Đèn UV làm giảm tổng lượng cacbon hữu cơ TOC như thế nào
Đèn UV làm giảm tổng lượng cacbon hữu cơ TOC trong nước nhờ việc hình thành các gốc tự do hydroxyl, các gốc tự do này phá vỡ các liên kết hóa học của các chất hữu cơ, từ đó tạo ra phản ứng dây chuyền oxy hóa hầu hết các chất hữu cơ thành cacbon dioxit và nước.
Tổng lượng cacbon hữu cơ TOC là gì
TOC ( viết tắt của Total organic cacbon) là tổng lượng hợp chất hữu cơ có chứa cacbon trong nước ngoại trừ CO2, bicarbonate và carbonate.
TOC là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá nước được sử dụng trong các quy trình nhất định có đủ chất lượng tinh khiết hay không. Đo tổng lượng cacbon hữu cơ TOC cho thấy mức độ của các chất gây ô nhiễm hoặc phân tử hữu cơ có mặt.
TOC có thể bao gồm các hợp chất tổng hợp, nhân tạo và các sản phẩm tự nhiên hoặc biến đổi từ hệ thống sống. Sự hiện diện của vi khuẩn, TOC cho thấy có lỗi trong quá trình lọc, các bộ phận, hệ thống hoặc bảo quản. Nếu TOC không được loại bỏ, các hợp chất này có thể gây hư hỏng đáng kể cho thiết bị hoặc gây ô nhiễm không mong muốn trong các ứng dụng như chế tạo chip bán dẫn hoặc sản xuất hợp chất dược phẩm. Loại ô nhiễm này không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm mà còn ảnh hưởng đến lợi nhuận của quy trình.
Ngành nào cần thực hiện giảm tổng lượng cacbon hữu cơ TOC
Nước có độ tinh khiết cao là thành phần quan trọng trong nhiều quy trình. Vi khuẩn hoặc các hợp chất hữu cơ có thể tác động tiêu cực đến chất lượng sản phẩm. Do đó cần quan tâm làm giảm tổng lượng cacbon hữu cơ TOC ở các ngành sau:
- Ngành công nghiệp thực phẩm và nước giải khát
- Ngành công nghiệp dược phẩm
- Sản xuất vi điện tử và chất bán dẫn
- Xử lý nước thải
Đèn khử trùng UV làm giảm TOC như thế nào
Đèn khử trùng UV thường là các đèn hình trụ mỏng có khả năng tạo ra tia UV trong phạm vi 185nm, được đặt gần các ống thủy tinh có độ tinh khiết cao mà nước chảy qua. Tia UV có năng lượng đáng kể và được hấp thụ bởi các hợp chất và sinh vật ở hầu hết các bước sóng. Tuy nhiên một số bước sóng nhất định có hiệu quả hơn do đặc tính năng lượng và hấp thụ để tạo ra hiệu quả tối đa.
Vi khuẩn nhạy cảm nhất ở bước sóng 254nm. Ở bước sóng 185nm năng lượng tăng lên và độ nhạy hấp phụ của các hợp chất hữu cơ dễ bị oxy hóa dẫn đến sự hình thành các gốc tự do hydroxyl ở các mức độ kích thích quang hóa khác nhau. Các gốc tự do hydroxyl này phá vỡ liên kết hóa học khác nhau của chất hữu cơ từ đó tạo ra phản ứng dây chuyền oxy hóa hầu hết các chất hữu cơ thành cacbon dioxide và nước, là những cấu thành cơ bản của tất cả các hợp chất hữu cơ.
Bộ đèn khử trùng UV phát ra phần lớn năng lượng trong phạm vi 254nm. Do đó các thiết bị khử TOC thường có kích thước lớn hơn 6-8 lần so với hệ thống khử trùng bằng tia cực tím cho cùng 1 lưu lượng.
Kích thước của đèn khử trùng UV cũng phụ thuộc vào nồng độ TOC trong nước và thông số kỹ thuật thiết kế cho nước đã xử lý.
Các loại đèn khử trùng UV theo công suất:
Đèn khử trùng UV cs 10 – 22m3/h
Bộ đèn UV lựa chọn phù hợp cho phép TOC có thể đạt được ở mức <0,5ppb.
Hệ thống đèn UV làm giảm TOC thường được đặt trong vòng tuần hoàn của hệ thống xử lý nước có độ tinh khiết cao phía sau cột mixbed sơ cấp hoặc thứ cấp. Vì việc giảm TOC dẫn đến tạo ra cacbon dioxide nên độ dẫn điện tăng (điện trở suất giảm) do sự hình thành axit cacbonic bị ion hóa. Do đó thường phải đặt một thiết bị khử ion hỗn hợp mixbed cuối cùng , được rửa sạch nhiều ở cuối thiết bị đèn UV. Để giảm vi khuẩn trong hệ thống, đèn UV hoạt động ở bước sóng 254nm thường được đặt sau bộ khử ion mixbed cuối cùng.
Một số lợi ích quan trọng nhất của việc làm giảm tổng lượng cacbon hữu cơ TOC bằng đèn khử trùng UV
- Hiệu quả diệt khuẩn
- Chi phí hoạt động thấp
- Chi phí bảo trì thấp
- Không có sản phẩm phụ độc hại như khi sử dụng hóa chất
- Có thể hoạt động trong nhà, ngoài trời, dưới nước, trong không khí
Tổng lượng cacbon hữu cơ TOC là gì – Các phương pháp làm giảm TOC trong nước
