Khử trùng nước bằng cách đun sôi hoặc dùng clo

Khử trùng nước bằng cách đun sôi hoặc sử dụng Clo là những quy trình khử trùng nước thải phổ biến nhất trên toàn thế giới. Phương pháp đun sôi được sử dụng chủ yếu tại các vùng nông thôn ở các nước đang phát triển để loại bỏ các sinh vật sống, đặc biệt là vi khuẩn, trong nước. 

Nó cũng được sử dụng trong trường hợp khẩn cấp khi các phương pháp khử trùng phức tạp khác không có sẵn. Trước khi có sự phát triển của sự Clo hóa thì đun sôi là phương pháp chính được sử dụng để tiêu diệt các sinh vật gây bệnh.

Mô tả kỹ thuật

·        Đun sôi

Đun sôi là một phương pháp khử trùng nước rất đơn giản. Đun nóng nước đến nhiệt độ cao 100° C sẽ tiêu diệt hầu hết các sinh vật gây bệnh, đặc biệt là virus và vi khuẩn gây bệnh đường nước. Để đun sôi hiệu quả nhất, nước phải  được đun sôi trong ít nhất 20 phút. 

·        Khử trùng bằng clo

Clo đã trở thành loại phổ biến nhất để khử trùng nước. Cần lưu ý rằng nó được sử dụng để tiêu diệt sinh vật gây hại. Hai loại quy trình thường được sử dụng: Hypochlorination, sử dụng một máy bơm cấp thoát nước để phun canxi hoặc dung dịch natri hypoclorit và clo khí, sử dụng khí clo nén.

Hypochlorination : Canxi hypoclorit có sẵn có thể được sử dụng trong điều kiện khô hoặc ướt. Canxi hypoclorit đỉnh điểm (HTH), hình thức hay được sử dụng nhất, có chứa khoảng 60% clo sẵn có. Bởi vì hạt Canxi hypoclorit có thể dễ dàng hòa tan trong nước và tương đối ổn định trong điều kiện lưu trữ thích hợp nên chúng thường được ưa chuộng hơn các hình thức khác. Hình 24 cho thấy chi tiết về phương pháp Hypochlorination điển hình.

Hình 24: Hệ thống Hypochlorite điển hình

Nguồn: Hệ thống nước phục vụ công cộng, Washington, DC, Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ, năm 1978.

Hình 25: Lắp đặt xi lanh điển hình để khử trùng nước bằng khí Clo

Nguồn: James M. Montgomery, Kỹ sư tư vấn, Nguyên tắc thiết kế và xử lý nước, Walnut Grove, Cal, 1985..

Khử trùng bằng khí Clo: Trong hệ thống khí clo, Clo được cung cấp như một loại khí hóa lỏng dưới áp lực cao từ các thùng chứa khác nhau có kích thước từ 100 Ib đến 1 tấn từ toa chức nước cho kích thước lớn hơn. Xi-lanh sử dụng phải được đặt trên cân kiểu cầu phẳng trên mặt sàn, sự mất trọng lượng được sử dụng để đo lường liều lượng. Các biện pháp phòng ngừa sau đây phải được thực hiện khi xử lý nước bằng khí clo:

·        Khí Clo rất độc và ăn mòn, do đó hệ thống thông hơi phải được cung cấp đầy đủ kể từ khi khí clo nặng hơn không khí.

·        Khí và chất lỏng có chứa Clo có thể xử lý trong ống sắt, tuy nhiên, do clo có tính ăn mòn cao nên cần phải đặt lớp lót cao su hoặc ống nhựa để chống ăn mòn

·        Khí clo điều áp không nên đựng trong ống bạc hay ống thủy tinh, Teflon, hoặc vật liệu khác - không có tính năng xử lý các áp lực, tiếp xúc với khí clo nồng độ đậm đặc có thể gây tử vong.

