Ky thuat khu trung nuoc bang clo

Dùng sóng siêu âm Dùng ô zôn Dùng kim loại nặng Dùng iốt Dùng thuốc tím Dùng clo và các hợp chất của chúng Trong tất cả các phương pháp nêu trên, phương pháp khử trùng nước bằng clo và

Khử trùng nước c p Ấ

1 Húa chất khử trung nước cấp: clo và cỏc hợp chất của

chỳng

2 Thiết bị định lượng clo vào nước

3 Cỏc sự cố thường gặp ở thiết bị định lượng clo khớ húa

lỏng

4 Định nghĩa về nồng độ clo dư trong nước

6 Thụng số kĩ thuật để khử trựng nước cú hiệu quả cao

8 Cỏc phản ứng húa học khi clo húa nước

Một số khái niệm cơ bản về khử trùng nước

1 Một số khái niệm cơ bản về khử trùng nước

Khử trùng nước là loại khỏi nước các loại vi sinh vật có thể gây

bệnh cho người và súc vật khi sử dụng nước

Tiệt trùng nước là diệt tất cẩ các lọai vi sinh vật có trong nước

Vi sinh vật là các cơ thể sống mà chúng ta không thể nhìn thấy

chúng bằng mắt thường, muốn nghiên cứu chúng và quan sát chúng phải dùng kính hiển vi điện tử hoặc kính hiển vi

quang học.

Các vi sinh vật được kể đến: vi khuẩn, vivus, động vật nguyên

sinh, tảo, nấm Những loài vi sinh vật gây bệnh trong môi trường nước chủ yếu là vi khuẩn, vius và độngvật nguyên

sinh…

Dùng sóng siêu

âm

Dùng

ô zôn Dùng kim

loại nặng

Dùng iốt

Dùng thuốc tím

Dùng clo

và các hợp chất của chúng

Trong tất cả các phương pháp nêu trên, phương pháp khử trùng nước bằng clo và các hợp chất của chúng là được áp dụng triệt để trong ngành nước cấp Quả thật, cách thức khử trùng nước cấp bằng clo và các hợp chất của chúng có những tính ư

3 Các tiêu chuẩn lựa chọn chất khử trùng

Một chất khử trùng và một phương pháp khử trùng tốt có nồng độ giới hạn của chất khử trùng phải thỏa mãn:

• 1.Không độc đối với người và súc vật.

• 2 Độc với vi sinh vật ở nồng độ thấp

• 3.Phải hòa tan trong nước.

• 4 Tạo với nước thành một dung dịch đồng nhất.

• 5 Có hiệu quả đối với nước ở nhiệt độ thường (0-35 độ C)

• 6 ổn định và dễ dàng duy trì một nồng độ dư nào đó trong một thời gian dài.

• 7 Không tác dụng với chất hữu cơ khác và các chất hữu cơ của vi sinh vật.

• 8 Không phá hủy kim loại cũng như không hỏng quần áo khi giặt

• 9 Khử các mùi

• 10 Có số lượng lớn trên thị trường và được bán với giá tiếp cận được.

• 11 Dễ dàng vận hành và không nguy hiểm đối với người vần hành

• 12 Cho phép dễ dàng đo nồng độ và do đó dễ dàng kiểm tra chính xác nồng độ của chúng

TÝnh chÊt hãa häc ®iÓn h×nh cña clo

(Clo tiêm vào nước

sau khi đã được làm trong

vị trí khử trùng )

ChÊt « xi hãa m¹nh

(Clo tiêm vào nước

ở vị trí tiền hóa )

ChÊt tÈy mµu, tÈy mïi tèt (Clo tiêm vào nước

ở vị trí tiền hóa )

Khử trùng nước bằng clo và các hợp chất của chúng

• clo và hợp chất của chúng thường dùng trong xử lí nước cấp

Dạng rắn Hypoclorit can xi

Dạng dung dịch Nước Javel

Dạng clo khí hóa

lỏng

Clo và các hợp chất của chúng được dùng nhiều cho khử trùng nước cấp Trong đó phổ biến nhất là:

