Các phương pháp khử mùi hôi của nước
Nước có mùi hôi vị lạ do rất nhiều nguyên nhân khác nhau và mỗi một hệ thống cấp nước lại có nguồn nước thô với đặc tính riêng khác nhau nên cần tìm phương pháp khử mùi hôi của nước phù hợp.
Có thể phân chia các phương pháp xử lý nước có mùi hôi vị lạ làm 2 loại:
Loại 1: Khử mùi
- Tăng lượng phèn, PAC đưa PH về trị số thích hợp thường từ 5,5 – 6,5 để nâng cao hiệu quả quá trình keo tụ, tạo bông cặn, lắng lọc
- Khử khí bằng làm thoáng
- Hấp phụ bằng than hoạt tính
Loại 2: Kích, phá tan mùi vị bằng một vài quá trình oxy hóa.
Tăng cường quá trình keo tụ, lắng
Phụ thuộc vào loại mùi hôi và đặc tính của nước thô việc áp dụng quy trình keo tụ tăng cường khi nguồn nước thô có chất lượng thay đổi theo mùa, thay đổi độ đục, hàm lượng chất hữu cơ, rêu tảo, độ kiềm và độ PH.
Tiến hành thí nghiệm jartest để xác định lượng phèn cần tăng cường hoặc lượng axit, kiềm cần bổ sung cho quá trình keo tụ và lắng. Khi bông cặn hình thành tốt có khả năng hấp thu vi sinh, bào tử và và chất hữu cơ lắng xuống ở bể lắng và giữ lại tiếp ở bể lọc.
Khi nguồn nước thô có nhiều chất hữu cơ, mùa rong tảo phát triển và chết với số lượng lớn, việc áp dụng quá trình keo tụ tăng cường là rất cần thiết đảm bảo cho việc loại trừ gần như hoàn toàn chất hữu cơ ở bể lắng để cho bể lọc làm việc bình thường, chu kỳ lọc không bị rút ngắn và đặc biệt khi khử trùng nước bằng clo, clo có tác dụng làm phá vỡ vỏ tế bào, giải phóng cellulo tạo thành hợp chất có mùi rất khó chịu thậm chí chỉ với hàm lượng 0,001 – 0,003mg/l.
Phương pháp khử mùi vị bằng keo tụ tăng cường áp dụng cho nguồn nước gây mùi vị trong một thời gian ngắn trong năm là phương pháp đơn giản và kinh tế nhất
Khử mùi hôi của nước bằng phương pháp làm thoáng
Làm thoáng là quá trình trộn lẫn không khí và nước với nhau theo cách: phun nước vào không khí hoặc bơm khí phân tán thành các bọt nhỏ vào thể tích nước. Biện pháp làm thoáng khử mùi vị chỉ đạt được hiệu quả khi trong nước có hòa tan các khí gây ra mùi như khí H2S và các chất hữu cơ gây mùi dễ bay hơi. Chất hữu cơ dễ bay hơi thường gây ra mùi còn hợp chất hữu cơ không bay hơi thường gây ra vị của nước vì thế chỉ áp dụng phương pháp làm thoáng khi cần khử mùi.
Khử mùi do các hợp chất bị phân hủy yếm khí và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi thực chất là quá trình khử khí, bời vì các khí cần khử có nồng độ trong không khí gần như bằng 0 còn nồng độ hòa tan của chúng trong nước lớn hơn nhiều nên chúng có khuynh hướng di chuyển từ nước vào không khí. Tỷ lệ gió trên nước càng lớn lượng khí rời khỏi nước bay vào không khí càng lớn.
Bằng cách tăng cường độ và thời gian làm thoáng, lượng khí gây mùi hôi sẽ giảm đến mức không còn khả năng gây mùi.
Quá trình làm thoáng còn giúp phá hủy một số chất do kết quả của quá trình oxy hóa bằng oxy của không khí nhưng với thời gian ngắn (vài giờ) không thể oxy hóa các hợp chất hữu cơ gây mùi có khả năng bay hơi.
Quá trình làm thoáng khử mùi hôi của nước thường theo 3 cách:
Cách 1: Bơm không khí vào dàn phân phối đặt ở đáy mương dẫn nước, các bọt khí phân tán nhỏ, nổi lên đi qua dòng nước, nước được làm thoáng
Dùng máy nén khí áp lực từ 0,5 – 1kg/cm2 bơm một lượng lớn không khí vào dàn ống có lắp các đĩa phân phối bằng cao su hoặc sành sứ đặt hai hàng dọc đáy mương hoặc kênh dẫn nước, chiều cao nước trong mương thường từ 1 -2m. Bọt nổi lên càng nhỏ và phân phối càng đều hiệu quả làm thoáng càng cao.
Nhược điểm của hệ đĩa phân phối là đĩa có lỗ rất nhỏ, cần áp lực khí lớn và trong mương cần đặt thêm các vách ngang, xiên tạo xoáy để xáo trộn dòng nước, tổn thất thủy lực qua mương lớn.
