CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG NƯỚC BẰNG HÓA HỌC

Cơ sở của phương pháp khử trùng nước bằng 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, iod, clo dioxyt, ozone, kali permanganat, hydro peroxit. Do hiệu suất diệt vi sinh vật cao nên ngày nay, khử trùng bằng hóa chất đang được áp dụng rộng rãi ở mọi quy mô.

• Phương pháp khử trùng nước bằng clo và hợp chất của nó 

– Bản chất của quá trình khử trùng bằng clo

Clo là một 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. 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 diệt trùng và nhiệt độ nước tăng. 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.

• Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khử trùng nước bằng clo

– Ảnh hưởng của độ pH:

Độ pH của nước là một trong các yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả của quá trình khử trùng bằng clo. Khi pH tăng, hiệu quả khử trùng giảm đi. Bằng thực nghiệm đã xác định được lượng clo dư tối thiểu với các giá trị của pH. Để diệt trùng hoàn toàn (theo bảng dưới đây)

• Ảnh hưởng của nhiệt độ.

Khi nhiệt độ nước tăng, thì độ nhớt giảm. Chuyển động nhiệt tăng lên làm cho quá trình khuếch tán chất khử trùng qua vỏ tế bào vi sinh vật tăng lên. Với Cloramin, nhiệt độ có ảnh hưởng lớn hơn so với clo tự do.

• Phương pháp khử trùng nước bằng Iod

Iod là chất oxy hóa mạnh và thường được dùng để khử trùng nước tại các bể bơi. Là chất khó hòa tan nên iod được dùng ở dạng dung dich bão hòa. Độ tan của iod phụ thuộc vào nhiệt độ nước. ở 0 độ C, độ hòa tan là 100 mg/l. ở 20 độ C là 300 mg/l. Khi độ pH của nước nhỏ hơn 7.0, liều lượng iod sử dụng lấy từ 0.3 ~ 1.0 mg/l. Nếu sử dụng liều lượng cao hơn sẽ làm nước có mùi iod.

• Phương pháp khử trùng nước bằng ion của các kim loại nặng

Với nồng độ rất nhỏ của ion kim loại nặng có thể tiêu diệt được các vi sinh vật và rêu tảo sống trong nước.

Dưới đây là bảng nồng độ diệt trùng của ion kim loại nặng.

• Phương pháp khử trùng nước bằng Ozone

Ozone có công thức hóa học là O₃, ở điều kiện bình thường, ozone là chất không bền vững và bị phân hủy rất nhanh thành khí oxy dạng bền vững O₂. Bởi vì ozone là chất không bền vững và không thể lưu trữ lâu trong bình chứa nên phải dùng máy tạo ozone ngay tại nơi sử dụng.

Độ hòa tan vào nước của ozone gấp 13 lần của oxy. Khi vừa mới cho ozone vào nước, tác dụng khử trùng xảy ra rất ít, khi ozone đã hòa tan đủ liều lượng, ứng với hàm lượng đủ để oxy hóa chất hữu cơ và vi khuẩn có trong nước. Lúc đó, tác dụng khử trùng của ozone mạnh gấp 3100 lần so với clo và thời gian khử trùng xảy ra trong khoảng từ 3 đến 8 giây.

Liều lượng ozone cần để khử trùng nước từ 0,2 – 0,5 mg/l, tùy thuộc vào chất lượng nước đã xử lý. Ozone có tác dụng tiêu diệt vi rút rất mạnh khi thời gian tiếp xúc đủ dài, khoảng 5 phút.

Ngoài khả năng khử khuẩn, ozone còn được dùng trong quy trình xử lý nước:

1. Ozone có khả năng khử chất rắn trong nước thô bằng tác dụng oxy hóa và tuyển nổi, bọt cặn nổi lên khi cho ozone vào nước thô. Các bọt này trong quá trình nổi lên hấp thụ số lớn cặn cứng, hợp chất Ni tơ và phốt pho.
2. pH của nước thô tăng lên chút ít do khí CO₂ được thoát ra.
3. Khử màu và độ đục do tác dụng oxy hóa của ozone với các hợp chất tạo màu.
4. Chuyển hóa NH₄ thành NO₃^–.