•Dung dịch Javel: khi trạm xử lí nước có công suất nhỏ

•Clo khí hóa lỏng : khi trạm xử lí nước có công suất lớn

clo và hợp chất của chúng thường dùng trong xử lí nước cấp

1 Dạng rắn

1.1 Clorua vôi

a Công thức Ca(ClO)2

b Tính chất vật lí

-Tồn tại ở trạng thái rắn, màu trắng đục, là

chất ô xi hóa mạnh, tẩy màu tẩy mùi, khử

trùng rất tốt, mùi hắc, độc

-Hàm lượng clo hoạt tính (có tác dụng khử

trùng nước)từ 20-25%

-Hút ẩm, và nồng độ clo hoạt tính giảm

theo thời gian, và khi ánh sáng chiếu vào

-gây ăn mòn kim loại trong môi trường nư

ớc và không khí xung quanh

1.2 Canxi hypoclorit

a Công thức Ca(ClO)2

b Tính chất vật lí-Tồn tại ở trạng thái rắn, màu trắng đục, là chất ô xi hóa mạnh, tẩy màu tẩy rất tốt, mùi hắc, độc

-Hàm lượng clo hoạt tính (có tác dụng khử trùng nước)từ 30-55%, người ta sản xuất bằng cách sục khí clo bão hòa vào trong Canxiclorua vôi

-Không hút ẩm, và nồng độ clo hoạt tính không giảm giảm theo thời gian nếu bảo quản đúng cách: Bao bì kín, trong kho khô ráo và tránh ánh sáng chuếi vào

-gây ăn mòn kim loại trong môi trường nước và không khí xung quanh

Hợp chất khử trùng dạng dung dịch -Nước Ja vel

• -Nồng độ clo hoạt tính giảm theo thời gian, và khi ánh sáng chiếu vào.

• -Gây ăn mòn kim loại trong môi trường nước và không khí xung

quanh.

-Khí clo khô không gây ăn mòn kim loại, nó chỉ ăn mòn kim loại khi có độ ẩm,

có phản ứng tạo thành a xít mạnh, tan, bay hơi và độc:

Các vấn đề an toàn khi sử dụng clo và các hợp chất của nó

• 1.3 An toàn lao động

• -Khi vân hành người lao động phải mang đầy đủ bảo hộ lao động: Mũ, quần

áo bảo hộ, găng tay, kính và mặt lạ phòng độc.

• -Khi bị hóa chất tiếp xúc với da hoặc bắn vào mắt, ngay lập tức rửa thật

nhiều với nước sạch Trường hợp bị nặng phải chuyển tới y tế

• Các bể chứa hóa chất phải kín là tối màu.

• Khu vực chứa hóa chất phải thông thoáng, khô ráo và có biển cảnh báo nguy hiểm.

• Phòng chống ăn mòn kim loại cho bơm, đường ống dẫn hóa chất và các bể chứa.

• Khi hóa chất rò rỉ được xử lí bằng dung dịch sulfit natri 2- 5%, hoặc

thiosulphat natri hoặc thsn họat tính bột:

Sau đó xả nước và pha loãng

Thiết bị định lượng clo khí hoa lỏngvào nước

• Bình chứa clo khí hóa lỏng • Thiết bị định lượng clo vào nước

có công suất vừa và lớn

>8kg/h

Clorator áp lực -đẩy khí clo vào nước với áp suất P lớn hớn áp suất khí quyển-Loại này nguy hiểm thường

có hiện tượng

rò rỉ cko

Clorator chân không – tạo

ra chân không

và đẩy khí clo vào nước với

áp suất P nhỏ hớn áp suất khí quyển- Loại này an toàn và được

sử dụng rộng rãi

Bình clo khí hóa và clorator chân không

clorator chân không có lưu lượng không đổi

Nguyên lí hoạt động clorator chân không có lưu lượng không đổi

Nguyên lí hoạt động :

• Dòng nước áp lực từ bơm áp lực đến, đi qua Ejector (3), tạo ra chân không trong clorator(2) Nhờ độ chênh áp trước và sau van chân không làm cho màng nằm trên rãnh chân không không di chuyển được, nén lò so để mở van an toàn ở cửa vào Khí clo từ bình chứa (1)đi qua van an toàn và giảm áp lực, được bộ lọc giữ lại nước còn khí clo cho đi vào rãnh chân không, được định lượng bởi ratomet, đi tiếp vào rãnh chân không rồi được hút vào Ejector, theo đường ống dẫn nước áp lực đến nơi hòa trộn với nước.

• Khi Ejector không làm việc, trong clorator(2) không còn chân không, độ chênh áp bằng không, màng giãn ra, lò so không bị nén, van an toàn ở cửa vào đóng lại Toàn

hệ thống ngừng làm việc.

