CÔNG TY TNHH SẢN XUẤT – THƯƠNG MẠI VÀ DỊCH VỤ SAO VIỆT
Văn phòng giao dịch: Số 2 Ngõ 97 Nguyễn Ngọc Nại - Thanh Xuân - Hà Nội
Email: saovietxulynuoc@gmail.com
Điện thoại: 0989.41.7777 - 0985.22.33.88

Các phương pháp khử trùng nước thải

Khử trùng nước thải là quá trình bất hoạt các vi sinh vật, vi khuẩn, virut gây bệnh có trong nước thải trước khi thải ra ngoài môi trường hoặc tái sử dụng. Khử trùng nước thải bị ảnh hưởng bởi: Thời gian tiếp xúc, độ PH, nồng độ và loại hóa chất khử trùng, nước thải cần xử lý, nhiệt độ nước thải, lưu lượng.

Tiêu chí lựa chọn phương pháp khử trùng nước thải phù hợp

Lựa chọn phương pháp và hóa chất khử trùng thích hợp cho một hệ thống xử lý nước thải căn cứ vào các tiêu chí sau:

  • Khả năng xâm nhập và tiêu diệt các tác nhân truyền nhiễm trong điều kiện hoạt động bình thường
  • Dễ dàng và an toàn khi thực hiện các bước xử lý đồng thời đảm bảo an toàn khi lưu trữ và vận chuyển
  • Không còn các chất dư lại độc hại, các hợp chất gây đột biến gen hoặc gây ung thư sau khi khử trùng
  • Chi phí hợp lý khi hoạt động và bảo trì

Phương pháp khử trùng nước thải

Về cơ bản có 3 phương pháp khử trùng cho các hệ thống xử lý nước thải tại chỗ: Clo, đèn khử trùng tia cực tím UV, và Ozone. Nhìn chung sử dụng clo dạng viên nén là hình thức khử trùng nước thải hiệu quả nhất trong các hình thức.

Khử trùng nước thải bằng clo

Hóa chất clo được sử dụng để khử trùng nước thải là clo dạng lỏng, clo dạng bột và clo dạng viên trong đó clo dạng viên được sử dụng nhiều nhất.

Clo tiêu diệt vi sinh vật bằng cách phá hủy các enzyme của tế bào vi sinh vật, vi khuẩn, virut. Quá trình này thường đòi hỏi 30 – 60 phút thời gian tiếp xúc cho nồng độ điển hình được sử dụng để xử lý nước thải tùy thuộc vào lưu lượng nước thải và đặc điểm của nó.

Một điều cần cân nhắc khi sử dụng clo để khử trùng nước thải là sự giao thoa sinh hóa nhu cầu oxy (BOD) với clo. Clo là một chất oxy hóa nên có thể oxy hóa các chất hữu cơ. Ngoài ra chất rắn lơ lửng TSS có thể can thiệp vào quá trình clo hóa tạo ra nhu cầu clo, đồng thời nó cũng là nơi ẩn náu của các tác nhân gây bệnh. Clo phải đi vào tiếp xúc với các sinh vật gây bệnh để tiêu diệt các tế bào. Các chất rắn lơ lửng có thể che chắn các mầm bệnh do tiếp xúc với chất khử trùng. Ngoài ra các chất gây ô nhiễm khác trong nước thải có thể làm phát sinh thêm nhu cầu clo như nitrit, sắt, mangan và hydrogen sulfide. Chính vì vậy để tính toán nhu cầu clo cần xác định hàm lượng các chất này nhằm đảm bảo đạt hiệu quả cao nhất.

Ưu nhược điểm của phương pháp khử trùng nước thải bằng clo

Ưu điểm

  • Clo là hóa chất khử trùng phổ biến nhất hiện nay từ khử trùng nước ăn uống sinh hoạt bằng clo, khử trùng nước bể bơi bằng clo, khử trùng nước thải bằng clo, khử trùng bệnh viện bằng clo … Các sản phẩm clo sẵn có dưới nhiều hình thức: dạng bột, dạng lỏng, dạng viên.
  • Chi phí sử dụng clo hiệu quả hơn so với hình thức khử trùng bằng tia cực tím uv hay ozone
  • Hàm lượng clo dư còn lại trong nước thải giúp kéo dài thời gian khử trùng, đảm bảo khả năng tiêu diệt ngay khi các vi sinh vật gây bệnh xâm nhập quay trở lại nước thải
  • Khử trùng nước thải bằng clo là đáng tin cậy và hiệu quả đối với một phổ rộng của các vi sinh vật
  • Clo hiệu quả trong việc oxy hóa các hợp chất hữu cơ và vô cơ nhất định
  • Khử trùng nước thải bằng clo có thể kiểm soát liều linh hoạt
  • Clo có thể loại bỏ một số mùi độc hại trong quá trình khử trùng

