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

Sát trùng nước sinh hoạt ăn uống bằng clo

Sát trùng nước sinh hoạt ăn uống bằng clo là quy trình phải có trong quy trình xử lý nước cấp cho sinh hoạt ăn uống để đảm bảo trong nước trước khi cấp cho người tiêu thụ không còn vi trùng, vi khuẩn và virut gây bệnh sống và phát triển. Nước là chất dung môi tổng hợp có thể truyền tải tất cả các chất hòa tan trong đó có cả vi khuẩn gây bệnh đang sống và hoạt động. Các vi khuẩn gây bệnh truyền theo đường nước là vi trùng, virut và ký sinh đường ruột.

Mục đích của quá trình sát trùng nước sinh hoạt ăn uống bằng clo

Mục đích của quá trình sát trùng nước sinh hoạt ăn uống là tiêu diệt các vi sinh vật gây hại có trong nước. Để thực hiện quá trình này có thể dùng các phương pháp vật lý và hóa học.

Phương pháp vật lý gồm sử dụng đèn UV diệt khuẩn, siêu âm để phá hủy tế bào, đun sôi để giết vi khuẩn.

Phương pháp hóa học dùng các chất hóa học để phá hủy tế bào vi khuẩn như clo và các hợp chất của clo, ozon, permanganate kali.

Trong bài viết này chúng tôi sẽ đề cập đến quá trình sát trùng nước sinh hoạt ăn uống bằng clo và quy trình quản lý vận hành quá trình sát trùng nước sinh hoạt ăn uống bằng clo ở bài viết sau.

Các loại hóa chất sử dụng để sát trùng nước sinh hoạt ăn uống bằng clo

Khí clo

Tính chất của clo

Khí clo là chất khí có màu vàng xanh, mùi hắc rất dễ phân biệt. Clo nặng hơn không khí gấp 2,5 lần, có hệ số giãn nở cao, nếu nhiệt độ tăng từ 2 – 280C thể tích khí clo tăng thêm từ 84 -89%. Với độ giãn nở này có thể làm phá hỏng bình đựng và ống dẫn clo lỏng.

Một lít clo ở trạng thái lỏng có thể tạo ra 450 lít clo ở trạng thái khí.

Clo không bắt lứa và không gây nổ, nhưng clo đẩy mạnh quá trình cháy. Khi nhiệt độ tăng, áp lưc hơi của clo đựng trong bình cũng tăng.

Tác dụng sát trùng nước của clo

Khi cho khí clo hòa tan vào nước xảy ra các phản ứng hóa học giữa clo với nước và giữa clo với các chất hữu cơ và vô cơ có trong nước. Đầu tiên clo kết hợp với các chất này tạo ra các hợp chất chứa clo, lượng clo cho vào nước được tiêu thụ tăng dần cho tới thời điểm lượng clo cho vào đã đủ để kết hợp và oxy hóa các chất hữu cơ và vô cơ có trong nước, lượng clo tiêu thụ ngừng lại và clo tự do trong nước tăng lên đúng bằng lượng clo cho vào.

Lượng clo tiêu thụ từ đầu đến thời điểm này gọi là lượng clo tiêu thụ đến điểm đột biến.

Một số hợp chất chứa clo đến điểm đột biến có tính sát trùng, một số chất không có đặc tính sát trùng. Một số hợp chất chứa clo có tính sát trùng cộng với lượng clo còn lại trong nước sau điểm đột biến được gọi chung là lượng clod ư trong nước. Lượng clod ư trong nước sẽ tiếp tục sát trùng khi có vi trùng xâm nhập vào đường ống dẫn nước.