Công tơ đo lượng khí Clo và trộn lẫn khí với nước. Clo sau đó được phun vào trong nước thành phẩm. Nguồn cung cấp nước nhỏ có thể hoạt động một cách hiệu quả bởi côngtenơ chứa 100 hoặc 150 lb ; côngtenơ lớn không được khuyến khích sử dụng cho các hệ thống nhỏ. Ưu điểm của phương pháp này là số lượng tương đối lớn khí clo thu được trong thời gian liên tục hoạt động lâu dài (vài ngày hoặc vài tuần) mà không cần phải kết hợp hóa chất.

Mức độ sử dụng

Đun sôi là công nghệ chính được sử dụng để kiểm soát sự lây lan các bệnh qua đường nước. Đây là công nghệ truyền thống được sử dụng trước khi có sự ra đời của các công nghệ hiện có. Nó vẫn được sử dụng ở những nơi mà nguồn cung cấp năng lượng và cơ sở vật chất cần thiết cho các công nghệ khác đang thiếu và ở những nơi chất lượng nguồn nước đáng ngờ.

Hệ thống khử trùng phổ biến nhất ở châu Mỹ Latinh và vùng Caribê là khử bằng Clo. Viên clo, chất lỏng, bột và khí Clo được sử dụng rộng rãi. Clo hóa nguồn cung cấp nước ở tình trạng khẩn cấp đã được thực hiện ở các khu vực này vào đầu năm 1850. Hiện nay, Clo hóa áp dụng cho cả hai nguồn cung cấp nước và nước thải tràn lan. Clo khử trùng được sử dụng để ngăn chặn sự lây lan của các bệnh tật qua đường nước, kiểm soát sự phát triển của tảo và mùi khó chịu của nước. Tính kinh tế, dễ dàng hoạt động và thuận tiện là những yếu tố chính để đánh giá quá trình khử trùng.

Vận hành và bảo trì

Khí clo: Khử trừng bằng khí Clo có lợi thế trong các trường hợp lưu lượng nước biến đổi, vì tỷ lệ của Clo có thể được đồng bộ để cung cấp số lượng biến đổi của Clo vào nước thành phẩm. Chi phí vốn của khí clo, tuy nhiên, có phần lớn hơn nhưng chi phí hóa chất lại ít hơn. Hoạt động của hệ thống khử trùng bằng khí Clo đòi hỏi phải có sự quan sát thường xuyên và bảo trì dự phòng. Công việc hàng ngày của người điều hành hoạt động bao gồm các nhiệm vụ sau đây:

·        Đọc lưu lượng kế Clo hàng ngày và ghi lại thông tin.

·        Đọc lưu lượng nước thành phẩm và ghi lại lượng nước bơm.

·        Kiểm tra các cấp độ dư clo trong hệ thống phân phối và nếu cần thiết nên điều chỉnh lưu lượng kế để tăng tỷ lệ nước cấp nếu chúng quá thấp và làm giảm nó nếu chúng quá cao.

·        Tính toán việc sử dụng clo và yêu cầu dự trữ thêm clo nếu cần thiết.

·        Làm sạch các thiết bị hàng tuần, làm sạch bộ lọc "Y" ba lần một tuần, thay thế các miếng đệm theo định kỳ.

·        Thực hiện bảo trì phòng ngừa trên thiết bị.

Hypochlorinators: Do tiềm năng oxy hóa, Canxi hypoclorit nên được lưu trữ ở nơi khô mát, tránh xa các hóa chất khác, bảo quản trong bao chống ăn mòn. Người điều hành hoạt động phải thực hiện nhiệm vụ bảo dưỡng sau đây:

·        Đo và ghi lại mức thùng chứa dung dịch

·        Đo lưu lượng nước thành phẩm và ghi lại lượng nước bơm.

·        Kiểm tra các cấp độ clo dư trong hệ thống và điều chỉnh tỷ lệ clo cần thiết để duy trì mức độ clo dư là 0,2 mg / lít ở điểm xa nhất so với hệ thống phân phối (các đề xuất clo dư còn lại cho nước giếng là 0,5 mg / lít tại thời điểm ứng dụng khử clo, với điều kiện nồng độ 0,2 mg / lít được duy trì trong toàn hệ thống phân phối). Tỷ lệ clo dư phải được điều chỉnh hàng ngày để tăng hoặc giảm liều lượng phù hợp với sản lượng nước của nhà máy xử lý.

