Tiểu luận quá trình công nghệ môi trường hệ thống khử trùng bằng phương pháp hóa học

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG


MÔN : QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

CHUYÊN ĐỀ :HỆ THỐNG KHỬ TRÙNG
BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC
GVHD : TS. PHẠM ANH ĐỨC
SINH VIÊN THỰC HIỆN :
1.Trần Thanh Vy

91202272

2. Lê Ngọc Yến

91202276

TP.HCM, tháng 11 năm 2014

1

1


MỤC LỤC

2

2


DANH MỤC BẢNG

3

3


DANH M
ỤC HÌNH

4

4


CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ KHỬ TRÙNG
1. ĐỊNH NGHĨA

Khử trùng (trong tiếng anh là sterilization hay sterilisation) là một thuật ngữ dùng để chỉ
bất kỳ quá trình nào dùng để loại trừ hoặc tiêu diệt tất cả các hình thái sự sống bao gồm:
các tác nhân gây truyền nhiễm như nấm, vi khuẩn, virus, các dạng bào tử,…hiện diện trên
bề mặt, hay tồn tại trong canh trường, dung dịch thuốc, hay các hôp chất dùng trong nuôi
cấy sinh học. Khử trùng có thể được thực hiện bằng các phương pháp như dùng nhiệt,
hóa chất, chiếu xạ, áp suất cao, vàlọc hay có thể kết hợp nhiều yếu tố trên.
2. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI

Hiện nay có nhiều biện pháp khử trùng có hiểu quả :

Khử trùng bằng các chất oxi hóa mạnh : Cl2, các hợp chất Clo, O3, KMnO4.
Khử trùng bằng các tia vật lý : tia cực tím.
Khử trùng bằng siêu âm.
Khử trùng bằng phương pháp nhiệt .
Khử trùng bằng các ion kim loại nặng.

5

5


CHƯƠNG 2 : KHỬ TRÙNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC
Cơ sở của phương pháp hóa học là sử dụng các chất oxy hóa mạnh để oxy hóa men của tế
bào vi sinh và tiêu diệt chúng . Các hóa chất thường dùng là : clo, brom, iod, clo dioxit,
axit hypoclorit và muối cúa nó ozon, kali permanganat, hydro perooxit.Do hiệu suất cao
nên ngày nay khử trùng bằng hóa chất đang được áp dụng rộng rãi ở mọi quy mô.
1. KHỬ TRÙNG BẰNG CLO
1.1.
Lịch sử phát triển của clo [ 1]

Chlorine lần đầu tiên được phát hiện tại Thụy Điển 1744. Vào thời điểm đó, người ta tin
rằng mùi của nước là nguyên nhân gây bệnh . Năm 1835, clo được sử dụng để loại bỏ
mùi hôi từ nước, nhưng nó đã không được cho phép đến năm 1890 clo đã được tìm thấy
là một chất hóa học hiệu quả để khử trùng; một cách để giảm số lượng bệnh lây truyền từ
nguồn nước. Với phát hiện mới này, bắt đầu khử trùng bằng clo trong Vương quốc Anh
và sau đó mở rộng đến Hoa Kỳ vào năm 1908 và Canada năm 1917. Hôm nay, clo là
phương pháp phổ biến nhất để khử trùng và được sử dụng để xử lý nước trên toàn thế
giới[ 10-17 trên đếm xuống]
Clo là một trong nhiều phương pháp có thể được sử dụng để khử trùng nước. Phương
pháp này là đầu tiên sử dụng hơn một thế kỷ trước, và vẫn được sử dụng cho đến ngày

hôm nay. Nó là một phương pháp khử trùng hóa học sử dụng các loại khác nhau có chứa
clo hoặc chất clo cho quá trình oxy hóa và khử trùng của nguồn nước uống [9-12 trên
đếm xuống]
1.2.

Khái niệm

Clo là chất khử trùng hóa học được sử dụng khá phổ biến vì nó thỏa mãn hầu hết những
yêu cầu của một chất tiệt trùng lý tưởng. Các hợp chất chính của clo được sử dụng trong
khử trùng nước thải là clo ( Cl 2); hypochlorit ( NaOCl); canxi hypochlorit ( Ca(Ocl) 2) và
chlorine dioxit ( ClO2).
Clo là một hợp chất oxy hóa mạnh, ở bất cứ dạng nào, nguyên chất hay hợp chất khi tác
dụng với nước đều tạo ra phân tử axit hypoclorit HOCl có tác dụng khử trùng rất mạnh.
1.3.

Cơ chế tác động của clo

Quá trình diệt vi sinh vật xảy ra qua hai giai đoạn . Đầu tiên chất khử trùng khuếch tán
xuyên qua vỏ tế bào vi sinh, sau đó phản ứng với men bên trong tế bào và phá hoại quá
trình trao đổi chất dẫn đến sự diệt vong của tế bào .
Tốc độ của quá trình khử trùng được xác định bằng động học của quá trình khuếch tán
chất diệt trùng qua vỏ tế bào và động học của quá trình phân hủy men 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.
6

6

Tốc độ khử trùng bị chậm đi rất nhiều khi trong nước có các chất hữu cơ, cặn lơ lửng và
các chất khử khác.
1.4.

Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khử trùng clo[1]

Có một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khử trùng. Trong đây đề cập đến :
•
•

Nồng độhoặc liều lượng clo
Thời gian tiếp xúc clo (thời gian clo được phép phản ứngvới bất kỳ tạp chất trong
nước) là những yếu tố quan trọng nhất.

Clo cần thời gian để làm bất hoạt các vi sinh vật nào có thể có mặt trong nướcxử lý cho
con người. Clo có nhiều thời gian tiếp xúc vớivi sinh vật, quá trình sẽ hiệu quả hơn. Thời
gian tiếp xúc là thời gian từkhi clo được thêm vào đầu tiên cho đến khi tới thời điểm đó,
nước được sử dụng hoặc tiêu thụ.
Các mối quan hệ tích cực cùng được nhìn thấy khi xem xét nồng độ clo. Nồng độ clo cao
hơn , hiệu quả hơn quá trình khử trùng nước .Mối quan hệ này đúng bởi vì khi tăng nồng
độ, lượng clođể khử trùng tăng lên. Không giống như các mối quan hệ giữa nồng độ clo
vàhiệu quả khử trùng, nồng độ clo và thời gian tiếp xúc của clo vớinước cho thấy một
mối quan hệ nghịch đảo. Khi nồng độ clo tăng, yêu cầuthời gian tiếp xúc với nước clo
cuối cùng giảm. Để xác định mức độ khử trùng (D), mộtCT giá trị có thể được tính
toán. Giá trị này là sản phẩm của nồng độ clo (C) vàthời gian tiếp xúc (T). Công thức như
sau:
C * T = D.
Khái niệm này cho thấy sự gia tăngnồng độ clo (C) sẽ cần ít thời gian tiếp xúc để đạt
được mức mong muốn cùngkhử trùng. Một khả năng sẽ có sự gia tăng trong thời gian
tiếp xúc mà có thể lần lượtđòi hỏi một sự tập trung clo thấp hơn để cho cùng mức độ khử

trùng .
Các giá trị CT yêu cầu phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm: các loại mầm bệnh
trongnước, độ đục của nước, độ pH của nước và nhiệt độ của nước.
Độ đục là chất lơ lửng trong nước và các loại mầm bệnh có thể dao động từvi
khuẩn như E.coli và Campylobacter virus bao gồm cả viêm gan A.
• Ở nhiệt độ thấp,độ đục cao, hoặc độ pH cao hơn, giá trị CT (tức là mức độ khử
trùng) sẽ phải đượctăng nhưng độ đục thấp hơn, có ít chất lơ lửng trong nước
sẽngăn ngừa tiếp xúc của các chất khử trùng với các vi sinh vật, do đó đòi hỏi một
giá trị CT thấp hơn.
• Nhiệt độ nước cao hơn và một mức độ pH thấp hơn cũng sẽ cho phép một giá trị
CT thấp hơn
1.5.
Khử trùng bằng khí clo
•

Chlorine dioxide hiện đang được sử dụng nhiều trong xử lý nước như một hiệu ứng biôxít
của nó là tương tự như của clo tự do và tăng hiệu quả của nó với pH [Lykins, 1990]. Hơn
7