Trong quá trình xử lý, người quản lý và vận hành phải xác định được liều lượng clo sát trùng cần thiết. Liều lượng clo cần thiết gồm 2 phần:

Phần 1 là lượng clo yêu cầu tức là lượng clo tiêu thụ đến thời điểm đột biến

Phần 2 là lượng clo dư để sát trùng tiếp trên đường vận chuyển

Liều lượng clo cần thiết (mg/l) = Liều lượng clo yêu cầu (mg/l) + Liều lượng clod ư (mg/l)

Lượng clo dư (mg/l) = Lượng hợp chất chứa clo (mg/l) + Lượng clo tự do (mg/l)

Phản ứng của clo với nước (Quá trình thủy phân)

Khi cho clo hòa tan vào nước xảy ra phản ứng thủy phân clo tạo thành axit hypoclorite và axit clohydric theo phản ứng sau:

Cl2 + H2O ⇒   HClO + HCl

Tùy thuộc vào độ PH của nước , axit hypoclorite HClO lại phân ly thành ion H+ và ion OH theo phương trình:

HClO ⇒ H+ + ClO

Trong dung dịch loãng (trường hợp dùng clo để sát trùng nước) và có PH>4 quá trình thủy phân thành axit hypoclorite diễn ra hoàn chỉnh, trong nước còn lại rất ít clo tự do.

Axit hypoclorite có tác dụng sát trùng mạnh hơn gấp nhiều lần ion hypoclorite. Ở điều kiện bình thường nếu nước có PH = 7,5 thì có 50% lượng clo thủy phân thành axit HClO và 50% thành ClO . PH của nước càng cao số % ion ClO càng lớn.

Phản ứng của clo với các chất bẩn có trong nước

Phản ứng với hydrosunfit và amoni

Hydrosunfit và amoni là 2 hợp chất vô cơ có thể còn sót lại sau quy trình xử lý nước . Sự tồn ại của hai chất này làm phức tạp quy trình sát trùng nước sinh hoạt ăn uống bằng clo. Vì H2S và NH4+ là 2 chất khử mạnh, tác dụng với clo rất nhanh và tạo ra các sản phẩm không mong muốn. H2S và NH4+ là 2 chất khử mạnh tác dụng với clo rất nhanh và tạo ra các sản phẩm không mong muốn.

H2S tác dụng với clo tạo ra axit sunfuric và nguyên tố lưu huỳnh có mùi khó chịu đều không có tác dụng sát trùng nước.

Nếu trong nước có amoni, khi cho clo vào nước, amoni phản ứng rất nhanh với clo tạo ra cloramin NH2Cl là hợp chất chứa clo có khả năng sát trùng nước yếu hơn clo tự do nhiều lần và nếu sau khi châm clo sát trùng nước, trong nước vẫn có dư lượng amoni sẽ có sản phẩm phụ là nitrit là chất độc hại cần phải khử ra khỏi nước ăn uống.

Phản ứng với các chất hữu cơ chưa xử lý hết

Khi trong nước có chất hữu cơ chưa xử lý hết clo sẽ phản ứng với các chất hữu cơ tạo ra trihalomethane THMs là chất gây ra ung thư. Vì vậy phải hết sức thận trọng khi áp dụng quy trình clo hóa trước và phải khử hết chất hữu cơ trong nước trước khi châm clo sát trùng.

Hypoclorite ClO

Hypoclorite có tác dụng sát trùng giống như Cl2.

Hypoclorite dùng để sát trùng nước có ở 2 sản phẩm clo dạng bột Calcium hypoclorite và Natri hypoclorite.

Phản ứng hóa học giữa hypoclorite với nước cũng giống như phản ứng của clo Cl2 với nước. Trong đó sự khác nhau là:

Cả 2 loại phản ứng thủy phân này đều tạo ra axit hypoclorite HClO nhưng khác nhau ở sản phẩm phụ

Phản ứng thủy phân của Cl2 tạo ra HClO và ion H+ làm giảm PHcuar nước nên mức độ phân ly của axit HClO thành ion ClO và H+ ít hơn, tác dụng sát trùng mạnh hơn

Còn phản ứng của các hợp chất canxi hypoclorite và natri hypoclorite với nước tạo ra axit HClO với lượng tương tự nhưng làm tăng PH của nước nên mức độ phân ly của axit HClO thành ion ClO và H+ nhiều hơn làm giảm khả năng sát trùng. Mức độ thay đổi PH của nước do các phản ứng trên còn tùy thuộc vào độ kiềm có trong nước.