·        Kiểm tra và điều chỉnh các hoạt động của bơm cấp thoát nước. Máy bơm phải được hoạt động trong phạm vi trên của mặt điện kế để đảm bảo rằng xi lanh hoặc xung đột từ bơm đủ thường xuyên để clo sẽ được cấp liên tục vào nước đang được xử lý.

·        Thay thế hóa chất và rửa bể chứa hoá chất sau 15 đến 30 ngày hoạt động.

·        Kiểm tra hoạt động của các van kiểm tra.

·        Kiểm tra và làm sạch các van nạp. Giải pháp Natri hypoclorit thương mại (như Clorox) chứa xút ăn da dư thừa (NaOH) khi pha loãng với nước có tính kiềm cao, chúng tạo thành một lớp phủ trên các van trung chuyển. Các van tráng sẽ không ở đúng vị trí và quá trình trung chuyển sẽ không cho nước thành phẩm đúng cách.

Mức độ tham gia

·        Đun sôi là trách nhiệm của người sử dụng cá nhân.

·        Khử Clo thường được tiến hành bởi khu vực tư nhân trong hệ thống xử lý hypoclorit quy mô nhỏ. Hệ thống quy mô lớn đòi hỏi sự tham gia của cộng đồng hoặc cơ quan cung cấp nước trong khu vực, đặc biệt là quá trình khử trùng bằng khí Clo. Đối với các hệ thống lớn, sự tham gia của chính phủ và các tổ chức tài chính là cần thiết.

Chi phí

Chi phí quá trình đun sôi liên quan đến chi phí năng lượng sử dụng trong quá trình này.

Chi phí của hệ thống khử trùng bằng Clo khác nhau đáng kể tùy thuộc vào vị trí địa lý và các loại hệ thống khử trùng bằng clo được sử dụng. Bảng 10 cho thấy sự so sánh về chi phí đầu tư của hai hệ thống khử trùng bằng clo khác nhau.

Mục	Khử trùng bằng khí clo	Viên nén hypoclorit
Thiết bị	10.482	875
Cài đặt	1516	150
Xây dựng	10000	-
Tổng	21999	1020

Bảng 10 So sánh chi phí vốn của các hệ thống khử trùng bằng Clo ($)

Hiệu quả của công nghệ

Đun sôi là công nghệ khử trùng nước rất hiệu quả, nhưng nó chỉ như một phương án dự phòng cho các công nghệ khác vì những hạn chế khối lượng nước được khử trùng và vấn đề về năng lượng.

Khử Clo là công nghệ rất hiệu quả và phổ biến. Thông thường khử trừng bằng khí clo hóa hiệu quả hơn khử trùng Clo thông thường. Bảng 11 cho thấy sự so sánh về hai phương pháp được sử dụng ở các hòn đảo Caribbean của Montserrat.

Phương pháp khử trùng bằng Clo	Viên / hạt	Khí Clo
Sử dụng Clo	£ 201 Cl2	102 khí lb
Tổng dư lượng Clo	27,1 mg / l	40,5 mg / l
Tỷ lệ Dư lượng / Cl2	0.13mg/lb Cl2	0,46 mg / lb của Cl2
% Clo	65%	100%
Chi phí xử lý	$ 1532	$ 172

Bảng 11 Hiệu quả công nghệ của phương pháp khử trùng bằng clo

Phù hợp

Phương pháp khửi trùng bằng cách đun sôi được áp dụng ở khắp mọi nơi, mặc dù nó thường được sử dụng trong trường hợp khẩn cấp hoặc ở khu vực nông thôn, nơi cung cấp nước clo không có sẵn.