Nếu dùng dàn ống khoan lỗ 2 – 3mm thì nước được khuấy trộn tốt hơn không cần tạo xoáy trong mương để khuấy trộn nhưng dàn ống phải đặt dày, lượng không khí cần nhiều hơn. Phương pháp này ít được sử dụng mặc dù có hiệu quả khử khí H2S
Cách 2: Chia dòng nước thành các tia nhỏ phun vào không khí như dàn mưa, vòi phun mưa, máng tràn nhiều bậc.
Bơm nước lên dàn ống khoan lỗ, các tia nước ra khỏi lỗ phun thẳng vào không khí, cường độ thường từ 5 -10 m3/m2, tia nước rơi từ trên xuống đi qua dàn tung nước, tia bị đập nhỏ chảy xuống sàn tung thứ 2 rồi vào bể thu nước.
Cho nước vào máng nước tràn qua một bên mép máng xuống máng thứ hai, lại tràn qua một bên mép máng xuống máng thứ 3 … khoảng cách các mép máng tạo thành bậc tràn khoảng 0,3 – 0,5m.
Phương pháp làm thoáng này hiện nay được áp dụng phổ biến trong các trạm xử lý nước giếng khoan để khử khí CO2, khử sắt, mangan trong nước giếng khoan.
Cách 3: Chia dòng nước thành các tia cho chảy qua lớp vật liệu đỡ từ trên xuống còn gió thì thổi từ dưới lên, gió nước đi ngược chiều.
Tháp làm thoáng kín bằng inox hoặc nhựa bên trong trong có lớp vật liệu để tăng diện tích tiếp xúc giữa nước và gió. Vật liệu tăng tiếp xúc có thể là các vòng nhựa hình trụ đường kính 1 – 3cm cao 2 -5 cm đổ thành khối trong tháp làm thoáng.
Nước theo ống trải đều trên sàn phân phối đục lỗ qua sàn phân phối nước chia thành tia nhỏ rơi xuống khối vật liệu đỡ, trong lớp vật liệu đỡ nước được chia thành màng mỏng đi quanh các vòng nhựa, màng nước được thay đổi bề mặt qua các lớp và tiếp xúc trực tiếp với không khí đi vào từ ống dẫn gió qua lưới phân phối đi ngược lên và xả ra ngoài qua các ống thu.
Nước sau khi tiếp xúc với gió qua các màng mỏng với diện tích lớn làm cho chất hữu cơ có khả năng bay hơi đi vào không khí thoát ra ngoài, còn nước đã được khử khí tập trung xuống đáy và theo ống dẫn đi vào bể lắng.
Phương pháp này có hiệu quả cao nhất và thường được áp dụng để khử mùi hôi của nước có hàm lượng chất hữu cơ dễ bay hơi cao và tồn tại trong một thời gian dài hàng năm.
Khử mùi hôi của nước bằng chất oxy hóa mạnh
Các chất oxy hóa mạnh có khả năng làm biến đổi hoặc phá vỡ cấu trúc hóa học của các hợp chất gây ra mùi vị thành các chất có cấu trúc hóa học đơn giản, không gây mùi hôi, vị lạ.
Phương pháp này được áp dụng phổ biến nhất vì hầu hết các trạm xử lý nước đều có sẵn hệ thống pha định lượng clo và các chất oxy hóa mạnh khác để khử trùng nước. Các chất oxy hóa được sử dụng để khử mùi hôi của nước là clo, permanganate kali, ozon và clodioxit. Ba chất này được sử dụng thay thế clo khi nguồn nước có các chất hữu cơ khi phản ứng với clo tạo ra sản phẩm phụ trihalomethane THMs là chất có thể gây bệnh ung thư
- Khử mùi hôi của nước bằng clo
Clo là chất oxy hóa mạnh đã được sử dụng để khử trùng nước đem lại hiệu quả với chi phí tương đối rẻ. Hiện nay các trạm xử lý nước đều đã lắp đặt hệ thống thiết bị định lượng clo để khử trùng nên việc điều chỉnh lượng clo và điểm choc lo vào nước thường được áp dụng để kiểm soát mùi vị của nước.
Nhiều trường hợp nước thô có mùi, sau khi clo hóa sơ bộ với liều lượng vừa đủ thì không còn mùi trong nước. Các loại mùi dễ phát hiện như mùi cỏ, mùi tanh, mùi hôi … ở các trạm xử lý nước có hệ thống clo hóa sơ bộ khi cho clo vào đủ liều lượng, mùi sẽ bị khử còn ở các nhà máy không có hệ thống clo hóa sơ bộ thì có thể tăng liều clo cho vào bể trộn hoặc trước bể lắng, bể lọc.
Kết quả của việc khử mùi hôi của nước bằng clo phụ thuộc vào: Loại mùi, cường độ mùi, liều lượng clo cho vào nước và thời gian tiếp xúc giữa clo và nước.
Việc tăng liều lượng clo hóa sơ bộ được dùng để loại trừ một số trường hợp mùi vị có cường độ cao, khó xử lý bằng làm thoáng và keo tụ. Clo hóa sơ bộ luôn đạt hiệu quả cao vì thời gian tiếp xúc giữa nước thô và clo kéo dài từ đầu vào cho đến quá trình lọc.
