán qua vỏ tế bào xảy ra nhanh hơn quá trình phân ly. Tốc độ khử trùng giảm đi rất nhiều khi trong nước có các chất hữu cơ, cặn lơ lững và các chất khử khác.
Phản ứng thuỷ phân giữa Clo và nước xảy ra như sau: Cl2 + H2O → HCl + HOCl
Axít hypoclorit HOCl rất yếu, không bền và dễ dàng phân ly thành HCl và oxi nguyên tử :
HOCl → HCl + O-
hoặc có thể phân ly thành H+ và OCl-
HOCl → H+ + OCl-
Cả HOCl, OCl-, và O- là những chất oxi hoá mạnh có khả năng tiêu diệt vi trùng. Thời gian tiếp xúc không được nhỏ hơn 30 phút, Clo dung dịch được bơm vào đường ống dẫn nước vào bể chứa nước sạch.
Liều lượng Clo hoạt tính cần thiết sử dụng trong một giờ được tính theo công thức: kg/h) ( 1000 .a Q C = Trong đó :
Q : Lưu lượng nước nguồn xử lý (m3/h) . Q = 41,67 m3/h
a : Liều lượng Clo hoạt tính (lấy theo tiêu chuẩn 6.165 20TCN 33-1985) Chọn a = 3 mg/l = 3 g/m3
Vậy lượng Clo hoạt tính cần thiết dùng để khử trùng trong một giờ
Q a 41,67 3
C= 0,125
1000 1000
× = × =
kg/h
Liều lượng Clo cần thiết sử dụng trong một ngày là: 0,125 x 24 = 3 kg Để định lượng Clo, xáo trộn Clo hơi với nước thì phải lắp đặt một thiết bị chuyên dùng gọi là Chlorator, loại Chloator được ứng dụng rộng rải nhất hiện nay là Chlorator chân không.
CHƯƠNG 4
TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH PHỤ TRỢ & HÓA CHẤT CỦA PHƯƠNG ÁN 4
4.1. TRẠM BƠM
. . 1000 0, 0116 20 2,84 2,84 102 102 0.8 Q H N γ kW η × × = = = × Trong đó: Q- Công suất Q= 0,0116 m3/s H- áp lực của bơm, chọn H = 20 m
γ- Khối lượng thể tích của nước, γ =1000 kg/m3
η-hiệu suất của bơm, lấy η= 80%
Trong ngăn thu bố trí hai bơm cùng công suất 2,84 kW, một bơm hoạt động còn một bơm kia để dự phòng, hai bơm này được mắc song song với nhau.