Tổng hợp các hóa chất khử trùng nước phổ biến
Ngành công nghiệp xử lý nước đóng vai trò rất quan trọng trong việc cung cấp nước cho đời sống sinh hoạt. Tốc độ phát triển kinh tế càng nhanh, nguồn cung cấp nước hiện tại khó có thể đáp ứng được nhu cầu của con người. Do đó, quy trình xử lý nước cần tối ưu hóa để đạt năng suất cao.
Xử lý nước giúp loại bỏ cặn bẩn, virus, nấm và vi khuẩn gây bệnh. Quá trình này sử dụng cả phương pháp vật lý và hóa học. Hóa chất được sử dụng trong quá trình này được gọi là hóa chất xử lý nước. Dưới đây là một số hóa chất phổ biến phục vụ cho quá trình khử trùng nước.
Xem thêm:
Chlorine
Chlorine là hóa chất chính được sử dụng phổ biến nhất. Chlorine xếp vào loại chất oxy hóa có tác dụng khử trùng mạnh. Trong quá trình xử lý cần kiểm soát tốt nồng độ chlorine trong nước. Có thể kiểm tra nồng độc chlorine ở nhiều Sau quá trình xử lý, nếu nồng độ chlorine còn khoảng 0,6 mg/l hoặc nhiều hơn có thể gây ra mùi vị khó chịu cho nước.
Chlorine sử dụng cho quá trình khử trùng nước
Chlorine phản ứng với các chất hữu cơ tự nhiên trong nước tạo ra các sản phẩm phụ:
- Những hợp chất trihalomethanes (THM) bao gồm chloroform, bromodichloromethane, chlorodibromomethane và bromoform. Các sản phẩm phụ này gây ảnh hưởng xấu tới sức khỏe. Xâm nhập vào cơ thể gây đau đầu, chóng mặt, buồn nôn, suy gan thận thậm chí tử vong.
- Những acid Haloacetic (HAA) như monochloroacetate, dichloroacetate và trichloroacetate. Tiếp xúc với các acid này sẽ gây suy hô hấp, đau mắt và kích ứng da.
Các sản phẩm phụ từ quá trình xử lý nước bằng chlorine đều gây ảnh hưởng xấu tới con người. Vì vậy việc kiểm soát những sản phẩm phụ cũng cần được quan tâm:
- Lọc hoặc lắng đọng chất hữu cơ để giảm lượng sản phẩm phụ sinh ra.
- Lắng động các sản phẩm phụ nếu nồng độ quá cao.
Chlorine dioxide
Chlorine dioxide phân hủy trong nước tạo ra các chất vô cơ chlorite và chlorate. Các hợp chất vô cơ này đều gây hại đến sức khỏe.
Chlorite là hóa chất oxy hóa mạnh. Chlorite có tính ăn mòn, gây suy thận, kích ứng da, mắt và gây bỏng. Một lượng nhỏ chlorite có thể gây buồn nôn. Quá liều chlorite sẽ dẫn đến gây tử vong.
Do tính chất oxy hóa mạnh, chlorate có thể gây hại khi ở trong cơ thể. Phản ứng oxy hóa trên hemoglobin dẫn đến sự hình thành methaemoglobin. Methaemoglobin gây biến tính hemoglobin, giảm khả năng vận chuyển oxy đến các mô. Enzyme màng tế bào giảm hoạt tính bởi chlorate.
Có thể kiểm soát lượng chlorite và chlorate bằng cách kiểm soát lượng chlorine dioxide trong nước.
Monochloramine
Là sản phẩm từ phản ứng của chlorine với ammonia. Monochloramine được sửa dụng như chất khử trùng giai đoạn cuối. Cần kiểm soát tốt lượng monochloramine. Monochloramine trong nước có khả năng phản ứng tạo thành dichloramine và trichloramine. Các hợp chất này gây mùi khó chịu và ảnh hưởng xấu tới sức khỏe.
Khi sử dụng monochloramine, cần kiếm soát tốt nồng độ ammonia trong nước. Ammonia quá liều có thấy gây tử vong. Ngoài ra, hoạt động của vi sinh vật trong hệ thống xử lý nước đã hình thành nitrit. Nitrit vào cơ thể làm giảm huyết áp, tăng nhịp tim, gây methaemoglobin, đau đầu, đau bụng, nôn. Lượng nitrit trong cơ thể quá cao dẫn đến tử vong.
