CÔNG NGHỆ KHỬ TRÙNG TIÊN TIẾN TRONG NHÀ MÁY NƯỚC THIẾT BỊ SẢN XUẤT DUNG DỊCH KHỬ TRÙNG NATRI HYPOCLORIT (NƯỚC JAVEN) THÊ HỆ MỚI DÙNG TRONG CÁC NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC CẤP VÀ NƯỚC THẢI
Khí Clo và các hợp chất chứa Clo khi tan trong nước tạo thành Clo hoạt tính là phương tiện khử trùng nước được dùng nhiều nhất trên thế giới cho đến nay. Kể từ hệ thống cấp nước đầu tiên sử dụng khí Clo để khử trùng được triển khai ở Mỹ vào đầu những năm 1900 đến năm 1970, Clo là hóa chất duy nhất được sử dụng để khử trùng nước uống. Sau năm 1970 các hệ thống khử trùng nước uống bằng khí ôzôn và tia cực tím (UV) xuất hiện và được sử dụng.
Tuy nhiên do nguy cơ tái nhiễm khuẩn nước truyền trong hệ thống ống dẫn đến nơi tiêu thụ và chi phí đầu tư, chi phí vận hành cao nên việc phát triển các hệ thống khử trùng bằng hai công nghệ này bị hạn chế. Vì vậy sử dụng Clo để khử trùng nước cho đến nay vẫn là ưu tiên hàng đầu trong việc lựa chọn công nghệ khử trùng nước sinh hoạt. Nhưng cũng từ những năm 1970 đã xuất hiện các hệ thiết bị sản xuất nước khử trùng – dung dịch natri hypoClorit NaOCl – từ nguyên liệu là nước muối, được lắp đặt ngay tại các nhà máy nước.
Cùng với sự tiến bộ của các ngành khoa học vật liệu, cơ khí, điện tử, các thiết bị này ngày càng được hoàn chỉnh, có độ bền và thời gian sử dụng ngày càng cao, chi phí vận hành ngày càng thấp. Chính vì vậy ở nhiều nước số lượng các thiết bị sản xuất natri hypoClorit dùng trong các trạm cấp nước ngày càng nhiều và chiếm tỉ lệ tương đối lớn . Các phương pháp khử trùng được áp dụng cho các hệ thống cấp nước sinh hoạt tại Mỹ Chất khử trùng Các hệ thống lớn (>10.000 dân) Các hệ thống nhỏ, nước ngầm (<1% 5% 9% Cloramin 29% – 2% Điôxit Clo 8% – 6% Ozon 6% – – UV – – –
Lưu ý: Tổng % các chất sử dụng có thể >100% vì một số hệ thống có thể sử dụng đồng thời nhiều chất.
- SO SÁNH CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG NƯỚC DÙNG CÁC CHẤT CÓ CLO.
Các chất có chứa Clo thông dụng nhất trong khử trùng nước là khí Clo, natri hypoClorit và canxi hypoClorit. Ngoài các chất kể trên có thể kể đến các chất có tác dụng khử trùng nhưng được dùng rất ít như điôxit Clo Clo2 (do khó điều chế và bảo quản) hoặc Cloramin NH2Cl (do tác dụng khử trùng quá yếu). Natri hypoClorit có thể được điều chế bằng hai phương pháp. Trong các nhà máy hóa chất natri hypoClorit được sản xuất bằng cách sục khí Clo vào xút NaOH. Còn trong các thiết bị điện hóa natri hypoClorit được điều chế bằng phương pháp điện phân nước muối.
NaCl (muối) + H2O (nước) + điện năng = NaOCl (natri hypoClorit) + H2 (hydro)
Để khử trùng nước người ta có thể sử dụng cả hai loại dung dịch natri hypoClorit nêu trên. Tuy nhiên tác dụng khử trùng của dung dịch nhận được từ phương pháp điện phân cao hơn nhiều do pH của nó thấp hơn. Điều này đã được các kết quả nghiên cứu khoa học khẳng định từ lâu.
Như vậy trên thực tế ở các nhà máy nước người ta có thể sử dụng 4 loại chất có Clo để khử nước là khí Clo, bột canxi hypoClorit, dung dịch natri hypoClorit hóa học (loại được bán tại các nhà máy hóa chất) hoặc dung dịch natri hypoClorit điện hóa (loại được sản xuất bằng phương pháp điện phân).
Trong quyết định số 14/2004/QĐ-BXD ngày 14/5/2004 của Bộ trưởng Bộ Xây dựng về việc ban hành định mức dự toán công tác sản xuất nước sạch có quy định: để xử lý nước mặt và nước ngầm thành nước sinh hoạt có thể sử dụng dung dịch natri hypoClorit với lượng tiêu thụ quy đổi qua hàm lượng Clo hoạt tính trong nước là 2,1 g cho 1 m3 nước mặt và 1 g cho 1 m3 nước ngầm.
Theo khuyến cáo của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) có thể dùng natri hypoClorit hoặc các hợp chất khác có Clo hoạt tính để khử trùng nước sạch với lượng sử dụng sao cho sau khi đưa vào nước 30 phút lượng Clo dư trong nước nằm trong khoảng 0,2 – 0,5 g trong 1m3 nước. Dưới đây trình bày tính chất các chất khử trùng có Clo