Tin tức

Các biện pháp khử trùng nước

Clo – Chlorine

Clo được sử dụng phổ biến trên khắp thế giới để khử trùng nước cấp. Đây là chất ôxy hoá mạnh, dù ở dạng nguyên chất hay hợp chất, tự do hay liên kết. Clo tác dụng với nước tạo ra phân tử axit HOCl, là chất khử trùng rất mạnh. Tùy theo pH, Clo có thể tồn tại trong nước dưới dạng Cl₂, HOCl hay OCl^–. Quá trình tiêu diệt mầm bệnh xảy ra theo cơ chế: khuyếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vật, phản ứng với men bên trong tế bào, và phá hoại quá trình trao đổi chất, dẫn đến sự diệt vong của tế bào. Clo cũng ngăn cản sự phát triển trở lại của vi sinh vật trong đường ống, bể chứa,… Tác dụng tốt với liều lượng nhỏ, giá cả hợp lý, dễ kiếm, dễ sử dụng.

Hạn chế của phương pháp Clo hóa là vấn đề an toàn: tuân thủ nghiêm ngặt các biện pháp phòng ngừa rủi ro khi vận chuyển, lưu giữ, vận hành và bảo dưỡng các thiết bị Clo. Một nhược điểm khác của Clo là tác dụng với các chất hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên (NOMs), các hợp chất hữu cơ nhân tạo có trong nước thải sinh hoạt, công nghiệp, thuốc trừ sâu,… tạo nên các sản phẩm phụ như THMs, HAAs, có liên quan đến nguy cơ ung thư.

Nước Javen (NaOCl)

Là các chất diệt trùng thay thế Clo, hoặc được sử dụng như chất diệt trùng thứ cấp sau ozone, UV, để giảm thiểu những rủi ro của Clo. Javen có thể được điều chế tại chỗ bằng điện phân muối ăn. Nước Javen có ưu điểm là an toàn hơn Clo rất nhiều, nguyên liệu sẵn có, độ tin cậy cao.

Hạn chế: vẫn có nguy cơ tạo DBPs, hệ thống điều chế khá cồng kềnh, thiết bị dễ bị ăn mòn.

Cloramines

Được sử dụng làm chất khử trùng hệ thống cấp nước đã khoảng 70 năm nay trên thế giới. Những thập kỷ gần đây, hóa chất này được sử dụng nhiều hơn, do tồn tại lâu trong mạng lưới cấp nước, nhờ đó duy trì được lượng Clo hoạt tính dư ở cuối mạng lưới. Cloramines được tạo thành khi cho Ammonia vào nước đã chứa Clo hoạt tính tự do (HOCl hoặc OCl^–). Chính vì vậy, việc chuyển từ Clo sang dùng Cloramins với các trạm xử lý hiện nay không phải là vấn đề khó. Tùy theo pH, Cloramins có thể tồn tại dưới dạng Tricloramine (pH<3), Dicloramine (pH = 4-7), Monocloramine (pH>7), trong đó Monocloramine có tác dụng diệt trùng mạnh hơn cả. Cloramins không gây mùi khó chịu trong nước như Clo, và cũng tác dụng ít hơn với các chất hữu cơ so với Clo.

Hạn chế: Cloramines làm tăng nguy cơ mắc bệnh về máu, do chất này dễ dàng xâm nhập vào hệ tuần hoàn, tác dụng với hồng cầu và gây thiếu máu. Do vậy cần kiểm soát nồng độ Cloramines trong nước cấp dưới 0,5mg/L (tiêu chuẩn của Mỹ), và không dùng Cloramines khử trùng nước thải. Cloramines có trọng lượng phân tử rất nhỏ, hầu như không tồn tại ở dạng ion, do vậy khó loại bỏ nhờ các thiết bị lọc nước hộ gia đình, kể cả màng RO, trao đổi ion, thậm chí đun sôi…Có thể hấp phụ Cloramines bằng than hoạt tính, đặc biệt là than hoạt tính xúc tác sẽ được chuyển hóa thành Clorua (Cl^–)

Dioxit Clo – Chlorine dioxide

Dioxit Clo (ClO₂) là sản phẩm được điều chế từ NaClO₂ (Sodium Chlorite) và hơi Clo hay axit HCl (có thể điều chế tại chỗ). Dioxit Clo tồn tại trong nước lâu, có tác dụng diệt trùng cả ở trong môi trường kiềm (khác với Clo). Dioxit Clo tác dụng với nước tạo các sản phẩm phụ là Clorit, Clorat vô hại.