7


nữa, ClO2 là ổn định hơn clo. Chlorine dioxide là một hợp chất khí đó là rất hòa tan trong
nước (70 g / L đến 20 ° C và 1 atm). [2]
Khí clo có màu vàng lục và rất độc hại. Nó nặng hơn không khí và vì thế do đó chìm
xuống mặt đất nếu sự bay hơi từ bình của nó. Đây là hiệu ứng độc hại của khí clo mà làm
cho nó là một chất khử trùng tốt, nhưng nó là độc hại hơn các mầm bệnh trong nước; nó
là cũng độc hại đối với con người. Nó là một chất kích thích hô hấp và nó cũng có thể
gây kích ứng da và màng dịch nhầy . Tiếp xúc với khối lượng lớn khói khí clo có thể gây
ra sức khỏe nghiêm trọng vấn đề, kể cả tử vong. Tuy nhiên, điều quan trọng là nhận ra

rằng khí clo, thêm vào nước, thay đổi thành axit hypochlorous và ion hypoclorit, và do đó
tính độc hại của nó không được tìm thấy trong nước uống chúng ta tiêu thụ.[1]
Khí clo được bán như là một chất lỏng nén, đó là màu hổ phách. Clo, như một chất lỏng,
là nặng hơn (dày hơn) so với nước. Nếu chất lỏng clo được bay hơi từ bình của nó sẽ
nhanh chóng trở về trạng thái khí của nó. Khí clo là hình thức ít tốn kém nhất của clo để
sử dụng. Số lượng điển hình của khí clo cần thiết để xử lý nước là 1-16 mg / L nước. Số
tiền khác nhau của khí clo đang được sử dụng tùy thuộc vào chất lượng nước cần được
xử lý. Nếu chất lượng nước là không đạt yêu cầu, một nồng độ cao của khí clo sẽ được
yêu cầu để khử trùng nước nếu thời gian tiếp xúc không thể được tăng lên.[1]
Khi khí Clo (Cl2) được thêm vào nước (H2O), nó thủy phân nhanh chóng để sản xuấtaxit
hypochlorous (HOCl) và axit hypochlorous sau đó sẽ phân tách thành ion hypochlorite
(OCl-) và các ion hydro (H +).[1]
Cl2 + H2O  HOCl + H + + OClBởi vì các ion hydro được tạo thành, nước sẽ trở nên có tính axit hơn (độ pH của nước sẽ
giảm). Lượng phân ly phụ thuộc vào độ pH ban đầu của nước. Nếu độ pH của nước dưới
6,5, gần như không có phân ly sẽ xảy ra và các axit hypochlorous sẽ chiếm ưu thế. pH
trên 8,5 sẽ thấy phân ly hoàn toàn của clo, và các ion hypoclorit sẽ chiếm ưu thế. pH giữa
6.5 và 8.5 sẽ thấy cả hai axit hypochlorous và hypochloriteion có trong nước. Cùng với
nhau, các axit hypochlorous và các ion hypoclorit là gọi clo tự do. Axit Hypchlorous là
chất khử trùng hiệu quả hơn, và do đó, độ pH thấp hơn được ưa thích để khử trùng.[1]
Phản ứng thực hiện trong trường hợp này là như sau:[2]
5 NaClO2 + 4 HCl4 ClO2 + 2 H2O + 5 NaCl
Năng suất của phản ứng này là tốt với tỷ lệ chuyển đổi clorit gần 100%, trong sự hiện
diện của axit dư (pH dưới 4).
-

Chlorite and chlorine,
Chlorite, hydrochloric acid and sodium hypochlorite solution:

Các phản ứng hóa học sau :
NaClO + 2 HCl + 2 NaClO2 H2O + 2 ClO2 + 3 NaCl[ [2]

8

8


Ưu điểm

Khuyết điểm

Chlorine dioxide là hiệu quả hơn chlorine Sử dụng chlorine dioxide hình thành
và chloramines làm ngừng hoạt động của clorit và clorat.
virus.
Điều chỉnh rất khó khăn và quá liều có thể
Chlorine dioxide oxy hóa sắt, mangan và dẫn đến hình thành các sản phẩm phụ
sulphurs.
halogen.
Hương vị và màu sắc do tảo phát triển Chlorine dioxide phân hủy trong ánh sáng
được xử lý hiệu quả với chlorine dioxide. mặt trời.
Nếu liều lượng là đúng, không có Chlorine dioxide phải được sản xuất tại
halogened các sản phẩm, bromates hoặc chỗ.
nitrat được hình thành.
Chlorine dioxide có thể dễ dàng sản xuất
tại chỗ.
pH không ảnh hưởng đến khả năng biôxít
của chlorine dioxide.
Chlorine dioxide có tác dụng dư
Bảng 1: Ưu và nhược điểm của việc sử dụng khí clo [2]
1.6.

Khử trùng bằng calcium hypochlorite[1]

Calcium hypochlorite (CaOCl) được tạo thành từ các muối canxi của axit
hypochlorous. Đó làsản xuất bằng cách hòa tan khí clo (Cl 2) vào một dung dịch canxi oxit
(CaO) và natrihydroxide (NaOH). Calcium hypochlorite có màu trắng, ăn mòn chất
rắnhình thành hoặc dạng viên nén hoặc như bột dạng hạt.. Calcium hypochlorite là rất ổn
định, và khi đóng góiđúng, số lượng lớn có thể được mua và lưu trữ cho đến khi cần
thiết. Các hóa chất rất ăn mòn, và do đó đòi hỏi phải xử lý thích hợp khi được sử dụng để
xử lý nước.Calcium hypochlorite cần phải được lưu trữ trong một khu vực khô ráo và
tránh xa các vật liệu hữu cơ.Nó không thể được lưu trữ bằng gỗ, vải hoặc xăng vì sự kết
hợp của canxihypochlorite và vật liệu hữu cơ có thể tạo ra nhiệt làm cho phát nổ. Nó
cũng phải đượcgiữ tránh ẩm vì bột viên / hạt dễ dàng hấp thụ độ ẩm vàsẽ hình thành (độc
hại) khí clo . Calcium hypochlorite có mùi clo rất mạnh - một cái gì đó cần được lưu ý
khi đặt chúng trong lưu trữ.
Khi xử lý nước, một số tiền nhỏ hơn của calcium hypochlorite là cần thiết hơn nếu sử
dụngkhí clo. So với 1-16 mg / L yêu cầu với khí clo, chỉ 0,5-5 mg / L canxihypochlorite

9

9


được yêu cầu. Khi calcium hypochlorite được thêm vào nước, hypochlorite vàion canxi
được tạo ra.
Ca (OCl) 2Ca + 2 + 2 OClThay vì giảm độ pH như khí clo, hypochlorite canxi làm tăng độ pH của nước (làm cho
nước có tính axit). Tuy nhiên, axit hypochlorous và hypochlorite nồng độ vẫn còn phụ
thuộc vào độ pH của nước. Do đó, bằng cách giảm độ pH của nước, axit hypochlorous sẽ
vẫn có mặt trong nước. Như một kết quả, canxi hypochlorite và khí clo cùng tạo ra cùng
một loại chất thải.
1.7.

Khử trùng bằng Sodium hypochlorite [1]

Sodium hypochlorite (NaOCl) được tạo thành các muối natri của axit hypochlorous và là
mộtclo có chứa hợp chất có thể được sử dụng như một chất khử trùng. Nó được tạo ra
khikhí clo được hòa tan vào một dung dịch natri hydroxit. Đó là ở dạng lỏng, với mộtmàu
vàng nhạt và có mùi clo mạnh. Sodium hypochlorite là cực kỳ ăn mònvà phải được lưu
trữ ở nơi mát, tối, và khô. Sodium hypochlorite sẽ tự nhiênphân hủy; do đó nó không thể
được lưu trữ trong hơn một tháng tại một thời điểm. Trong tất cả cácloại khác nhau của
clo có sẵn để sử dụng, điều này là dễ nhất để xử lý.
Lượng sodium hypochlorite cần thiết cho xử lý nước là ít hơn nhiều khác hai hình thức
của clo, với 0,2-2 mg NaOCl / L nước được đề nghị. Giống như canxihypochlorite,
sodium hypochlorite cũng sẽ tạo ra một ion hypoclorit, nhưng thay vì ion canxi, các ion
natri được tạo ra. NaOCl cũng sẽ làm tăng độ pH của nước quaviệc hình thành các ion
hypoclorit. Để có được axit hypochlorous, đó là một hiệu quả hơnthuốc khử trùng, độ pH
của nước nên được giảm.
NaOCl  Na + + OCl1.8.