Chloramine

Khi châm Cl2 vào nước có amoni hòa tan, amoni phản ứng với axit hypoclorite tạo ra monochloramine, dichloramin và trichloramin tùy thuộc vào độ PH của nước.

Ở các giá trị PH thường gặp trong các nhà máy xử lý nước (PH từ 6,5 -7,5) monochloramine và dichloramine cùng tồn tại. Ở PH thấp hơn 5,5  chỉ tồn tại dichloramine. Và ở PH<4 chỉ có trichloramine. Monochloramine và dichloramine có khả năng sát trùng và có thể tồn tại lâu ở dạng hợp chất clo sát trùng có dư trong đường ống, dichloramine có khả năng sát trùng cao hơn monochloramine nhưng không được khuyến cáo sử dụng vì có thể gây ra mùi, vị của nước.

Phạm vi ứng dụng của chloramine

Chloramine là chất sát trùng được dùng để sát trùng nước sinh hoạt ăn uống trong khoảng 100 năm trở lại đây. Quyết định sử dụng chloramine là chất sát trùng nước căn cứ vào các yếu tố sau:

  • Chất lượng nước sau xử lý
  • Quy trình công nghệ xử lý hiện có
  • Quy mô và đặc tính của mạng lưới phân phối

Dùng chloramine để sát trùng có hiệu quả trong các trường hợp sau:

  1. Giảm lượng trihalomethane THMs hình thành trong quá trình sát trùng nước và giảm các sản phẩm phụ của quá trình sát trùng.
  2. Có thể duy trì một lượng chloramine dư lâu dài trong đường ống phân phối, thích hợp với quy mô mạng lưới rộng lớn, có nhiều nhánh cụt
  3. Có khả năng thấm qua màng lọc sinh vật và giảm khả năng phát triển của coliform
  4. Giảm mùi và vị clo trong nước ăn uống.

Coliform là gì – Nước nhiễm Coliform có nguy hiểm không

Phương pháp điều chế chloramine

Chloramine dùng để sát trùng nước có thể được điều chế ngay tại nhà máy nước bằng cách châm khí amoniac và khí clo vào nước cần sát trùng. Amoniac được dùng trong các bình áp lực giống bình đựng khí clo và được vận chuyển đến nhà máy nước, dùng thiết bị định lượng khí giống thiết bị định lượng khí clo để châm vào nước.

Có 3 phương pháp để điều chế chloramine hòa tan trong nước:

  • Châm amoniac vào nước trước rồi châm clo vào sau
  • Châm đồng thời amoniac và clo vào nước
  • Châm clo vào nước trước châm amoniac sau

Lưu ý khi sát trùng nước sinh hoạt ăn uống bằng chloramine

Monochloramine khi sử dụng với liều lượng lớn hơn liều lượng cần để sát trùng không gây hại cho sức khỏe người sử dụng. Nếu trong nước cấp cho máy lọc thận có chứa chloramine, chloramine sẽ thấm qua màng lọc, phá hoại màng nên phải khử chloramine trong nước bằng cách lọc qua bể lọc than hoạt tính trước khi cấp cho máy lọc thận.

Ngoài ra chloramine có thể làm chết cá cảnh ở các bể các nuôi trong nhà dân khi dùng nước cấp có chứa chloramine sát trùng vì chloramine phá hoại các mô trong mang các làm cho cá chết. Trong trường hợp này cũng phải chloramine trong nước bằng axit ascorbic trước khi cho bể nuôi cá

