Tiểu luận Quá trình công nghệ môi trường: Khử trùng bằng tia cực tím

Tiểu luận Quá trình công nghệ môi trường: Khử trùng bằng tia cực tím trình bày khái quát về các phương pháp khử trùng, khử trùng bằng tia cực tím, ứng dụng khử trùng tia cực tím trong xử lý nước. Mời bạn đọc cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tiểu luận Quá trình công nghệ môi trường: Khử trùng bằng tia cực tím TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG BẢO HỘ LAO ĐỘNG MÔN: QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG Chuyên đề : KHỬ TRÙNG BẰNG TIA CỰC TÍM GVHD: TS. Phạm Anh Đức SVTH: 1. Đặng Huỳnh Vương 91202267 2.Đinh Ngọc Thúy Vy 91202269 3.Nguyễn Thị Khánh Vy 91202293 TP.HCM, tháng 11 năm 2014 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG 1. TẠI SAO PHẢI KHỬ TRÙNG NƯỚC? Dựa vào sự phân tích ta có thể đưa ra 2 nguyên nhân cần phải khử trùng nước thải và nước cấp sau đây: • Theo yêu cầu của QCVN14:2008/BTNMT về chỉ tiêu an toàn nước cấp và nước thải phải kể đến chỉ tiêu vi sinh. Nước cấp: Ecoli không được tồn tại Coliform < 20MPN/100ml Nước thải: Coliform : < 5000 MPN/100ml (loại A)< 10000 MPN/100ml (loại B) • Do trong quá trình xử lý nước cấp và nước thải phải qua nhiều công đoạn khác nhau do đó khả năng gây nhiễm vi sinh là rất cao: khử trùng là một khâu quan trọng cuối cùng trong hệ thống xử lý nước sinh hoạt. Sau quá trình xử lý • Cơ học, nhất là nước sau khi qua bể lọc, phần lớn các vi sinh vật đã bị giữ lại. Song để tiêu diệt hoàn • Toàn các vi trùng gây bệnh, cần phải tiến hành khử trùng nước. 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI: Hiện nay có nhiều biện pháp khử trùng có hiệu quả: - Khử trùng bằng các chất oxi hoá mạnh: Cl2, các hợp chất Cl2, 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 Cách lựa chọn phương pháp phụ thuộc vào: - Các yếu tố ảnh hưởng. - Hiệu quả của quá trình khử trùng. 2.1. Khử trùng bằng các chất oxi hóa mạnh: 2.1.1. Khử trùng bằng clo: Cl2 là chất oxi hoá mạnh ở bất kỳ dạng nào. Khi cho Clo tác dụng với nó sẽ tạo thành HOCl có tác dụng diệt trùng mạnh. Khi cho Clo vào trong H2O, chất diệt trùng sẽ khuyếch tán qua lớp vỏ tế bào sinh vật ⇒ gây phản ứng với men tế bào ⇒ làm phá hoại các quá trình trao đổi chất của tế bào vi sinh vật. Khi cho Clo vào trong nước, phản ứng diễn ra như sau: Cl2 + H2O HCl + HClO Hoặc có thể ở dạng phương trình phân li Cl2 + H2O H+ + OCl- + Cl-. Khi sử dụng Clorua vôi, phản ứng diễn ra như sau: Ca(OCl)2 + H2O CaO + 2HOCl 2HOCl 2H+ + 2OCl- Khả năng diệt trùng của Clo phụ thuộc vào hàm lượng HOCl có trong H2O. Nồng độ HOCl phụ thuộc vào lượng ion H+ trong nước hay phụ thuộc vào pH của nước. Khi: pH = 6 thì HOCl chiếm 99,5% còn OCl- chiếm 0.5% pH = 7 thì HOCl chiếm 79% còn OCl- chiếm 21% pH = 8 thì HOCl chiếm 25% còn OCl- chiếm 75% pH càng cao hiệu quả khử trùng càng giảm Tác