5 min read

CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA

Nước thải nói chung là nước thải được hình thành từ nhiều các chất ô nhiễm khác nhau tùy vào nguồn ô nhiễm. Do vậy cần phải có Oxy hóa bằng Clo và các chất có chứa clo hoạt tính là chất oxy hóa thô các biện pháp xử lý và phương pháp thích hợp khác nhau. Tùy thuộc vào thành phần bản chất của nguồn ô nhiễm, các tạp chất nhiễm bẩn có tính chất khác nhau, thành phần hóa học khác nhau, có các loại tạp chất tan, chất không tan, việc xử lý nước thải sinh hoạt là loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch nước và có thể đưa nước vào nguồn tiếp nhận hoặc đưa vào tái sử dụng. Để làm sạch nước thải chúng ta có thể sử dụng các chất oxi hóa như Clo ở dạng khí và hóa lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, pemanganat kali,oxy không khí, ozon…

Clo là một chất oxi hóa mạnh, ở bất cứ dạng nào. Khi tác dụng với nước tạo ra nhiều phân tử axit hypoclorit HOCl có tác dụng khử trùng rất mạnh.

Quá trình diệt vi khuẩn xảy ra qua 2 giai đoạn. Đầu tiên chất khử trùng khuếch tán xuyên qua lớp vỏ tế bào vi sinh, sau đó phản ứng với lớp men bên trong tế bào và phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn dến sự diệt vong của tế bào.. Tốc độ của quá trình khử trùng tăng khi nồng độ của chất khử trùng và nhiệt độ nước tăng đồng 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 bị chậm đi rất nhiều khi trong nước có các chất hữu cơ, cặn lơ lững và các chất khử khác.

Các phản ứng hóa học xảy ra khi cho Clo vào nước để khử trùng (Clo hóa nước)

Phản ứng đặc trưng của quá trình là sự thủy phân của Clo tạo ra axit hypoclorit và axit clohydric

Cl2 + H2O = HOCl + HCl

Hoặc ở dạng phương trình phân ly:

Cl2 + H2O = 2H+ + OCl- + Cl-

Khi sử dụng Clorua vôi làm chất khử trùng thì

Ca(OCl)2 + H2O = CaO + 2HOCl

2HOCl = 2H+ + 2OCl-

Khả năng khử trùng nước của Clo phụ thuộc vào hàm lượng của HOCl. Mà sự phân ly của HOCl lại phụ thuộc vào nồng độ ion H+ có trong nước hay thuộc vào pH của nước. Kết quả thực nghiệm cho thấy quá trình thủy phân của Clo xảy ra hoàn toàn khi pH>4.

Khi pH=6 thì HOCl chiếm 99.5% còn OCL- chiếm 0.5%

Khi pH=7 thì HOCl chiếm 79% còn OCl- chiếm 21%

Khi pH=8 thì HOCl chiếm 259% OCl- chiếm 75%

Khi pH tăng, nồng độ HOCl giảm là cho hiệu quả khử trùng giảm đi tương ứng.

Khi trong nước có ammoniac, các muối amoni hay các hợp chất hữu cơ có chứa nhóm amoni. Thì Clo, axit hypoclorit, ion hypoclorit tham gia vào phản ứng với chúng tạo thành monocloramin và dicloramin

HOCl + NH3 = NH2Cl + H2O

HOCl + NH2Cl = NH2Cl + H2O

HOCl + NHCL2 = NCl3 + H2O

Để kết hợp 1mg clo tự do thành monocloramin cần 0,2 mg ammoniac. Trị số pH càng cao thì lượng clo kết hợp thành dicloramin càng ít và nồng độ monocloramin trong nước càng cao, đồng thời khả năng khử trùng càng giảm đi. Khả năng khử trùng của monocloramin thấp hơn của dicloramin khoảng 3 đến 5 lần. So với clo thì khả năng diệt trùng của dicloramin lại thấp hơn tù 20 đến 25 lần. Clo đã kết hợp thành cloramin gọi là clo kết hợp, tổng hàm lượng của clo tự do , Cl2, HOCl OCl- và Clo kết hợp gọi là clo hoạt tính.