Nhược điểm

  • Hàm lượng clo dư cần được kiểm soát tốt nếu không có thể gây độc đối với thủy sản, khử trùng nước thải xả vào môi trường nước có thể yêu càu khử clo.
  • Clo có tính ăn mòn cao và độc hại vì vậy khâu vận chuyển, lưu trữ và sử dụng cần tuân thủ nghiêm ngặt theo quy định
  • Clo oxy hóa một số chất hữu cơ trong nước thải có thể tạo ra một số hợp chất gây nguy hiểm như trihalomethanes THMs …
  • Mức độ tổng chất rắn hòa tan TDS trong nước thải xử lý tăng lên
  • Một số loại ký sinh có thể đề kháng với liều thấp của clo bao gồm tế bào trứng của cryptosporidium parvum, u nang của Endamoeba histolytica và Giardia lamblia và trứng của giun ký sinh
  • Tác động dài hạn của các hợp chất thải vào môi trường là chưa đánh giá toàn diện được

Phương pháp khử trùng nước thải bằng tia cực tím UV

Khử trùng nước thải bằng tia cực tím UV là một quá trình vật lý dựa trên việc chuyển năng lượng điện từ nguồn đèn đến vật liệu di truyền của sinh vật  (DNA và RNA). Bức xạ tia cực tím tiêu diệt vi sinh vật bằng cách ngăn chặn sự sao chép của chúng và làm chết vi sinh vật.

Bức xạ tia cực tím được tạo ra do sự phóng điện qua hơi thủy ngân, thấm sâu vào vật liệu di truyền của vi sinh vật và làm chậm khả năng sinh sản. Có một số nghiên cứu cho thấy việc tiếp xúc của các sinh vật với ánh sáng đầy đủ sau chiếu xạ UV có thể cho phép các sinh vật tái sinh. Vì vậy nước thải cần đươc giữ trong bóng tối ngay sau khi chiếu xạ UV.

Hiệu quả của một hệ thống khử trùng nước thải bằng UV phụ thuộc vào đặc tính của nước thải, cường độ của bức xạ UV, số lượng thời gian các vi sinh vật được tiếp xúc với các bức xạ và cấu hình lò phản ứng. Ngoài ra nồng độ các hợp chất keo và các hạt thành phần trong nước thải cũng ảnh hưởng đến hiệu quả khử trùng nước thải bằng tia cực tím UV

Các thành phần chính của đèn khử trùng UV bao gồm: đèn UV, ống inox, adaptor.

Bước sóng tối ưu để bất hoạt các vi sinh vật hiệu quả là trong khoảng 250 -270nm, nhiệt độ lý tưởng là 95 – 1220F.

Hiện nay phổ biến nhất là loại đèn UV áp suất thấp. Khoảng 85% sản lượng năng lượng của nó là ở bước sóng 253,7 nm. Đèn UV áp suất thấp hơi dài, mỏng, ống trong suốt thường có 0,75 – 1,5 m chiều dài.

Ngoài đèn UV áp suất thấp, đèn UV trung áp cũng được sử dụng trong các hệ thống khử trùng UV công suất cao hơn gấp 25 – 30 lần so với đèn áp suất thấp và sử dụng máy biến áp thay thế cho adapter.

Hiện nay 2 loại lò phản ứng được sử dụng là ống thạch anh và ống Teflon. Ống thạch anh bọc ngoài đèn UV trong suốt cho phép các tia UV tác động đến nước thải hiệu quả nhất. Dòng chảy có thể song song hoặc vuông góc với đèn. Nước thải dưới áp lực chảy qua buồng phản ứng kín trong đó có chứa một hoặc nhiều đèn.

Loại lò phản ứng thứ 2 của hệ thống khử trùng UV là ống phản ứng Teflon. Đèn UV được treo bên ngoài ống Teflon. Ống Teflon dùng để vận chuyển nước thải là trong suốt cho phép các bước sóng tia cực tím đạt hiệu quả cao nhất. Ống Teflon thường được sử dụng trong các hệ thống xử lý nước thải lớn.

Việc lựa chọn khử trùng nước thải bằng đèn UV phụ thuộc vào 3 yếu tố quan trọng:

  • Tính thủy lực của các lò phản ứng: Lý tưởng nhất, một hệ thống khử trùng nước thải bằng đèn UV nên có một dòng chảy thống nhất với đủ trục chuyển động (trộn hướng tâm) để tối đa hóa tiếp xúc với bức xạ tia cực tím.
  • Cường độ bức xạ UV: Yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bức xạ tia UV như: tuổi thọ của các loại đèn, đèn bẩn, cấu hình và vị trí của đèn trong lò phản ứng
  • Đặc điểm nước thải: Các đặc tính nước thải có ảnh hưởng đến hiệu quả khử trùng UV bao gồm: tốc độ dòng chảy, sự hiện diện của các chất rắn lơ lửng và chất keo, mật độ vi khuẩn ban đầu và các thông số vật lý và hóa học khác. Cả 2 nồng độ TSS và nồng độ của các vi sinh vật liên quan đến xác định bao nhiêu bức xạ UV để đạt mục tiêu bất hoạt vi sinh vật