Khừ trùng bằng clo dư [1]

Bất kỳ loại clo mà được thêm vào nước trong quá trình xử lý sẽ dẫn đến việchình thành
các axit hypochlorous (HOCl) và ion hypoclorit (OCl-), mà là chínhkhử trùng hợp chất
clo trong nước. Chi tiết được cung cấp sau trong sự kiện này
Một mẫu của Clo+ H2O HOCl + OClTrong hai, axit hypochlorous là hiệu quả nhất. Số lượng các hợp chất hiện naytrong nước
phụ thuộc vào độ pH của nước trước khi thêm clo. Tạiđộ pHthấp , axit hypochlorous sẽ
chiếm ưu thế. Sự kết hợp của axit hypochlorous vàion hypoclorit sẽ tạo nên cái được gọi
là 'chorine tự do.' Clo tự do có một quá trình oxy hóa caovà là một chất khử trùng hiệu
quả hơn so với các hình thức khác của clo, chẳng hạn nhưchloramines. Oxy hóa là một
biện pháp một hợp chất dễ dàng sẽ phản ứng với chất khác. Một tiềm năng oxy hóa cao
có nghĩa là nhiều hợp chất khác nhau có thể phản ứng vớicác hợp chất. Nó cũng có nghĩa

rằng hợp chất này sẽ có sẵn để phản ứng với những hợp chất khác
Clo kết hợp là sự kết hợp của các hợp chất nitơ hữu cơ và chloramines, màđược sản xuất
như là kết quả của phản ứng giữa clo và ammonia. Chloramines hiệu quả khử trùng nước
10

10


không như clo tự do . do oxy hóa thấp hơn. Doviệc tạo ra các chloramines thay vì clo tự
do, ammonia không có sản phẩm trong quá trình xử lý nước từ lúc bắt đầu, nhưng có thể
được thêm vào cuối xử lý tạo chloramines như một chất khử trùng thứ cấp, mà vẫn còn
trong hệ thống kéo dài hơnclo, đảm bảo nước uống sạch trên toàn hệ thống phân phối.
Số lượng clo là cần thiết để khử trùng nước phụ thuộc vào các tạp chất trongnước mà cần
phải được xử lý. Nhiều tạp chất trong nước đòi hỏi một lượng lớnclo phản ứng với tất cả
các tạp chất hiện nay. Clo thêm vào trước tiên phải phản ứng với tất cảcác tạp chất trong
nước trước khi clo dư có mặt. Lượng clo là cần thiết để đáp ứng tất cả các tạp chất được
gọi là "nhu cầu clo. ' Điều này cũng có thể làcoi như là lượng Clo cần thiết trước khi clo
tự do có thể được sản xuất. Một khinhu cầu clo đã được đáp ứng, khử trùng bằng clo
breakpoint (thêm clo vào nước cho đến khinhu cầu clo đã được hài lòng) đã xảy ra. Sau
khi breakpoint, bất kỳ thêmclo vào sẽ dẫn đến một clo tự do tỷ lệ còn lại với lượng
clothêm. Clo dư là sự khác biệt giữa số lượng clo thêm vào vànhu cầu clo. Hầu hết các
nhà máy xử lý nước sẽ thêm clo vượt quá breakpoint.Nếu amoni có trong nước tại thời
điểm clo, breakpoint closẽ không xảy ra cho đến khi tất cả các ammonium đã phản ứng
với clo. Từ 10 đến 15 lầnclo hơn amoniac được yêu cầu trước khi clo tự do và clo
breakpointthể đạt được. Nhà máy xử lý nước nhỏ thường xuyên chỉ thêm một phần của
yêu cầuclo (liên quan đến ion amoni) và kết thúc không đúng cách khử trùng nước của
họnguồn cung cấp.
1.9.

Phản ứng của clo với các tạp chất [1]

Clo có thể phản ứng với một số chất khác nhau. Trong nước thô, có thể có mộtsố tạp chất
khác nhau để phản ứng với clo bổ sung, dẫn đến sự gia tăng củanhu cầu clo. Kết quả là,
nhiều clo sẽ cần phải được bổ sung cho cùng một mức độngừng hoạt động. Một số tạp
chất lớn có thể tồn tại trong nước bao gồm: sắt hòa tan, hydrogensulphide, brom,
amoniac, nitơ dioxide, và chất hữu cơ. Trong một số trường hợp,kết quả của clo phản ứng
với các tạp chất sẽ làm tăng chất lượng của nước (bằng cách loại bỏcác yếu tố không
mong muốn), trong khi ở trường hợp khác, các phản ứng clo tạp chất sẽ tạo rasản phẩm
phụ không mong muốn có hại cho sức khỏe con người. Chlorine đầu tiên sẽ phản ứng
vớitạp chất vô cơ (sắt hòa tan, brom, amoniac, vv) trước khi phản ứng với các hợp chất
hữu cơ (nguyên liệu hòa tan hữu cơ, vi khuẩn, virus, vv).
Sắt, mà sẽ làm cho nước có mùi kim loại, là một trong những hợp chất vô cơsẽ phản
ứng với axit hypochlorous (các hình thức mạnh của clo tự do đó làsản xuất sau khi clo
nguyên chất được thêm vào nước). Phản ứng với axit hypochlorous, cácsắt hòa tan sẽ đi
từ trạng thái hòa tan vào một trạng thái không hòa tan, như một kết tủa được hình thành
từ phản ứng. Kết tủa sắt, trong trạng thái không hòa tan của nó, có thể được loại bỏ bằng
cách quá trình lọc trong trung tâm xử lý nước.
2 Fe2 + (chất lỏng) + HOCl + 5H2O 2 Fe (OH) 3 (rắn) + 5H + + ClHypochlorous axit cũng có thể phản ứng với hydrogen sulphide (H 2S), nếu nó có mặt
trong nướcđang được xử lý. Hydrogen sulfide là một tạp chất không mong muốn trong
nước bởi vì nó mang lại cho nướcmùi khó chịu. Ở mức dưới 1 mg / L hydrogen sulphide
11

11


tạo ra một mùi mốc , trong khi ở mức trên 1 mg / L mùi trứng thối sẽ chiếm ưu
thế. Hydrogen sulphide cũng làđộc hại. Các axit hypochlorous và phản ứng H2S tạo ra
axít và lưu huỳnh hydrochloric ion như sản phẩm của nó.
H2S + HOCl H + + Cl- + S + H2O
Brom trong nước có thể dẫn đến việc sản xuất các hợp chất không mong muốn. Ion Brôm

có thểphản ứng với axit hypochlorous để tạo ra axit hypobromous. Axit Hypobromous
cũng cóđặc tính tẩy uế và có nhiều phản ứng hơn axit hypochlorous. Axit hypochlorous
hoặcaxit hypobromous sẽ phản ứng với các chất hữu cơ trong nước và tạo ra sản phẩm
phụ halogen, như trihalomethanes.
Br- + HOCl HOBr + ClAmoniac là một hợp chất có thể tồn tại trong nước. Nó là một chất dinh dưỡng cho đời
sống thủy sinh, nhưng mộtmà sẽ trở thành độc hại ở nồng độ cao. Amoniac được sản xuất
như một kết quả của mục nátquan trọng và do đó tự nhiên tồn tại trong nước; Tuy nhiên,
hoạt động của con người cũng sẽ tạo ra mộtsố lượng lớn amoniac vào trong nước, góp
phần tang mức độ ammoniaclà lý do cần phải quan tâm. Một số 'nguồn hoạt động của con
người "bao gồm: nước thải đô thịnhà máy xử lý, nước thải nông nghiệp và công nghiệp,
chẳng hạn như các nhà máy giấy và bột giấy,mỏ, chế biến thực phẩm, và sản xuất phân
bón. Phản ứng giữa ammonia và closẽ tạo ra monochloramines, dichloramines, và
trichloramines, đó là chungđược biết đến như chloramines. Các hợp chất có lợi cho quá
trình xử lý nước chúng có khả năng khử trùng, nhưng chúng không hiệu quả như clo mặc
dù chloraminessẽ kéo dài hơn trong nước.
Clo cũng phản ứng với phenol để tạo ra monochlorophenols, dichlorophenols, hoặc
trichlorophenols, gây hương vị và mùi ở mức thấp. Ở mức độ cao hơn,chlorophenols là
độc hại và ảnh hưởng đến hô hấp và quá trình lưu trữ năng lượng. Chlorophenolslà những
hợp chất chủ yếu là do con người thực hiện, nhưng có thể được tìm thấy tự nhiên trong
chất thải động vật vàphân hủy chất hữu cơ
1.10.