2NaClO₂ + Cl₂ → 2ClO₂ + 2NaCl

5NaClO₂ + 4HCl → 4ClO₂ + 5NaCl + 2H₂O

Hạn chế: Chlorine dioxide (ClO2) là một loại gas có tính oxy hóa cao, hoạt tính mạnh nhưng không ổn định, do đó nó không thể lưu trữ để sử dụng như các loại chất khử trùng khác như Clo, Khi cần sử dụng ClO2 phải được tạo ra tại chổ bằng thiết bị chuyên dụng.

(thiết bị NCOP: tạo và châm ClO2 cho khử trùng nước – NTESCO lắp đặt tại khách hàng thủy sản)

tham khảo thêm về thiết bị CQOS tại: https://ntesco.com/solutions/16/vi/cqos

Ozone

Ozone bắt đầu được sử dụng để khử trùng nước cấp từ 1910, và cho đến nay ngày càng được áp dụng nhiều hơn. Ozone được điều chế tại chỗ từ oxy, bằng phương pháp phóng điện qua không khí hoặc oxy. Ozone có thế oxy hoá – khử tiêu chuẩn rất cao (2,07V) nên có khả năng oxy hoá nhiều hợp chất hữu cơ và vô cơ, tiêu diệt mầm bệnh (mạnh hơn Clo 500 lần), khử mùi, vị, màu của nước, với thời gian tiếp xúc rất ngắn. Ozone có thể được sử dụng trong tiền xử lý, loại bỏ mangan, sulfua hydro trong nước, khử mùi, vị của tảo trong nước hồ, phá vỡ trạng thái bền vững của keo hữu cơ, làm tăng hiệu suất keo tụ và giảm lượng hóa chất keo tụ. Ozone dùng trong công đoạn xử lý sau để khử trùng, loại bỏ các chất vi lượng. Một số nước trên thế giới bắt đầu ứng dụng ozone trong xử lý nước thải, để khử trùng và loại bỏ các chất ô nhiễm vi lượng, bền vững như dược phẩm, hay để phá vỡ các cấu trúc phân tử bền vững trong tiền xử lý bùn.

Hạn chế: buồng tiếp xúc ozone phải kín, tránh người vận hành tiếp xúc trực tiếp với hơi ozone dư trước khi ozone thoát ra ngoài không khí và chuyển hóa hết. Có thể sử dụng các hóa chất khử để hấp thụ hết ozone dư (hydrogen peroxide, thiosulfate, bisulfite). Một sản phẩm phụ của quá trình ozone hóa là bromate (BrO₃-), chất có khả năng gây ung thư, nếu nước nguồn chứa bromide. Chi phí đầu tư khá cao (thiết bị điều chế, bồn tiếp xúc, khử dư lượng …).

Tham khảo thêm về thiết bị khử trùng Ozone – NZON tại đây: https://ntesco.com/solutions/14/vi/nzon

Combine Oxidation Process – Oxi hóa kết hợp

Hiệu suất oxy hóa sẽ được tăng lên rõ rệt nếu sử dụng kết hợp hydrogen peroxide (H₂O₂) cùng với ozone. H₂O₂ tác dụng với phân tử O₃, tăng cường quá trình tạo gốc hydroxyl tự do ^•OH, là tác nhân oxy hóa mạnh nhất từ trước tới nay, mạnh hơn phân tử ozone gấp nhiều lần. Có khả năng oxi hóa không lựa chọn với mọi hợp chất hữu cơ, cả những chất khó phân hủy hoặc không phân hủy sinh học, biến chúng thành những hợp chất vô cơ như CO2, H2O, các axit vô cơ…

Hạn chế: tương tự như Ozone.

Tham khảo thêm về thiết bị oxi hóa kết hợp NCOP tại đây: https://ntesco.com/solutions/22/vi/ncops

Tia cực tím (UV)

Tia UV được sử dụng để khử trùng nước cấp, nước thải nhờ tác dụng diệt trùng của tia sáng với bước sóng 250 – 270 nm. Thời gian tiếp xúc vài giây đủ để vô hiệu hóa các vi sinh vật có trong nước. Năng lượng UV phá cấu trúc ADN của vi sinh vật và ngăn chúng sinh sôi.

Hạn chế: UV không có tác dụng oxy hóa các chất ô nhiễm trong nước và cũng có chi phí đầu tư cao. Ngoài ra, UV chỉ phát huy tác dụng tối đa khi nước không còn cặn lơ lửng. Do đó, nước cần phải được tiền xử lý bằng phương pháp lọc trước khi qua UV.

(Hệ khử trùng NUV của NTESCO lắp đặt cho 1 tòa nhà căn hộ tại TPHCM)

Tham khảo thêm về thiết bị NUV tại đây: https://ntesco.com/solutions/17/vi/nuv