Tổng chất rắn trong nước là gì – TS là gì

Khử trùng nước thải bằng ozone

Ozone cũng như clo là chất khử trùng mạnh phá hủy vi sinh vật thông qua quá trình oxy hóa. Ozone có hiệu quả chống lại virut hơn clo. Các cơ chế khử trùng nước thải bằng ozone bao gồm:

  • Oxy hóa trực tiếp: Phá hủy các màng tế bào đã rò rỉ của thành phần bên ngoài tế bào
  • Phản ứng với sản phẩm phụ của ozone phân hủy
  • Gây thiệt hại đối với các thành phần của axit nucleic (purin và primidines)
  • Bồi thường của cacbon nito dẫn đến depolymerization

Khi ozone phân hủy trong nước, các gốc tự do peroxy hydro và hydroxyl được hình thành có khả năng oxy hóa tuyệt vời và đóng một vai trò tích cực trong quá trình khử trùng. Các vi khuẩn bị tiêu diệt vì quá trình oxy hóa nguyên sinh dẫn đến sự tan rã thành tế bào (cell lysis)

Sau hàng loạt các phản ứng hóa học, ozone cuối cùng tạo thành nước và oxy không để lại dư lượng độc hại hoặc chất độc hại trong nước. Các ozone hòa tan trong nước lên đến khoảng 5 mg/l.

Khử trùng nước thải bằng ozone thường được sử dụng tại các nhà máy quy mô lớn sau khi ít nhất nước thải đã được xử lý thứ cấp. Ngoài tác dụng bất hoạt vi sinh vật, sử dụng ozone trong xử lý nước thải còn làm giảm hàm lượng hữu cơ và vô cơ thông qua quá trình oxy hóa và bổ sung oxy cho nước thải.

Hiệu quả của quá trình khử trùng nước thải bằng ozone phụ thuộc vào:

  • Sự nhạy cảm của các sinh vật mục tiêu
  • Thời gian tiếp xúc và nồng độ ozone

Ưu và nhược điểm của phương pháp khử trùng nước thải bằng ozone

Ưu điểm

  • Ozone hiệu quả hơn chlorine trong việc tiêu diệt virut và vi khuẩn
  • Các quá trình ozon hóa yêu cầu thời gian tiếp xúc ngắn khoảng 10 -30 phút
  • Không để lại các chất dư có hại cần phải xử lý sau khử trùng bằng ozone vì ozone phân hủy nhanh chóng
  • Sau khi ozone hóa, các vi sinh vật không tái phát triển trở lại trừ khi nó được bảo vệ bởi các hạt trong nước thải
  • Ozone được tạo ra tại chỗ, do đó ít xảy ra các vấn đề không an toàn liên quan đến vận chuyển và lưu trữ, xử lý
  • Ozone hóa nâng cao độ oxy hòa tan (DO) của nước thải

Nhược điểm

  • Liều lượng thấp có thể không có hiệu quả bất hoạt một số vi rut, bào tử và u nang
  • Ozone hóa là công nghệ phức tạp hơn clo hay tia cực tím UV nên đòi hỏi thiết bị phức tạp và hệ thống liên kết hiệu quả
  • Ozone gây ăn mòn nên đòi hỏi sử dụng vật liệu chống ăn mòn như thép không gỉ
  • Khử trùng nước thải bằng ozone là không kinh tế với nước thải có nồng độ cao của chất rắn lơ lửng SS, nhu cầu sinh hóa oxy (BOD), nhu cầu oxy hóa học COD hoặc tổng hữu cơ cacbon TOC
  • Khí ozone là cực kỳ khó chịu và có thể độc hại do đó cần kiểm soát tốt không để khí ozone thoát ra có thể tiếp xúc với người sử dụng
  • Chi phí cao hơn so với các hình thức khử trùng khác.

Qua phân tích về các phương pháp khử trùng nước thải ở trên, chúng ta có thể thấy yếu tố quan trọng nhất trong khử trùng nước thải là chất lượng nước thải cần khử trùng. Nếu chất lượng nước thải tốt, các phương pháp khử trùng đều đem lại hiệu quả cao.

Thực tế khử trùng nước thải bằng viên clo là phương pháp khử trùng nước thải được sử dụng nhiều nhất hiện nay do tính kinh tế, hiệu quả mà phương pháp này đem lại. Sử dụng hệ thống khử trùng nước thải bằng clo lỏng hoặc khí yêu cầu vốn đầu tư ban đầu cao hơn.

Các bài viết tham khảo

scroll top