Clo làm ngừng hoạt động của vi sinh vật[1]

Clo làm ngưng sự hoạt động của vi sinh vật bằng cách gây tổn hại màng tế bào của
nó. Một khi các tế bào màng bị suy yếu, clo có thể nhập vào các tế bào và phá vỡ hô hấp
tế bào và hoạt động DNA(hai quá trình đó là cần thiết cho sự sống còn tế bào).
1.11.

Thời điểm và cách để khử trùng nước bằng clo[1]

Khử trùng bằng clo có thể được thực hiện bất cứ lúc nào / thời điểm nào trong suốt quá
trình xử lý nước – không có một thời gian cụ thể khi clo phải thêm vào. Mỗi điểm của
ứng dụng clo sẽ kiểm soát một mối quan tâm chất gây ô nhiễm nước khác nhau, do đó
cung cấp sự phân bố tính chất của hệ thống từ thời điểm nước vào xử lý tới thời gian nó
thải ra.
Pre-clo là khi clo được áp dụng cho nước gần như ngay lập tức sau khi nó đi vàohệ thống
xử lý. Trong bước trước khi khử trùng bằng clo, clo thường được thêm trực tiếp vàonước
thô (nước chưa qua xử lý vào các hệ thống xử lý), hoặc thêm vào trong máy trộn tốc độ
12

12


nhanh(Một máy trộn để đảm bảo nhanh chóng, phân tán đồng đều của chlo). Clo được
thêm vào nước thô để loại bỏ tảo và các dạng khác của đời sống thủy sinh từ nước vì vậy
chúng sẽ khônggây ra vấn đề trong giai đoạn sau của xử lý nước. Pre-clo trong máy trộn
phát hiện để loại bỏ mùi vị và mùi, và kiểm soát tăng trưởng sinh học trên toànhệ thống
xử lý nước, do đó ngăn ngừa sự tăng trưởng trong bể lắng (loại bỏ chất rắn lơ lửng khỏi
nước bằng trọng lực ) và hê thống lọc. Việc bổ sung clo cũng sẽoxy hóa sắt, mangan và /
hoặc hydrogen sulphide có mặt, để chúng cũng có thểđược loại bỏ trong các bước lắng và
lọc.
Khử trùng cũng có thể được thực hiện ngay trước khi lọc và sau lắng. Điều này sẽkiểm
soát tăng trưởng sinh học, loại bỏ sắt và mangan, loại bỏ hương vị và mùi, kiểm soáttảo
phát triển, và loại bỏ màu sắc từ nước. Điều này sẽ không làm giảm lượngtăng trưởng
sinh học trong tế bào.
Clo cũng có thể được thực hiện là bước cuối cùng trong quá trình xử lý, đó là khi nó l
được thực hiện ở hầu hết các nhà máy xử lý. Mục tiêu chính của clo này làkhử trùng
nước và duy trì clo dư trong nước khi nó di chuyểnthông qua hệ thống phân phối. Nước
lọc khử clo là kinh tế hơn vì mộtgiá trị CT thấp hơn. Đây là một sự kết hợp của nồng độ

(C) và thời gian tiếp xúc(T). Khái niệm CT được thảo luận sau này trong tờ thông tin
này. Theo thời gian, nước đã đượcthông qua lắng và lọc, rất nhiều các sinh vật đã được
loại bỏ,và kết quả là ít clo và thời gian tiếp xúc ngắn hơn là cần thiết để đạt được cùng
mộthiệu quả. Để hỗ trợ và duy trì Clo dư, một quá trình được gọi là tái khử trùng bằng
clođôi khi được thực hiện trong hệ thống phân phối. Điều này được thực hiện để đảm bảo
clo thích hợpđược duy trì trong suốt hệ thống phân phối.
1.12.

Ưu và nhược điểm của việc khử trùng clo

Ưu điểm
Quá trình oxy hóa của sắt và mangan.
Cải thiện xử lý nước và màu sắc.
Có thể cải thiện sự đông lại và kết quả lọc.
Hiệu quả diệt khuẩn.
Clo là giải pháp dễ nhất và rẻ nhất bất kể
kích thước của hệ thống.
Đây là phương pháp sử dụng rộng rãi nhất
và do đó nổi tiếng nhất.
Clo có sẵn trong các dạng của canxi và
natri hypochlorite.Hypochlorites được dễ
dàng hơn và an toàn hơn để sử dụng hơn
so với clo khí. Ít thiết bị thường yêu cầu.
Clo có tác dụng dư.

13

Khuyết điểm
Hình thành các sản phẩm halogen
Sau khi xử lý, nứơc có một mùi vị khó

chịu và mùi tùy thuộc vào lượng sử dụng.
Clo là một chất khí ăn mòn.
Hypochlorites có nhiều tốn kém hơn so
với khí clo.
Sodium hypochlorite phân hủy theo thời
gian và tiếp xúc với ánh sáng ..
Sodium hypochlorite là một sản phẩm hóa
chất ăn mòn.
Đánh giá cao các giải pháp hypochlorite
tập trung là không ổn định và tạo ra sản
lượng clorat.
Kém hiệu quả với độ pH cao.
Oxy phân hủy các sản phẩm có thể được
sản xuất, góp phần tăng trưởng vi khuẩn
nếu tỷ lệ clo dư không được duy trì.
13


Bảng 2: Ưu và nhược điểm của việc khử trùng clo
2.

HỆ THỐNG KHỬ TRÙNG BẰNG CLO
2.1.
Hệ thống khử trùng clo SWS
2.1.1. Nguồn gốc [3]

Hệ thống an toàn nước(SWS) được phát triểnvào những năm 1990để ngăn ngừa vớibệnh
dịch tảở Nam MỹbởiTrung Tâm Kiểm Soátvà Phòng Bệnh (CDC) và Tổ chứcY tế Liên
Mỹ(PAHO). Cácphương phápđiều trị choSWSlàgiải pháp sử dụngclo hóacủa
ngườidùngvớimộtđịa phươngsản xuấtloãngsodium hypochlorite(thuốc tẩy clo).

CácSWScũng kết hợpnhấn mạnh vàolưu trữ nước an toànvàtruyền thôngthay nhằm thay
đổi hành viđể cải thiệnchất lượng nướcvàxử lý thực phẩm, vệ sinh và thực hành vệ
sinhtrong gia đìnhvàtrong cộng đồng.Đểsử dụng phương phápkhử trùng bằng clo, gia
đình cho thêm mộtnắp chaiđầy sodiumhypochloriteđể xóanước(hoặc2 mũđểđụcnước)
chứa trong thùng có kích thướctiêu chuẩn,khuấy động, và chờ đợi30phúttrước khi uống.
2.1.2. Cấu tạo của hệ thống khử trùng[4]

Hình 1 : Hệ thống SWS
(A)Nguồn nước
(B)Vòi lấy mẫu- Một vòi nước hoặc van khác được lắp đặt để kiểm tra chất lượng nước.
Điều quan trọng là phải có một cái vòi lấy mẫu trước bất kỳ thiết bị xử lý nước để kiểm
tra nước chưa qua xử lý vào thời điểm này ..
(D) Lắp vòi phun- Đây là lắp đặc biệt đã được thiết kế để xử lý clo ăn mòn và để ngăn
cản ống nước gây sức ép từ dòng về phía sau vào thiết bị xử lý nước bằng clo và / hoặc
thùng tiếp nhận dung dịch.
14