Nhiều trường hợp để khử mùi hôi của nước cần lượng clo cao hơn liều dùng bình thường, sau bể lắng còn nhiều clo dư phải áp dụng quy trình khử clo dư bằng cách lọc qua than hoạt tính.
Xử lý nước có mùi hôi bằng các chất oxy hóa mặc dù được dùng phổ biến và hiệu quả nhưng trong một vài trường hợp lại có tác dụng ngược lại. Một số hợp chất sau khi phản ứng với clo tạo thành hợp chất mới có mùi vị còn khó chịu hơn. Do đó để xác định liều lượng clo và thời gian tiếp xúc cần tiến hành thí nghiệm jartest
- Khử mùi hôi của nước bằng permanganate kali
KMnO4 là chất oxy hóa mạnh dùng để phá hoại cấu trúc hóa học của các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc thiên nhiên và nhân tạo, dùng để oxy hóa sắt mangan và các hợp chất lưu huỳnh sau khi làm thoáng còn dư lại và dùng để khử mùi hôi có hiệu quả.
Khó khăn khi sử dụng KMnO4 là khống chế màu do nó tạo ra, khi hòa tan với nước nó tạo ra dung dịch có màu tím, KMnO4 là chất bị khử khi phản ứng với các hợp chất bị nó oxy hóa, màu chuyển từ tím sang màu vàng nâu. Sản phẩm cuối cùng được tạo ra là mangan dioxit, là chất kết tủa và được loại bỏ ra khỏi nước bằng cách lắng, lọc.
Toàn bộ KMnO4 cho vào nước cần phải chuyển thành dạng MnO2 trước khi cho nước vào bể lọc. Nếu khi vào bể lọc, nước còn màu tím tức là KMnO4 chưa chuyển hết thành MnO2, nước sau lọc sẽ có màu tím hồng. Để ngăn ngừa hiện tượng trên, cần xác định liều lượng KMnO4 sao cho khi lọc nước không có màu, muốn vậy phải đo lường thời gian cần thiết từ khi bắt đầu cho KMnO4 vào nước đến khi các vết màu hồng trong nước biến mất trong các thí nghiệm jartesst.
Khuấy trộn mẫu nước trong bình thí nghiệm với thời gian bằng thời gian nước lưu trong bể tạo bông cặn và bể lắng trong công trình thực.
Trong vận hành, người vận hành điều chỉnh lượng KMnO4 theo dấu hiệu màu hồng biến mất ở một điểm nào đó của bể lắng theo quan sát bằng mắt thường và kinh nghiệm.
Nếu nước thô được vận chuyển từ trạm bơm về nhà máy bằng ống hoặc mương dẫn thì cho KMnO4 với liều lượng cao hơn mà nước sau xử lý không bị nhiễm màu và khử mùi vị hiệu quả.
Nếu khử mùi hôi của nước cần liều lượng cao KMnO4 để khử màu có thể dùng than hoạt hoạt tính trong bể lọc hoặc tăng PH của nước thô để MnO2 có thể lắng hoàn toàn trong bể lắng và bể lọc.
- Khử mùi hôi của nước bằng ozone
Ozone là dạng tồn tại không bền vững của oxy và là chất oxy hóa mạnh nhưng không ổn định nên cần sản xuất ngay tại gần điểm cho ozone vào nước. Ozone là chất oxy hóa mạnh hơn clo do đó có khả năng oxy hóa tất cả các hợp chất hữu cơ và không tạo ra sản phẩm phụ nguy hại cho nước ăn uống đặc biệt là chất khử mùi hôi có nguồn gốc công nghiệp.
Ozone là chất oxy hóa được dùng nhiều trong xử lý nước hiện nay vì nó không tạo ra sản phẩm phụ gây ung thư trihalomethane như clo.
Việc sản xuất ozone cần có thiết bị chuyên dụng bao gồm: thiết bị tạo nguồn không khí khô, oxy, thiết bị ngưng tụ và sấy khô để loại trừ hoàn toàn độ ẩm của không khí và oxy, máy sản xuất ozone, thùng kín để hòa trộn ozone với nước, hệ thống thông gió và thải khí thừa.
- Sử dụng clodioxit để khử mùi hôi của nước
Clodioxit là chất oxy hóa được chú ý và sử dụng nhiều những năm gần đây để thay thế cho clo và clodioxit không tạo ra sản phẩm phụ trihalomethane như clo. Clodioxit là chất oxy hóa mạnh và không ổn định, được tạo ra do phản ứng giữa natriclorid và clo.
Clodioxit được dùng để khử mùi hôi có nguồn gốc công nghiệp mà không gây mùi lạ như clo và không tạo ra sản phẩm phụ trihalomethane.
Ở một số công ty cấp nước, để tránh tạo ra trihalomethane khi dùng clo, người vận hành đã thay clo hóa sơ bộ bằng dioxit clo cho vào nước thô để khử mùi vị, khử chất hữu cơ sau đó xử lý lại dùng clo để khử trùng nước.