• Năng suất bốc hơi của clo phụ thuộc vào nhiệt độ và bề mặt của bình đựng Khi

năng suất bôc hơi của clo một bình không đủ thì phải cho làm việc song song nhiều bình đồng thời.

Sơ đồ cấu tạo và lắp ráp clorator chân không có lưu lượng không đổi

Sơ đồ dây truyền châm clo khí hóa lỏng vào nước

Vận hành clorator định lượng khí clo hóa lỏng vào nước

• Vận hành clorator

• Bật bơm nước sao cho dũng

nước chảy qua Ejector

• Mở khúa van bỡnh khớ clo húa

lỏng

• Vặn nỳt xoay của clorator từ từ

sao cho mặt trờn của viờn bi

Ratomet tới vị trớ theo yờu cầu

(g/h) Nếu tăng dũng định lượng

thỡ xoay về phớa tay phải và

ngược lại.

• Ngừng vận hành clorator

• Đúng khúa van bỡnh khớ clo húa lỏng

• Tắt bơm nước sao cho dũng nước ngừng chảy qua Ejector

Lưu ý:

Ống đong của thiết bị định lượng clo khớ húa lỏng vào nước được phõn chia

ở 20 độ C

Bảo dưỡng thiết bị clorator khí hóa lỏng

Phát hiện hỏng hóc cho máy châm clo khí hóa lỏng

Một số sự cố thường gặp và biện pháp khắc phục của clorator

Trạm clorator

C¸c bé phËn cña Tr¹m clorator

Clorator

là bộ phận chính để

định lượng chính xác clo

vào nước với nồng độ

clo dư theo yêu cầu

Bộ phận cảnh báo clo rò rỉ

-Còi-Đèn chớp

Bộ phận xử lí clo rò rỉGiàn phun mưa

Bể dịch trung hòaBình hấp thụ khí clo rò rỉ

Vị trí của khâu clo tiền hóa và clo khử trùng trong xử lí nước cấp

• Sơ đồ dây truyền công nghệ xử lí nước bề mặt

Clo tiền hóa khử màu xanh của nước Clo khử trùng

• Chất keo tụ Chất kiềm hóa

Trạm bơm cấp II

Lí do tiền hóa nước bằng clo và các hợp chất của chúng:

Nước có màu xanh là sự hiện diện của rong rêu tảo

Khâu keo tụ không có hiệu quả khi nước có tảo

Clo là chất tẩy màu tốt nên khử màu xanh của tảo rất tốt

Không thể clo hóa nước bằng clo khi nước giàu hợp chất hữu cơ

Vị trí của khâu clo tiền hóa và clo khử trùng trong xử lí nước cấp

• Sơ đồ dây truyền công nghệ xử lí nước ngầm

Clo tiền hóa ô xi hóa sắt và mangan Clo khử trùng

• Chất keo tụ và Chất kiềm hóa

• Khâu keo tụ Mạng lưới tiêuthụ

lắng

Bể lọc

Bể chứa Trạm bơm

cấp II

Lí do tiền hóa nước bằng clo và các hợp chất của chúng:

hàm lượng sắt và mang gan trong nguồn nước lớn

Khâu keo tụ hoặc một trong các công đoạn của khâu keo tụ có thể có hoặc không có trong dây truyền xử lí

Công trình làm thoáng

Nguyên lí chung của sự khử trùng nước

Bản chất của quá trình khử trùng nước

bằng clo và các hợp chất của chúng:

Clo là một chất ô xi hóa mạnh, dù ở bất cứ

dạng nào đơn chất hay hợp chất khi tác

dụng với nước đều cho phân tử a xít

hypoclorit HClO có tác dụng khử trùng rất

mạnh

Quá trình diệt vi sinh vật trải qua hai giai đoạn:

-Giao đoạn đầu: Chất khử trùng khuyếch tán và

xuyên qua mang vi sinh vật

-Giai đoạn sau: chất kưử trùng tác dụng với

men bên trong tế bào chất và phá hủy quá

trình trao đổi chất dẫn toiứi tê bào vi sinh

vật bị diệt vong

Các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu quả khử trùng nước

bằng clo và các hợp chất của chúng

Hiệu quả khử trùng nước diệt các loại vi sinh vật trong nước phụ thuộc vào các yếu tố:

• Độ mạnh của chất khử trùng: Chất khử trùng có hoạt động càng mạnh, thì hiệu quả khử trùng càng cao

• Nồng độ chất khử trùng, nồng độ cáng tăng thì hiệu quả khử trùng càng lớn.