14


(E)Máy bơm tiếp nhận hóa chất- Đây là máy bơm tạo ra áp lực cao và dòng chảy thấp.
Tùy vào mô hình, một số máy bơm này, dòng chảy thấp khoảng ¼ ao- xơ mỗi phút.
1 ao- xơ= 28.3495231 grams
(F) Thùng dung dịch- Thùng tiếp nhận này là thùng tiếp nhận không chịu áp lực nắm giữ
việc khuấy trộn của chất lỏng clo và lọc nước. Trong một vài trường hợp không phức tạp
clo chất lỏng được sử dụng. Khi lắp đặt hệ thống của bạn, một trong những chuyên viên
nước của GW sẽ đưa ra khuấy trộn thích hợp cho thùng tiếp nhận của bạn.
(G) Thùng tiếp nhận giữ lại hay Thùng tiếp nhận Tiếp xúc- Thùng tiếp nhận này được
thiết kế cho thấy khả năng thời gian tiếp xúc. Thời gian tiếp xúc cần phải có đối với clo
và dùng hoàn toàn cho mục đích của nó.Bình thường, thời gian tiếp xúc cần phải có đối

với hệ thống xử lý bằng clo là 20 phút. Nếu bạn muốn duy trì dòng chảy 5gpm, bạn sẽ
phải cần 100 ga-lon trong bê tiếp xúc. Vì thùng tiếp xúc 100 ga-lon không có kích thước
đúng tiêu chuẩn, nên trong thùng tiếp xúc 120 ga-lon sẽ được sử dụng. Hầu hết các hộ gia
đình sử dụng thùng tiếp xúc 80 hoặc 120 ga-lon. Nhà sản xuất sản xuất thùng tiếp xúc 40
hoặc 42 ga-lon, nhưng điều đó là quá nhỏ so với hầu hết các thiết bị. Trong 1 vài trường
hợp nên lắp đặt hệ thống không có thùng dung dịch
(H) Thùng áp suất- Thùng tiếp nhận này sử dụng không khí nén đưa vào gian nút bịt kín
để làm bộ giảm xung để cất áp lực tạo bởi máy bơm giếng.Khi làm đầy ( hay ở ~50 PSI ),
thùng tiếp nhận này nên chứa đựng nước khoảng 30% và 70% không khí bị nén. Khi gần
chảy ra ( hoặc ở 30 PSI), thùng này chỉ chứa 2-3 % nước và 97-98 % không khí. Ở 30
PSI giếng bơm nước nên được mở và bắt đầu cung cấp nước cần thiết cho mọi gia đình
cũng như làm đầy nước thùng áp suất. Giếng bơm nước sẽ tiếp tục hoạt động cho đến khi
áp suất chạm tới ~50 PSI. Các chuyên gia ở GW thích lắp đặt thùng áp suất sau thùng
tiếp xúc để giữ cho dòng chảy của vòi phun lâu dài trong suốt quá trình hoạt động của hệ
thống.
(I) Khóa chuyển đổi áp lực - Dựa vào áp lực cảm nhận được, cầu dao này bật / ngắt máy
bơm giếng. Hầu hết các hệ thống dẫn nước xử lý bằng clo cũng sử dụng chuyển đổi áp
lực bật / ngắt máy bơm hóa chất cùng một lúc máy bơm giếng bật / ngắt.
(J) Vòi lấy mẫu – Một vòi nước hoặc van khác được lắp đặt để kiểm tra chất lượng
nước. Điều này rất quan trọng đối với vòi lấy mẫu trước khi lọc đi clo hóa. Nước tại thời
điểm này nên chứa clo tự do. Nếu không có, sự điều chỉnh có thể phụ thuộc vào hệ thống
clo.
(K) Lọc de-clo hóa- - Bộ lọc này đưa clo dư thừa ra khỏi nguồn cung cấp nước, và nhiều
chất hữu cơ. Mô hình cho thấy hình ảnh bên trên bao gồm tự động lại – điều chỉnh rửa.
Nếu sắt hoặc mangan có mặt trong nước giếng, nó rất quan trọng để lắp đặt rửa lọc đi clo
hóa
(L) Nước thải ra- Nước được thải ra tại thời điểm này, đã sẵn sàng cho hoặc là xử lý
thêm bằng hóa chất làm mềm nước cứng hay thiết bị khác và / hoặc phân phối vào hệ
thống bơn nước .
2.1.3. Nguyên lý hoạt động[5]

15

15


Một hệ thống khử trùng bằng clo điển hình bao gồm giếng là nguồn nước. Bơm được thể
hiện là máy bơm cung cấp lưu lượng nước và áp lực đối với hệ thống đường ống dẫn
nước.Việc lấy mẫu cho thấy là van được cài đặt để kiểm tra chất lượng nướcđiều quan
trọng là phải có một ống mẫu trước khi sử dụng thiết bị để xử lý nước để kiểm tra nước
chưa qua xử lý vào thời điểm này lắp vòi phun là phù hợp đặc biệt đã được thiết kế để xử
lý clo ăn mòn và để ngăn chặn nước từ đường ống áp lực chảy ngược vào bể clo và / hoặc
bể dung dịch hệ thống cũng chứa các máy bơm hóa chất tạo ra áp suất cao và dòng chảy
thấp. Tùy thuộc vào mô hình, một số các máy bơm, lưu lượng thấp như ¼ ounce mỗi
phút. Bể dung dịch thể hiện trong đoạn video là một bể không áp lực chứa một hỗn hợp
của clo lỏng và nước tinh khiết. Trong một số trường hợp chất lỏng clo trực tiếp được sử
dụng. Hệ thống cũng có một bể lưu trữ hay còn gọi là bể tiếp xúc được thiết kế để cung
cấp đủ thời gian tiếp xúc. Thời gian tiếp xúc là cần thiết đúng cách cho clo và hoàn chỉnh
phục vụ cho mục đích của nó. Thông thường, một thời gian tiếp xúc 20 phút là cần thiết
cho hệ thống khử trùng bằng clo. Bể áp lực sử dụng khí nén trong một khoang kín để
hoạt động như một bộ đệm để lưu trữ các áp lực được tạo ra bởi các máy bơm dựa trên áp
lực đang cảm nhận, chuyển đổi áp suất bật / tắt máy bơm tốt hầu hết các hệ thống nước
khử trùng bằng clo cũng sử dụng công tắc áp lực để bật / tắt máy bơm dự trữ hóa chất
đồng thời các máy bơm cũng bật / tắt để loại bỏ clo dư thừa và một loạt các chất hữu cơ
từ việc cung cấp nước, lọc de-clo cũng có mặt trong hệ thống mô hình thể hiện cũng bao
gồm một bộ điều khiển trở lại rửa tự động. Nếu sắt hoặc mangan có trong nước giếng. Nó
rất quan trọng để cài đặt một rửa lại bộ lọc de-clo.Sau khi khử trùng bằng clo được thực
hiện , nước thải ra ngoài.
2.1.4. Ưu và nhược điểm của hệ thống khử trùng[3]

Ưu điểm củaSWSlà:
•
•
•
•
•

Thí nghiệm đã chứng minh rằng hầu hết các vi khuẩn và virus trong nước đã giảm
Phòng chống tái nhiễm đối với bệnh
Dễ sử dụng và thích hợp cho mọi người
Giảm tỷ lệ khả năng mắc bệnh tiêu chảy
Có thể sử dụng rộng rãi trong xã hội và chi phí sử dụng thấp

Những nhược điểmcủaSWSlà:
•

Khả năng phòng chống bệnh đối với động vật nguyên sinh tương đối thấp

•

Hiệu quả khử trùng đối với nước đục thấp

•

Tuy nhiên về mùi và hương vị của nghiên cứu không được tiếp nhận lắm

•

Các giải pháp cần phải được thường xuyên kiểm soát chất lượng

•

Quá trình clo hóa ảnh hưởng đến tiểm năng lâu dài của sản phẩm

CácSWSthích hợp nhấttrongkhu vựcvớicác giải pháp hypochlorite tương đối phùhợp và
kết quả nước đục ít hơn vàtrong các tình huống khẩn cấpnông thônđô thị, nơithông điệp
16

16


giáo dụccó thểtiếp cận người dùngđể khuyến khíchsử dụng đúngvàphù hợpcủa giải
pháphypochlorite.
2.1.5. Phạm vi thực hiện [3]