Xem thêm:
Top 3 hoá chất an toàn để xử lý nước uống
Ozone
Ozone sử dụng cho quá trình khử trùng nước
Ozone được sử dụng như hóa chất khử trùng chính. Khả năng khử trùng của ozone cao hơn chlorine, chloramine và chlorine dioxide. Một số nghiên cứu chứng minh rằng ozone có khả năng làm bất hoạt các sinh vật kháng thuốc. Ozone là hiệu quả hơn cho quá trình oxy hóa các hợp chất chưa no. Ozone có thể oxy hóa khoảng 20–90% các hợp chất (phụ thuộc vào loại hợp chất).
Ozone phân hủy trong nước và chỉ tồn tại dưới một giờ. Do đó, ozone chỉ sử dụng để khử trùng trong các trường hợp cụ thể. Chlorine và chlorine dioxide thường thay thế ozone như một chất khử trùng cuối cùng của quả trình. Ozone phù hợp cho công đoạn khử trùng sơ cấp (trước khi lọc sinh học). Điều này giúp quá trình khử trùng đạt hiệu quả hơn.
Potassium permanganate (Kali pemanganat – KMnO₄)
Potassium permanganate là một hóa chất vô cơ có khả năng xử lý nước. Nó được sử dụng như hóa chất khử trùng để loại bỏ các vi khuẩn có hại. Potassium permanganate có thể xử lý sắt hoặc mangan, khử mùi của lưu huỳnh trong nước. Các cơ sở xử lý nước thường sử dụng potassium permanganate trong giai đoạn đầu của quá trình khử trùng. Nhờ đó giảm lượng chất khử trùng có tính oxy hóa mạnh trong giai đoạn sau.
Potassium permanganate khử trùng nước hiệu quả
Loại bỏ sắt và mangan
Nếu nồng độ oxy thấp, sắt và mangan không bị oxy hóa sẽ hòa tan trong nước. Các ion kim loại này làm thay đổi màu nước, giảm hiệu quả sử dụng của chất tẩy rửa. Potassium permanganate được sử dụng để loại bỏ chúng. Potassium permanganate oxy hóa sắt và mangan, tạo kết tủa loại bỏ khỏi dung dịch. Phản ứng này mất khoảng 5 – 10 phút trong nước có độ pH bằng hoặc cao hơn 7.00.
Kiểm soát mùi
Chất hữu cơ là nguyên nhân gây ra mùi khó chịu trong nước. Điều này có thể tìm thấy trong nước lấy từ hồ và giếng. Potassium permanganate có khả năng loại bỏ mùi khó chịu. Potassium permanganate dạng dạng tinh thể rất nguy hiểm. Tiếp xúc với potassium permanganate con người có thể bị kích ứng, bỏng da. Vì vậy cần kiểm soát tốt nồng độ potassium permanganate trong quá trình khử trùng nước.
Giảm các sản phẩm phụ khử trùng
Potassium permanganate thường được sử dụng trong giai đoạn đầu quá trình khử trùng nước. Potassium permanganate oxy hóa các hợp chất hữu cơ có xu hướng tạo sản phẩm phụ có hại. Nếu không có potassium permanganate, lượng sản phẩm phụ có hại trong nước tăng.
Ngoài các hóa chất trên có rất nhiều hóa chất khác được sử dụng. Các chất kết tủa, chất làm sạch và chất tẩy rửa lọc cũng là một phần không thể thiếu trong quá trình xử lý nước. Giai đoạn khử trùng nước đóng vai trò rất quan trọng. Hóa chất khử trùng ngăn ngừa vi khuẩn gây bệnh, bảo vệ quần áo, vật liệu và thiết bị của con người. Cần lưu ý sử dụng hóa chất khử trùng đúng cách để đạt hiệu quả cao.
Xem thêm:
Hướng dẫn sử dụng Hóa chất xử lý nước hồ bơi
Tại sao Chloramine được sử dụng phổ biến trong xử lý nước?