• Thời gian tiếp xúc giữa clo và nước: thời gian càng tăng thhì hiệu quả khử trùng càng lớn.

Các phản ứng hóa học xảy ra khi clo hóa nước

Các phản ứng hóa học xảy ra khi cho clo vào nước khi nước

HClO  H + + ClO

-Phõn tử a xớt HClO khụng bền, cỳng bị phõn hủy từ từ để giải

phúng ra ụ xi nguyờn tử

HClO =HCl +O Chớnh ụ xi nguyờn tử là chất: khử trựng và chất tẩy màu rất tốt,

Như vậy muốn tăng hiệu quả khử trùng nước bằng clo ta nên

khử trùng nước ở pH thấp do tạo ra nhiều phân tử phân

Clo hóa nước có amoniắc

Các phản ứng hóa học xảy ra khi cho clo vào nước khi nước có amoniắc

• Nước có amoniắc hay muối amoni hoặc hợp chất hữu cơ có nhóm amin khi clo hóa nước thì có các phản ứng giữa clo và amoniăc trước tạo thành các hợp chất cloramin:

• HClO +NH3 = NH2Cl +H2O phản ứng tạo monocloramin khi tỉ số HClO:NH3 <1:1

• HClO + NH2Cl =NHCl2 +H2Ophản ứng tạo dicloramin khi tỉ số HClO:NH3 >1:1

• HClO +NCl2 =NCl3 +H2Ophản ứng tạo tricloramin

• Ba phản ứng này phụ thuộc vào nhiệt độ của nước, độ pH , thời gian tiếp xúc và tỉ lệ giữa clo và amoniắc tạo ra các sản phẩm

• Monocloramin, monocloramin và tricloramin được gọi chung là Hợp chất cloramin hay còn gọi là clo kết hợp.

• Tính chất của hợp chất cloramin: là chất khử trùng kém, nhưng là chế kiềm chế vi khuẩn rất tốt.

• Khả năng diệt trùng của monocloramin so vói dicloraminkém từ 3-5 lần; Khả năng diệt trùng của

dicloramin so vói clo tự do kém từ 20-25 lần;

• Do vậy muốn khử trùng nước bằng hợp chất cloramin có hiệu quả thì phải tăng nồng độ và thời gian tiếp xúc.

Đảm bảo khử trùng nước tốt khi Nồng độ clo dư≥1mg/l Thời gian tiếp xúc≥60 phút

Độ đục <1NTU

pH trung tính

Biểu đồ Clo hóa nước

hoạt động có trong nước (sắt, mangan, sulfua )

• Miền B-Clo tác dụng với amoniắc tạo monocloramin

• Miền C- Clo phân hủy monocloramin tạo dicloramin

• Điểm P là điểm tới hạn, sau điểm đó clo thêm vào nước để tạo clo tự do

• Khử trùng nước cấp chỉ có hiệu quả khi tiến hành ở miền D khi Clo hóa qua điểm tới hạn P mà thôi

(1) Clo hóa nước cất (2) Clo hóa nước có tạp chất và amoniắc

Một số định nghĩa về nồng độ clo trong nước

• 1 Clo tự do: clo còn lại trong nước ở cuối giai đoạn tiép xúc có thể tác dụng về mặt hóa học và sinh vật như

a xít hypoclorrit và iôn hypoclorit HClO, ClO -

• 2 Clo dư kết hợp: Phần tổng clo dư trong nước ở cuối giai đoạn tiếp xúc có thể tác dụng về mặt hóa học và sinh vật như cloramin.

• 3 Cloramin:sản phẩm do sự kết hợp của clo và amoniắc có nguồn gốc hữu cơ và vô cơ Đó là chất kiềm chế

vi khuẩn rất tốt và được sử dụng như chất khử trùng nước trong trường hợp nước có vết phenol, vì nó không sinh ra clophenol.

• 4 Clo dư tổng: là tổng clo dư ở dạng clo tự do và clo kết hợp còn lại sau thời gian phản ứng bình thường trong nước xử lí clo.