Hệ thống an toàn nướcđã được thực hiệntại hơn35 quốc gia
Tổ chứctiếp thị xã hội, chẳng hạn nhưDịch
vụ Dân sốQuốc tế (PSI), bánphương
pháphypochloritetại hơn20 quốc gia.Từ năm
1998hơn 125triệu chaidung
dịchhypochlorite,mộtkhối lượngsản
phẩmđủđể xử lýkhoảng118.700.000.000lít
nướcuốngtrong giađình,đã được bán(như
năm 2013).
Tổ chức địa phươngsử dụngcácgiải
pháphypochloriteđể tiếp thị xã hộitrong các
chương trìnhriêng của họ đểcung cấp
nướcuống an toàn.Ví dụ, trongtrạm
xáTâyKenya các bệnh nhân bi tiêu chảysử
dụngSWStại các bệnh việnđã sử dụngsản

phẩm PSISWSWaterGuard™. Tại
Uganda,những người sống chung
vớiHIVđược choWaterGuard™để ngăn
chặnbệnh tiêu chảycơ hội.Ở Kenya,học
sinhđượcdạy làm thế nàovà tại sao phảisử
dụngnướcSWSvàcác câu lạc bộcung cấp
nước uống sạchchữa trịchotất cả học sinh.
Ngoài raở Kenya,các nhóm tự
lựcHIVbángiải phápSWSvàthùngchứa lưu
trữ như làmột hoạt động tạothu nhập.
Nhómdựa trên đức tin, chẳng hạn nhưthực
hiện chương trình gia đình nước sạchJolivertvàchaidung dịchhypochloritecủa mình
trongkhu vực nông thôn. Nhân viên y tếcộng đồng địa phươngdạy chocác thành viênlàm
thế nào đểsử dụngcác giải pháp,tạo ra và phân phốicác giải pháp,kiểm soát
quá trình sử dụng của các gia đìnhđể giáo dục họvề thực tiễnnướcvàvệ sinh môi
trườnglành mạnh.BộChính phủ, chẳng hạn nhưBộ Y tếGuyana,làm việc vớicác công tytư
nhân địa phươngđể phát triển cácgiải pháphypochloritethị trường. CácSWScũng đã
đượcsử dụng rộng rãiđể đối phó vớitrường hợp khẩn cấp. Giải pháphypochloriteSWSđã
đượcsử dụng rộng rãiđể đối phó vớitrường hợp khẩn cấp-từthảm họa sóng thầnnăm 2004
tạiIndonesialũ lụtvàdịch bệnhdịch tảở châu Phi vàHaiti.
2.1.6. Kinh tế và khả năng mở rộng nghiên cứu [3]

17

17


Mộtchai dung dịchhypochloritemà xử lýđược 1.000 lítnướccó giá khoảng10cent Mỹsử
dụng các chaibơm lạivà11-50cent Mỹsử dụng các chaidùng một lần,với chi phí0,010,05cent cho mỗilítxử lý.Giáo dụcvà cộng đồngtạo thêm động lực bằng cách góp thêm
chi phí vàochương trình.Chương trìnhSWScó thể đạt đượcsự phục hồitoàn bộ chi phí(thu

phí người sử dụngtoàn bộ chi phísản phẩm, tiếp thị, phân phối, giáo dục), chi phí phục
hồimột phần (tính phí người sử dụngchỉ dành cho cácsản phẩm,vàhỗ trợ chi phíchương
trìnhvới kinh phítài trợ),hoặc có thể làhoàn toàntrợ cấpchẳng hạn nhưtrong các tình
huống khẩn cấp.
TrongPSIdự án/Zambia,chi phí trung bìnhcho mỗi chai(xử lý 1.000lít)sản xuất, tiếp thị và
phân phốitạidự án bắt đầuvào năm 1999là$ 1,88. Điều nàygiảm82% xuống 0.033cent
Mỹmột lítxử lývào năm 2003,khi1,7 triệuchaiđã được bán,cho thấyhiệu quả chi phíđáng
kểcó thể đạt đượcnhư các chương trìnhphát triểnquy mô.

Hình 2 : Biểu đồ dịch vụ Dân sốQuốc tế, 1998 - 2013bán hàngcủaSWSchaichuyển
đổi sanglítnướcxử lý
2.2.

Khử trùng nước bằng cách sụt clo
2.2.1. Giới thiệu [9]

Sục clohàng năm để giữ sạch nguồn nướclà một trong nhữngvấn đề thực tiễn tối thiểu và
tốt nhấtđể giúp đảm bảomột nguồn cung cấpnướcan toàn. Sụtclo là để khử trùngcácgiếng
hoặc suối, hệ thốngđường ống dẫn nướcvà trong một sốtrường hợp, cácgóisỏivàtầng
ngậm nướclân cận.Clolàchất khử trùngnên được sử dụng nhiều vì nócó sẵn, rẻ tiền, hiệu
quả,dễ sử dụng,và có tác dụngtích cựcso với các chất khử trùng khác. Các thủ tụccó thể
đượcthực hiện bởi cácchủ sở hữutốt,người sử dụng, người khoan, hoặc nhà cung cấpdịch
vụ.

18

18


Mùa xuân, vi khuẩn phát triển có thể xâm nhập qua đường khoan hay lúc hệ thống ống

nướcđược mở racho dịch vụ hoặcsửa chữa,vàkhinướcngoàihoặccác chất ô nhiễmxâm
nhập vàohệ thống saukết quả của mộtcơn lũ hay sự xâm nhập của nước xả thải ra môi
trường theo đường thẩm thấu qua đất vào giếng. Khử trùnglà cáchthực tếduy nhất đểloại
bỏvi khuẩnlàm chonước không an toànđể uống vàđể giảm thiểucác vấn đềtrong tương
lai.Sụcclonên được thực hiện:
Sau khi xây dựng hoặc sửa chữa tất cả các giếng
Sau khi mở bất kì phần nước nào của hệ thống
Sau một mùa lũ hoặc các sự việc khác
Khi nước có mùi lạ, hôi hay hương vị hữu cơ
Không dùng nước khi thử nghiệm được nước có kết quả dương tính với vi
khuẩn
• Và ít nhất mỗi năm, thường xuyên kiểm tra nước định kì
2.2.2. Chuẩn bị và phòng ngừa[9]
•
•
•
•
•

Trướccú sụtclovào giếng hoặc suối, điều quan trọng là để xác minhtính an toàn củanguồn
nước.Điều trịbằng phương pháp sụt clochỉ mang tínhlợi íchtạm thờivà việc đó thì không
đáp ứngtốtcác tiêu chuẩnxây dựng.Vi khuẩnthườngsản sinh và sinh trưởng rất
gầncácgiếng hoặc suối(thường là trong vòng 50 feet) vì vậy cần phảibảo vệnguồnnướcan
toàn.Giếngtự đào vàsuốirấtkhóđể bảo vệvì vi khuẩnsản sinh rất gần và gần như không
thểniêm phonghệ thốngđể ngăn chặnthâm nhập của nước, côn trùng, động vật, và
đất.Nguồn nước phảicho phép không khívào, nhưng ngăn chặnxâm nhập của cácloài
động vật, côn trùng, mảnh vỡ,vànước mặt. XemNghiên cứuK-StatevàCông bốmở
rộngWellsPrivate- An toànVị trí vàXây dựng, MF970, tiêu chuẩnxây dựng hiện hành.
Tiêu chuẩn xây dựngtốtbao gồm:
Có lớp vỏ tốt để bảo vệ hay bịt kín tránh đất xung quanh hay vào mùa xuân

Bề mặt dốc đi từ giếng hoặc suối theo hướng dẫn phải cách ít nhất 20 feet
và không để hình thành các đọng nước trong vòng 20 feet. Khoảng cách
càng lớn thì càng tốt
• Các giếng phải cao trên mặt đất hoặc trên độ cao lúc có ngập hay lũ
• Nắp bảo vệ không được thấm nước và có chứng nhận của sở vệ sinh
• Bộ chuyển đổi pitless kín nước làm cho các đường thông tới mực nước
dưới mức cho phép
•
•

Trước khi khử trùng, phải thông báo chotất cả mọi ngườisử dụng
nước không nên sử dụng nguồn nước.Cung cấpnước uốngthay thếtạm thời cho cácnhàvà
đặt mộtlời nhắc nhởtrên mỗivòi nước.Hãyđặc biệtchú ý phòng ngừacho trẻ em vàngười