Khử trùng bằng clo có thể được sử dụng ở hầu hết các khu vực phụ thuộc vào sự sẵn có của các hóa chất. Khử trùng bằng khí Clo tốt nhất nên được áp dụng trong các nhà máy nước công cộng

Lợi thế

Như đã nói ở trên, đun sôi là công nghệ có hiệu quả và thường được coi là một phương tiện phổ biến hoặc trường hợp khẩn cấp để khử trùng nguồn nước. Ưu điểm của hệ thống khử trùng bằng Clo được liệt kê sau đây:

·        Các hệ thống này hoạt động đáng tin cậy, hệ thống hypoclorit có phần hoạt động dễ dàng hơn so với hệ thống khử trùng bằng khí.

·        Khử trùng bằng clo ít tốn kém hơn so với các hệ thống khử trùng khác và nói chung thực hiện khá dễ dàng. Clo (Cl2) khá an toàn trong sản xuất, vận chuyển, sử dụng và được biết đến rộng rãi.

Hệ thống Hypochlorinator:

·        Hợp chất Hypoclorit là không dễ cháy.

·        Hypochlorite không nguy hiểm tương tự như khí clo và do đó an toàn hơn để xử lý, sự cố tràn có thể được làm sạch với khối lượng lớn nước.

·        Dễ dàng xây dựng và vận chuyển

Hệ thống trung chuyển khí

·        Hệ thống nạp khí được trang bị các van tự động đóng cửa, điều chỉnh chân không trong trường hợp rò rỉ, ngăn chặn dòng chảy khí tại nguồn.

·        Các hệ thống tự động ngắt trong trường hợp gián đoạn nguồn cung cấp nước cấp.

·        Việc sử dụng khí clo là rẻ hơn và sạch hơn.

·        Kiểm soát được liều lượng và hiệu quả

Nhược điểm

·        Đun sôi đòi hỏi một nguồn năng lượng và hạn chế về số lượng nước được xử lý

·        Việc sử dụng Clo ở dạng khí hoặc trong dung dịch có thể gây ra mối nguy hiểm, tất cả các nhân viên vận hành phải được cảnh báo về những mối nguy hiểm và đào tạo trong việc giảm thiểu các mối nguy hiểm này.

·        Clo phản ứng và tương tác với một số hóa chất có trong nước thành phẩm, tùy thuộc vào độ pH và nhiệt độ nước, kết quả này làm suy giảm của nồng độ clo, chỉ để lại một lượng dư clo để khử trùng.

·        Clo cũng sẽ oxy hóa amoniắc, H2S và kim loại có trong nước thành phẩm.

·        Khí Clo nặng hơn không khí, cực kỳ độc hại và gây ăn mòn trong môi trường ẩm ướt.

·        Hypocclorit có thể gây ra tác hại cho mắt và da khi tiếp xúc vì nó là một chất oxy hóa mạnh mẽ, có thể gây cháy nếu nó tiếp xúc với các chất hữu cơ dễ oxy hóa

Sự chấp nhận văn hóa

Đun sôi là quá trình được chấp nhận rộng rãi. Khử Clo là một thực tế phổ biến trong các nhà máy xử lý nước ở khu vực đô thị nhưng hiếm khi được sử dụng trong khu vực nông thôn.

Phát triển hơn nữa của công nghệ

Đun sôi và khử clo được sử dụng bởi hầu hết dân số thế giới trong thói quen sinh hoạt . Tuy nhiên, hệ thống khử trùng bằng Clo có thể cải thiện được mức độ an toàn trong việc sản xuất khí clo và các phương pháp xử lý và phân phối khí trong các nhà máy xử lý. 

Toàn Á Jsc chuyên tư vấn,thi công các giải pháp về xử lý nước giếng khoan,xử lý nước thải,cung cấp thiết bị,vật liệu lọc nước,dây chuyền lọc nước tinh khiết uy tín,chất lượng.Hân hạnh phục vụ quý khách!

(Lưu ý : tất cả các bài viết trên trang đều thuộc bản quyền Toàn Á Jsc,vui lòng trích nguồn khi trích dẫn bài viết của chúng tôi)

Tweet