Ngăn ngừa hiện tượng Nitrat hóa khi sát trùng

Ngăn ngừa hiện tượng Nitrat hóa khi sát trùng trong khi điều chế chloramine bằng clo và amoniac tại nhà máy nước. Khi điều chế chloramine tại nhà mày nước với tỷ số Cl2:NH3 nhỏ hơn 5:1 sẽ có lượng dư amoniac hòa tan trong nước ở dạng ion NH4+. Trong nước có oxy hòa tan, nhờ tác dụng của vi khuẩn NH4+ sẽ bị oxy hóa thành NO2 và NO4 . Nitrit là chất độc không được phép tồn tại trong nước ăn uống, vì vậy cần kiểm soát chặt chẽ hàm lượng NO2 trong nước, nếu phát hiện thấy có NO2 phải tăng tỷ lệ Cl2:NH3 đến mức 5:1

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả sát trùng nước sinh hoạt ăn uống bằng clo

Hai yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến hiệu quả sát trùng là: Lượng clo dư và thời gian tiếp xúc của clo với nước.

Ngoài ra còn có các yếu tố khác ảnh hưởng đến hiệu quả sát trùng nước là:

  • Điểm châm hóa chất sát trùng vào nước và cường độ khuấy trộn giữa chất sát trùng và nước trong thời gian tiếp xúc. Càng trộn nhanh và đều càng tốt.
  • Thời gian tiếp xúc sau khi trộn đều, càng lâu càng tốt
  • Hiệu quả xử lý nước trước khi châm chất sát trùng vào nước ( nước có độ đục thấp, không có chất hữu cơ và H2S, NH4+ thì liều lượng clo ít và hiệu quả sát trùng cao
  • Nhiệt độ nước càng cao, hiệu quả sát trùng càng cao
  • Loại chất sát trùng và liều lượng của chất sát trùng châm vào nước
  • PH của nước càng thấp hiệu quả sát trùng càng cao

Điểm châm chất sát trùng clo vào nước

Clo hóa trước

Mục đích của clo hóa trước là:

  • Tiêu diệt và ngăn chặn sự phát triển của rêu, tảo, chất nhờn trong nước thô
  • Tăng cường hiệu quả của quá trình keo tụ và lắng, lọc
  • Giảm mùi và vị của nước
  • Tăng thời gian tiếp xúc của clo

Điểm châm clo hóa trước vào nước là tại họng thu nước của máy bơm nước thô. Khi clo hóa trước phải chú ý cân nhắc trường hợp trong nước thô có phenol sẽ kết hợp với clo phát ra mùi khó chịu và trong nước có chất hữu cơ phản ứng với clo tạo thành trihalomethane THMs

Clo sát trùng sau quy trình xử lý

Điểm châm chất sát trùng thường chọn là điểm dẫn nước và bể chứa nước sạch, trong bể chứa nước sạch phải có vách ngăn hướng dòng để tăng hiệu quả thủy lực của bể.

Tăng cường sát trùng trên hệ thống phân phối

Khi phát hiện vùng nào đó của hệ thống phân phối nước có chỉ số CT không đạt thì có thể châm chất sát trùng tăng cường vào ống chính dẫn nước đến các khu vực và có đủ vận tốc để trộn đều và nhanh lượng clo vừa được châm thêm vào.

Sát trùng giếng khoan

Trong trường hợp nước giếng khoan đạt tiêu chuẩn nước cấp về chất lượng, cần cho clo sát trùng vào giếng, ngay dưới miệng hút của máy bơm để chống sự xâm nhập của vi khuẩn gây bệnh trong hệ thống phân phối nước. Liều lượng clo cần châm vào giếng được xác định theo chuẩn số CT.

Cách xác định chuẩn số CT

Chuẩn số CT là tích số giữa liều lượng dư (nồng độ dư) của chất sát trùng tính bằng ppm và thời gian tiếp xúc cần thiết tính bằng phút.

Nồng độ C mg/l của chất sát trùng được đo tại điểm cuối của thời gian tiếp xúc.

Thời gian tiếp xúc T được tính từ lúc châm chất sát trùng vào nước đến điểm lấy mãu phân tích lượng chất sát trùng dư C

Chuẩn số CT là chỉ tiêu được sử dụng để đánh giá hiệu quả sát trùng.

 

 

scroll top