19

19


giàtronghộ gia đình.Chăn nuôicó nhiều khả năngsẽ không chịu được nướcclovì vậy
phảicung cấp một nguồn nước thay thế.
Để tránh làm hỏngthiết bị,cần loại bỏ, bỏ qua, hoặc ngắt kết nốitất cả cácthiết bịxử lý
nướcnhưmáy lọc nước,thẩm thấu ngược, và các đơn vịbộ lọc. Hầu hết cácbình chịu áp
lựclà không khínén vàcó mộtbang quang cao su đểchứanước.Nồng độclocao có thểlàm
hỏngbàng quangnày. Kiểm travới nhà sản xuấtvềthiệt hại có thểcó trong bất kì thiết bị
nào. Sau khiclo đượcxả ratừ hệ thống,thường cóclo dưđể khử trùngcác thiết bịxử lý
nước,chẳng hạn như mộtchất làm mềm.
2.2.3. Phương pháp sụt clo để khử trùng[9]

Bởi vìsụtclochỉmang tính tạm thời nhưng lợi íchxây dựng kém,giếng hoặcsuốicần phải

kiểm tra để bảo vệgiếngkhỏi bị nhiễm độctrước khigiếng hoặc suốisụt clo.Làmtất cả
cácsửa chữa cần thiếttrước khi tiến hành. Nếu nguồnnướckhông thểđược bảo vệ khỏivi
khuẩn,thì cần khử trùngliên tục nước.Ngoài ra,cần phải xác minh rằng cácnguồn
nướcđược bảo vệ bởiquản lýtốt, bảo dưỡng đầy đủ,và loại bỏ cáctuyến đườngô nhiễmtrực
tiếp nhưgiếngbỏ hoang vàkết nốichéo.Nếunước mặtđã xâm nhậphaykhicó các tình huống
khác cầnđề nghị, tham khảo các phương pháp trong các điều kiệnbất thường.
Bước1. Chuẩn bị. Những vật dụng cần thiếtbao gồm ốngnước sạch(s), 5-gallon
xôtrộnsạch, mộtcốc nước sạchchocáccon dấuvệ sinh,liều lượngclo,và các công cụđể loại
bỏ cácdấuvệ sinh.Một bểsạchlớnlà cần thiết nếucó một chiếc xechứa closẽxảvàogiếng
hoặc suối. Liềuclophụ thuộc vàolượng nước. Tính thể tíchnướcbằng cách nhânkhối
lượngmỗi footchođường kínhvỏ(Bảng 1)bởi độ sâu củanước(độ sâucũngtrừ đichiều sâu
chonước).Nếu như giếngđã được khoansau năm 1975, một bản ghicũngnên có sẵn vàsẽ
cóchiều sâutốt vàđộ sâunướctại thời điểmcũngđã được khoan. Nếumột bản ghikhông có
sẵn vàđộ sâukhông được biết,nónên được đo. XemK-Statenghiên cứuvàmở rộngcông
bốđosâu đểnước ởWells,MF-2669. Thêmkhối lượngnước trong bểáp lựcvà máy nước
nóngvà cho phépỐng dẫn nướcbằng cách sử dụngkhối lượngthể hiện trong
Bảng2.Tổngnày để xác địnhtổng lượng nướcđược điều trị.Tìmliềuclo, tính toán để tạo ra
mộtnồng độchlorine500mg /Lhoặcppm, từ Bảng 3.
Hãy nhớbằng cách vượt qua, ngắt kết nối,hoặc loại bỏcác thành phầnxử lý nướccó thểbị
hư hỏng doclo. Cácphương tiện truyền thôngtrao đổi,hạtpolystyrene,các đơn vịtrao đổi
ion(làm mềm nước vàtrao đổi anion) sẽ bị hư hỏng. Đặtvanđến vị tríbỏ qua. Hệ
thốngthẩm thấu ngượccó thểbị hư hạinghiêm trọngvà cần đượcngắt kết nối.Hủy bỏ
cáctrầm tích,carbon,vàbộ lọchộp mựckết hợpđể tránhthiệt hại vàthay thế cáctrường
hợpbộ lọctrốngtrongsụtclo.
Bước 2.Hủy bỏ cácdấutốtvệ sinh(hoặcnắp)và làm sạchnó để loại bỏcác mảnh vỡ, bụi
bẩn vàdầu. Đặt nó trongcốc nước sạch. Làm sạchnấm mốccó thể nhìn thấy, nấm và các
20

20

mảnh vụntừbên trongvỏ vàtừbên ngoài củaống, dây điện, và các thành phầnkhácbên trong
vỏ.Cố gắngđể khử trùngcác thành phầnbẩnlàm giảm đáng kểhiệu quả điều trịsụt

Khối lượng của Well

Đường kính bên trong vỏ
(inches)

Mỗi phút của vỏ
gal/ft

ft3/ft

2

0.16

0.02

3

0.37

0.05

4

0.65

0.09

5

1.02

0.14

6

1.47

0.20

8

2.61

0.35

10

4.08

0.55

12

5.88

0.79

14

8.00

1.07

16

10.44

1.40

18(1.5 feet)

13.22

1.77

24(2.0 feet)

23.50

3.14

30(2.5 feet)

36.72

4.19

36(3.0 feet)

52.88

7.07

Bảng2. Khối lượngcủanướctrongWells

21

Đường kính
(inches)

Khối lượng
(gallons/100 ft)

Ft3/100ft của vỏ

0.75

2.29

0.31
21


1.00

4.08

0.55

1.25

6.38

0.85

1.50

9.18

1.23

Bảng 3.Khối lượngcủanướctrongốngđường kínhnhỏ
Lưu ý:Đối với 2-inch vàđường kính lớn hơn, xem Bảng 1
Bước3. Trộnvàgiới thiệuclo.Trộnliềuclođúngvới một sốgallon nước.Nếuclokhôđược sử
dụng,triệt đểpha với nướcấm cho đến khiclođượchòa tan hoàn toàn. Đổ hoàn toàn hỗn
hợpclo vàotrong để di chuyểnxung quanh chu vinó chạyxuốngbên trongnắp.Liều
lượngcácbề mặt bên tronghoàn toàn củanắp, dây điện, và đường ống.
Bước 4.Gắnống vàovòi nướcgần nhấthoặcvòicung cấp bởigiếngvà đặtđầu kiacủa
ốngvàophía trên củagiếng. Bậtvòi nướcđểlưu thôngnước từ giếngquahệ thống ống
nướcvà ống, vàsau đó trở lạitốt.Sau mộtmùiclomạnhđược phát hiện,đặtđủdung dịch
clotrong thùng chứa để vệ sinh.Triệt đểkhử trùngbên trongcũngtừ từxoayốngxung quanh
bên trongcủa vỏvà tiếp tụcxảchoít nhất 15 phút. Điều này cho phépcácdung dịch clođể
tẩycácbức tườngbên trong củavỏ bọctốt,bên ngoài củacáccộtbơmvàhệ thống dây điện.
Giữốngtuần hoànchảy ra doliên tụctrong khiliềuclođược phân phốithông qua hệ
thốngnướctoàn bộtrong bước 5.

Bước 5.Phát thải chất khử trùng.Mởvòi nướcgần nhấtbên cạnh giếng, và để cho nước
chảycho đến khimộtmùi mạnhcủaclođược phát hiện.Đóngvòi nướcđó vàtiến tớivòi
nướcgần nhấttiếp theovà mở nócho đến khi mộtmùiclomạnhđược phát hiện.Tiếp tục,
bằngvòi nước,trong suốt toàn bộhệ thống phân phối(bên trong vàbên ngoài) bao gồm
cảvòi nước,bồn tắm, vòi sen, nhà vệ sinh,vàvòi nước. Do tất cả cáccửa hàngnướcđầu
tiênlạnhvà sau đóvòi nướcnóngcho đến khi nướckhử trùng bằng clođược phân phốithông
qua toàn bộhệ thống nước.Nếu tại bất kỳthời gianmùi clomạnh làkhông có mặt,trở
lạiBước 3vàthêm một nửalượng Clođược sử dụng đểđiều trị ban đầuchotốt,và sau đótiếp
tục bước này. Khinướcclolàtoàn bộ hệ thốngphân phối,tắttất cả cácvòi nước,loại bỏ
cácống, và đậy nắpgiếngcó dấuvệ sinh.Cho phépclođể duy trìtrong hệ thốngít nhất
12giờ,nhưng tốt hơn làtừ 24 đến72 giờ. Thời giantiếp xúc lâusẽ dẫn đếntriệt để hơnđiều
trị.Không sử dụngbất kỳnước trong quá trìnhkhử trùngthờigian.
Bước 6.Xốihệ thống sau khinướcđã đượckhử trùng bằng clotrong hệ thốngchothời
giankhử trùngmong muốn.Không cho phépmột liều lượng lớnchlorineđểnhập vào hệ
thốngnước thảinhà hoặcđếnnhà máymà bạnkhông muốnbị hư hỏng.Thay vào đó,chỉ đạo
cácốngvào một ổ đĩasỏi hoặcđường bộ.Mởvòi nướcbên ngoàivàtuôn rahệ thốngcho đến
khikhông có mùiclođược phát hiện.Tuôn ravòi nướcbằnghệ thốngvòi nước, để lại vòi
nướcbên trongcho đến khicuối cùng đểgiảm thiểu số lượngclođi vàohệ thốngnước thải.
Bước 7:Chờ đợi,sau đóthử nghiệm nước.Sau khi sử dụngnước trong mộthoặc hai
22