dụng khử trùng của HOCl cao hơn nhiều OCl-. Khi cho Clo vào trong nước ngoài việc diệt vi sinh vật, nó còn khử các chất hoà tan và NH3. HOCl + NH3 → NH2Cl + H2O HOCl + NH2Cl NHCl2 + H2O HOCl + NHCl NCl3 + H2O Do đó khả năng diệt trùng kém đi. Bởi vì khả năng diệt trùng của monocloramin thấp hơn dicloramin khoảng 3 – 5 lần, còn khả năng diệt trùng của dicloramin thấp hơn HOCl khoảng 20 – 25 lần. Khi pH tăng → NCl3 tạo ít. Khả năng diệt trùng của NH2Cl =( 1/3 -1/5) NHCl2 và NH2Cl2 =(1/20 –1/25)Cl2. Sau khi qua xử lý (hệ thống xử lý) thì lượng Clo lượng dư: 0.3-0.5mg/l. Sao cho đến cuối ống còn 0.05mg/l. Lượng Clo dư đưa vào trong nước phải xác định bằng thực nghiệm. Khi thiết kế sơ bộ có thể lấy như sau : đối với nước thải sau xử lý cơ học là 10mg/l; nước thải sau xử lý Aeroten không hoàn toàn hay Biophin cao tải là 5mg/l; nước thải xử lý sinh học hoàn toàn là 3mg/l. Khi trong nước có phenol, khử trùng bằng Clo → Clo phenol có mùi rất khó chịu. Nên khử bằng NH3 trước khi khử trùng. 2.1.2. Khử trùng bằng ozon: Ôzôn là một chất khí có màu tím ít hòa tan trong nước và rất độc hại đ ối 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 xấut bằng cách cho Oxy hoặc không khí đi qua thiết bị phóng l ửa điện. Để cung cấp đủ lượng ozon cho trạm xử lý nước ta dùng máy phát tia l ửa điện và cho không khí chảy qua. Ozon sản xuất ra dễ bị phân hủy thành Oxy do đó phải lắp thiết bị làm lạnh ở máy sản xuất Ozon. Có 2 loại máy làm lạnh điện cực: - Làm lạnh bằng không khí. - Làm lạnhbằng nước. • Ưu điểm của Ozon: Không có mùi Làm giảm nhu cầu oxi của nước , giảm chất hữu cơ,.. Khử màu, phênol, xianua Tăng DO Không có sản phẩm phụ gây độc hại Tăng vận tốc lắng của hạt lơ lửng • Nhược điểm: Vốn đầu tư cao Tiêu tốn năng lượng • Khả năng tiệt trùng của Ozon: Độ hòa tan của Ozon gấp 13 lần của oxy. Khi vừa cho vào trong nước khả năng tiệt trùng là rất ít , khi Ozon đã hòa tan đủ liều lượng, ứng với hàm l ượng đ ủ oxy hoá hữu cơ và vi khuẩn trong nước, lúc đó tác dụng khử trùng mạnh nhanh gấp 3100 lần so với Clo, thời gian tiệt trùng xảy ra trong khoảng 3 – 8 giây. Liều lượng cần thiết cho nước ngầm là 0.75 – 1mg/l; 1.0 – 3.0 mg/l nước mặt; sau bể lắng 2 trong xử lý nước thải từ 5 – 15mg/l. 2.2. Khử trùng bằng phương pháp vật lý: Tia cực tím là tia bức xạ điện từ có bước sóng khoảng 4 – 400nm. Đ ộ dài bước sóng của tia cự tím nằm ngoài vùng phát hiện, nhận biết của mắt thường. Dùng tia cực tím để tiệt trùng không làm thay đổi tính chất hóa học và lý học của nước. Tia cực tím tác dụng làm thay đổi DNA của tế bào vi khuẩn, tia cực tím có đ ộ dài bước sóng 254nm, khả năng diệt khuẩn cao nhất. Trong các nhà máy xử lý nước thải, dùng đèn thuỷ ngân áp lực thấp để phát tia cực tím, loại đèn này phát ra tia cự tím có bước sóng 253,7nm, bóng đèn đặt trong hộp thủy tinh không hấp phụ tia cực tím, ngăn c ...