Như vậy khi khử trùng nước có chứa ammoniac và muối amoni bằng clo, muốn đạt được hiệu quả cao nhất, cần sử dụng một lượng clo lớn để có được lượng clo dư cần thiết là clo tự do.

Để đảm bảo cho quá trình khử trùng nước bằng clo đạt được hoàn toàn, sau khi khử trùng cần giữ lại một lượng clo dư thích hợp. Do khả năng diệt trùng khác nhau của clo tự do và clo kết hợp, lượng clo dư cần thiết cũng khác nhau. đảm bảo Nồng đồ clo tự do còn lại trong nước sau thời gian tiếp xúc từ 40 phút đến 1 giờ tại bể chứa nước sạch giá trị clo dư trong nước sinh hoạt nằm trong khoảng cho phép theo QCVN 02: 2009/BYT (từ 0.3 – 0.5 mg/l) trước khi đưa vào mạng lưới phân phối.

-Khí CLO hóa lỏng được chứa trong thết bị chuyên dung (XEM CÁC THIẾT BỊ CHỨA CLO) được châm vào dòng nước qua thiết bị châm clo (XEM HỆ THỐNG CHÂM CLO)(có định lượng theo thiết kế)

Thiết bị châm clo, vui lòng xem chi tiết (TẠI ĐÂY)
Bình chứa clo, xin vui lòng xem ( TẠI ĐÂY)
Tháp trung hòa khí clo xem (TẠI ĐÂY)

Có thể lấy sơ bộ liều lượng Clo để khử trùng nước như sau: Đối với nước mặt 2 – 5 mg/l tính theo clo hoạt tính; đối với nước ngầm từ 0.7 – 1 mg/l

CÁC DẠNG CLO KHÁC

Cloramin b – là hóa chất chuyên được sử dụng để diệt khuẩn bề mặt, xử lý nước với thành phần hóa học chiếm chủ yếu là sodium benzensulfochleramin (công thức cloramin b là C6H5SO2NClNa.3H20). Trong đó clo hoạt tính chiếm khoảng 25%. Hóa chất này thường có dạng bột hoặc dạng viên. CÔNG NGHỆ KHUẤY VÀ THIẾT BỊ XEM (TẠI ĐÂY)
Clorua vôi – Calcium Hypochloride dạng bột. Công thức hóa học: Ca(OCl)2. Như vậy, clorua vôi là muối của kim loại canxi với hai loại gốc axit là clorua Cl– và hipoclorit ClO–. Muối của một kim loại với nhiều loại gốc axit khác nhau được gọi là muối hỗn tạp.Trong không khí, clorua vôi tác dụng dần dần với khí CO2 và hơi nước giải phóng axit hipoclorơ HClO. CÔNG NGHỆ KHUẤY VÀ THIẾT BỊ XEM (TẠI ĐÂY)
Javel (Sodium Hypochloite) hay là nước Javen là hỗn hợp chất lỏng được tạo ra từ việc khí sục Cl2 dư vào dung dịch NAOH. Phản ứng tạo ra hai muối NaCl và NaClO hay chính là nước Javen, trong hợp chất có muối NaClO, Clo có số oxi hóa +1, do đó Clo có khả năng oxi hóa mạnh các chất để trở về số oxi hóa thấp hơn. CÔNG NGHỆ KHUẤY VÀ THIẾT BỊ XEM (TẠI ĐÂY)
Nacl (muối ăn) cũng có ion Clo, nhưng không dùng để diệt khuẩn, vì Clo trong Nacl không khuếch tán được qua vỏ tế bào vi khuẩn, không có tác dụng o xy hóa như NaClO: nước Javen) CÔNG NGHỆ KHUẤY VÀ THIẾT BỊ XEM (TẠI ĐÂY)