22


tuần,kiểm traan toànvi khuẩn bằng cáchxét nghiệmnước. Trước khithu thậpmẫu,kiểm tra
nướcđể đảm bảo rằngnó không chứaclo. Mẫu có thể đượcthu thập bởi cáccơ quan y
tếhoặcchủ sở hữu nhà. Họphải được gửiđến phòng thí nghiệmtrong cùng một ngày. Mẫu
để kiểm travi khuẩnphải cótrongvật đựng vô trùngtừ phòng thí nghiệm. Đối vớicác
phương pháp, xem ấnK-Statenghiên cứuvàmở rộngLấy mộtmẫuWate, MF-963. Các thử
nghiệm vềtổng sốvàphânvi khuẩncoliformnên bắt đầutrong vòng 24 giờcủabộ sưu

tậpmẫu.

Số lượng sản phẩm cần thiết để khử trùng a
Tổng khối lượng
của nước

Nước clo
(chất lỏng ounces)

Clo khô
(khô ounces)c

Gallons

Cubic Feet

5.25 % b

10%

65%

70%

25

3.34

32

17

3

2

50

6.68

64

33

5

5

100

13.37

127

67

10

10

200

26.74

254

133

21

19

300

40.11

381

200

31

29

400

53.48

508

267

41

38

500

66.84

635

334

51

48

Bảng 4.Tính chất tẩy uếchotổnglượngnướcxử lý
a :Để sản xuất một liều 500 mg mỗi lít (mg / L) hoặc phần triệu (ppm)
b : thuốc tẩy gia dụng Standard (sodium hypochlorite)
c :Calcium hypochlorite
2.2.4. Khử trùng trong trường hợp khẩn cấp[9]
Nước có chứavi khuẩncoliform, đặc biệt là coliformphânhoặcE.coli (nghĩ rằng
phân)nênkhông bao giờđược sử dụng chouống mà khôngkhử trùng.Đun sôiít nhất 3
phútlàchất khử trùngkhẩn cấpđáng tin cậy nhấtvì nó làhiệu quả đối vớitất cả cácnước,
thậm chímâyhoặcvới các mảnh vụnhữu cơ.Nếu nướclàrõ ràng(không có vẩn đục hoặccác
23

23

mảnh vụn), thuốc tẩy clocũng có thểđược sử dụngđể khử trùngkhẩn cấp.Bắt đầu với2
giọtmỗi líthoặc 8 giọtmỗigallon(3/4muỗng cà phê mỗi5gallon hoặc1/4
cốcmỗi100gallons). Sau khidùng thuốc, trộn nướctriệt đểvàđể yênít nhất 30 phút.
Kiểm tradưclo. Phương pháp kiểm tracloưa thích làmộtthử nghiệmclodưDPTchoclo tự
do. Nếucòn sót lại làít hơn 0,5ppm, thêm clohơn; nếu có nhiều hơn2 ppm, giảm liềuclo.
Một phương phápthay thếlà một thử nghiệmsniff: không có mùiclo,clothêmnhiều; mờ
nhạtmùi clo, được không; hoặcmùi mạnh, giảmliều bằng20phần trăm.
Nước sạchtừgiếngan toàn.Giếngan toànlà:
Nằm cách xa nguồn ô nhiễm và tránh xa các nguồn ô nhiễm
Xây dựng phù hợp với các tiêu chuẩn hiện hành
Duy trì kiểm tra định kì hằng năm của giếng và hệ thống nước
Bảo vệ nguồn nước khỏi bị nhiễm độc bởi một kế hoạch giám sát cụ thể
3. KHỬ TRÙNG BẰNG OZONE
3.1.
Lịch sử hình thành [6]
•
•
•
•

Ozone được sử dụng để khử trùng nước thải trở nên phổ biến sớm khi sử dụng rộng rãi
của ozone trở nên phổ biến trong những năm 1970 và năm 1980. Do thiếu độ tin cậy thiết
bị và chi phí gia tăng, việc sử dụng ozone gần như hoàn toàn biến mất khỏi ứng dụng
này. Trong những năm gần đây tuy nhiên, ozone là nhận được một cơ hội khác ở nhiều
nơi trên khắp Hoa Kỳ và châu Âu. Điều này một phần là do cải thiện độ tin cậy của thiết
bị và chi phí thấp hơn.Tuy nhiên, lý do chính cho sự phục hưng này là lợi ích thứ cấp
ozone cung cấp cùng với sự gia tăng chi phí của hóa chất tạo ra một lợi thế kinh tế. Xem
dòng thời gian.

3.2.

Khái niệm

Ôzôn là một chất khí có màu tím ít hòa tan trong nước và rất độc hại đối với con người.
Ở trong nước, ôzôn phân hủy rất nhanh thành ôxi phân tử và nguyên tử. Ôzôn có tính
hoạt hóa mạnh hơn Clo, nên diệt trùng mạnh hơn.
Ôzôn được sản xuất bằng cách cho Oxy hoặc không khí đi qua thiết bị phóng lửa điện.
Để cung cấp đủ lượng ozon cho trạm xử lý nước ta dùng máy phát tia lửa điện và cho
không khí chảy qua. Ozon sản xuât ra dể bị phân hủy thành Oxy do đó phải lắp thiết bị
làm lạnh ở máy sản xuất Ozon.
Việc sử dụng khử trùng ozone đối với nước thải đã được phát triển phổ biến do quy định
nghiêm ngặt về coliform và các mầm bệnh khác. Như chi phí hóa chất tăng lên, ozone sẽ
trở thành một giải pháp hiệu quả hơn đối với khử trùng nước thải. Ozone có thể được tạo
ra tại 1 chổ bằng cách sử dụng oxy từ không khí xung quanh [6]
Ozone là chất oxy hóa mạnh nhất có thể được sử dụng tại nhiều điểm của quá trình xử lý
nước. Nó phản ứng với một số hợp chất khoáng sản (ví dụ như Fe, Mn, lưu huỳnh,
cyanide, ammonia nitơ, clo, clo, Brome) và các hợp chất hữu cơ (ví dụ như thuốc trừ sâu,
24

24


dung môi clo, PAH, các hợp chất dược phẩm). Nó cũng có thể loại bỏ mọi dấu vết của
virus và vi khuẩn với việc khử trùng của mình, nhưng không có bất cứ năng lượng dư và
do đó không thể được sử dụng để đảm bảo chất lượng vi khuẩn tốt trong hệ thống nước
uống.[2]
3.3.

Ảnh hưởng của ozone đối với vi khuẩn[6]

Tính phản ứng của Ozone cho phép nó nhanh chóng tiêu diệt vi khuẩn. Trong thực tế,
zone là mạnh gấp mười lần clo như là một chất khử trùng.
Ozone là một giải pháp xanh.
Ozone là một giải pháp xanh để khử trùng nước thải. Ozone được sản xuất tại chỗ và tất
cả là tự nhiên, hình thành chỉ từ oxy. Không có các sản phẩm hoặc các sản phẩm chất
thải được hình thành trong việc tạo ra ozone.
Việc sử dụng ozone giúp loại bỏ sự cần thiết để vận chuyển hóa chất tới nơi.
Ozone được sản xuất tại chỗ từ không khí và điện,tất cả từ các nguồn tài nguyên
tái tạo
• Ozone là một nguồn năng lượng tái tạo hoàn toàn.
• Hóa chất độc hại lưu trữ được lấy ra với việc sử dụng ozone.
• Sau khi Ozone hòa tan vào nước, ozone sẽ trở lại thành oxy không để lại dư trong
nước
•
•

25

25