• 6 Nhu cầu clo: lượng clo mà nước tiêu thụ để khử trùng và để phá hủy các chất hữu cơ Đối với một loại nư

ớc xác định, nhu cầu thay đổi theo lượng clo cho vào, thời gian tiếp xúc và nhiệt độ.

• 7 Clo hóa ở điểm “ngóc lên”hay clo hóa ở điểm tới han: cho clo vào nước đến lkúc nhu cầu clo được thỏa mãn Tất cả sự thêm clo tiếp sau đó làm cho hàm lượng clo dư để tỷ lệ trực tiếp với nồng độ clo cho vào.

• 8 Clo hóa lớn nhất: sau một thời gian tiếp xúc bắt buộc, một lượng clo dư nào đó không tuân theo các qui luật khử trùng

• 9 Clo hóa quá mức: Clo hóa trên điểm tới hạn, thực hiện với liều cao để sinh ra clo dư cao ở dạng kết hợp Lượng clo dư kết hợp này cần phải loại bỏ.

• 10 Khử clo: Giảm một phần hoặc toàn bộ clo dư của nước bằng phương pháp vật lí hoặc hóa học.

Các thông số kĩ thuật để khử trùng nước bằng clo có hiệu quả

Thông số kĩ thuật

Đầu trạm [Cl2]tự do-dư=0,3-0,5mg/l

pH trung tính

Độ đục <1NTU Thời gian tiếp xúc giữa clo và nước ≥30’

Diệt tất cả vius

và vi khuẩn gây bệnh

Cuối trạm [Cl2]tự do-dư =0,5- 0,1mg/l Nước không có mùi khó chịu

pH` trung tính

Độ đục <1NTU

Hệ thống mạng lưới tuyến ống phân phối nước cấp:

*Được khử trùng trước khi đưa vào sử dụng

*Khi chiều dài quá lớn

đảm bảo nồng độ clo theo yêu cầu thì tăng cường clo hóa nước trên mạng lưới tuyến ống

là điều cần thiết

Các bộ phân của trạm clorator

C¸c bé phËn cña Tr¹m clorator

Clorator

là bộ phận chính để

định lượng chính xác clo

vào nước với nồng độ

clo dư theo yêu cầu

Bộ phận cảnh báo clo rò rỉ

-Còi-Đèn chớp

Bộ phận xử lí clo rò rỉGiàn phun mưa

Bể dịch trung hòaBình hấp thụ khí clo rò rỉ

Đo nồng độ clo dư trong nước

Đo nồng độ clo tự do Thích hợp cho đi hiện trường

Phương pháp so màu dùng chỉ thị màu octo tolidine Hiện nay rất ít sử dụng giá trị pH thay đổi phụ thuộc lượng thuốc thử cho vào, Nên nồng độ clo dư không chính xác

Đo nồng đô clo dư trong nước

Đo nồng độ clo tự do Thích hợp cho đi hiện trường

Phương pháp so màu dùng chỉ thị màu octo tolidine Hiện nay rất ít sử dụng giá trị pH thay đổi phụ thuộc lượng thuốc thử cho vào, Nên nồng độ clo dư không chính xác

Thuốc thử và thiết bị đo clo dư bằng phương pháp DDP Thuốc thử DDP

• 1.Chất đệm pH=6,5-7

• 2 Chất tạo phức màu hồng DDP

• Viên DDP1 đo clo tự do trong nước

• Viên DDP2 đo clo tổng trong nước

Dụng cụ đo clo dư trong nước: Sử dụng một trong hai dụng cụ sau

• 1 Đĩa so màu chuẩn clo tự do trong nước

• 2 Máy đo quang-Spectrophotometer

Qui trình đo clo dư trong nước

1 Lấy mẫu nước cần đo vào 02 cuvet, mỗi cuvet 10ml

2 01 cuvet dùng làm mẫu trắng đối với đĩa so màu, và dùng để điều chỉnh kết quả

đo bao đầu về giá trị 0.

3 Cho thuốc thử DDP1 vào cuvet thứ 2, nếu đo clo tự do phải đọc kết quả ngay,

và nếu có clo tự do dung dịch có màu hồng, so màu với đĩa màu tiêu chuẩn và đọc kết quả đo trên đĩa, hoặc đọ trực tiếp trên máy đo quang

4 Tiếp tục cho thuốc thử DDP2 vào cuvet thứ 2 để đo clo tổng Chờ 05 phút rồi