1. Cơ chế khử trùng bằng natri hypoclorit
Natri hypochlorite là chất khử trùng có chứa clo-có hiệu quả cao. Tác dụng khử trùng của nó chủ yếu bao gồm hoạt động của axit hypochlorous, hoạt động của oxy mới sinh và khử trùng bằng clo. Quá trình oxy hóa axit hypochlorous là cơ chế diệt khuẩn chính của chất khử trùng có chứa clo.
Chất khử trùng chứa clo-tạo thành axit hypochlorous trong nước, tác động lên protein của vi khuẩn. Axit hypochlorous không chỉ có thể tương tác với thành tế bào mà do kích thước phân tử nhỏ và thiếu điện tích nên có thể xâm nhập vào tế bào để gây oxy hóa hoặc phá hủy phosphate dehydrogenase, dẫn đến chết tế bào.
Điều đáng nói là mặc dù chất khử trùng bằng clo được sử dụng rộng rãi trong ngành nhưng nhiều nhà máy nước đang giảm dần việc sử dụng clo lỏng do những rủi ro an toàn đáng kể liên quan đến quá trình sản xuất, bảo quản, vận chuyển và sử dụng.
Ngược lại, khử trùng bằng natri hypoclorit có ưu điểm là độ an toàn cao và thiết bị định lượng đơn giản. Việc sử dụng natri hypoclorit để thay thế khử trùng bằng clo lỏng đã trở thành xu hướng không thể đảo ngược.
2. So sánh quy trình định lượng Natri Hypochlorite
Hiện nay, việc khử trùng natri hypoclorit có thể đạt được bằng hai cách: một là sử dụng máy tạo natri hypoclorit để sản xuất trực tuyến dung dịch natri hypoclorit; cách khác là sử dụng-dung dịch natri hypoclorit đã được chuẩn bị sẵn.
Bất kể phương pháp/hệ thống định lượng nào được sử dụng, mỗi phương pháp đều có ưu điểm và nhược điểm. Hiệu quả khử trùng và chi phí cho mỗi tấn nước xử lý bằng hai phương pháp không khác biệt đáng kể.
Do đó, ở những khu vực có đủ nguồn cung cấp hóa chất-được pha chế sẵn (có từ ba nhà cung cấp trở lên đáp ứng yêu cầu), nên sử dụng-dung dịch natri hypoclorit đã pha chế trước đã mua. Phương pháp này có chi phí vận hành và bảo trì tương đối thấp hơn, chu kỳ đặt hàng và xây dựng thiết bị ngắn hơn và không có yêu cầu đặc biệt đối với vận hành và bảo trì định kỳ.
Đối với-các nhà máy xử lý nước quy mô nhỏ, đặc biệt là ở những khu vực có nguồn cung cấp và vận chuyển không thuận tiện, bạn nên sử dụng máy tạo natri hypoclorit để chuẩn bị và thêm dung dịch tại-tại chỗ. Điều này tránh nguy cơ hiệu quả khử trùng kém do hóa chất bị phân hủy khi bảo quản lâu dài.
3. Liều lượng natri hypoclorit
Lượng clo được thêm vào trong quá trình khử trùng thay đổi tùy thuộc vào chất lượng nước thô và yêu cầu khử trùng. Để đạt được hiệu quả khử trùng đáng tin cậy và lâu dài-, liều lượng phải đáp ứng hai yêu cầu:
1) "Nhu cầu clo" được tiêu thụ để tiêu diệt vi khuẩn nhằm đạt được các mục tiêu khử trùng cụ thể và oxy hóa chất hữu cơ.
2) "Clo dư" cần thiết để ức chế sự tái phát triển của vi khuẩn còn sót lại trong nước. Các quy định về clo dư cũng đưa ra một phương pháp đơn giản để xác định liều lượng và đánh giá hiệu quả khử trùng.
4. Các yếu tố ảnh hưởng đến Natri Hypochlorite
1) Ảnh hưởng của liều lượng Natri Hypochlorite đến hiệu quả bất hoạt
Bằng cách thêm các lượng natri hypoclorit khác nhau vào 1L mẫu nước và phản ứng trong 30 phút, nồng độ được tính bằng phương pháp lọc màng. Kết quả cho thấy:
Khử trùng bằng natri hypoclorit có tác dụng khử hoạt tính rất tốt. Với liều natri hypochlorite là 2,5 mg/L, đạt được 100% bất hoạt. Để đạt được các yêu cầu tương tự như GB18920-2002, liều lượng natri hypochlorite tối ưu có thể được coi là 2,5–3,0 mg/L.
2) Ảnh hưởng của pH đến việc khử trùng bằng natri hypoclorit
Ở liều natri hypoclorit 0,5 mg/L, tốc độ bất hoạt logarit của khử trùng natri hypoclorit giảm từ 2,03 xuống 0,27 khi độ pH tăng, cho thấy xu hướng giảm.
Điều này dẫn đến kết luận rằng tỷ lệ ClO- với axit hypochlorous trong nước chủ yếu được kiểm soát bởi độ pH. Ở pH thấp hơn, tỷ lệ axit hypochlorous cao hơn nên khả năng diệt khuẩn mạnh hơn.
3) Ảnh hưởng của nồng độ nitơ amoniac đến hiệu quả khử hoạt tính
Nitơ amoniac phản ứng nhanh với natri hypochlorite, tiêu thụ nó và tạo ra monochloramine và dichloramine. Khi có cloramin trong nước, hiệu quả khử trùng tương đối chậm, ảnh hưởng trực tiếp đến liều lượng natri hypoclorit và hiệu quả khử hoạt tính.
Các nghiên cứu liên quan đã chỉ ra rằng khi nồng độ nitơ amoniac là 1, 3, 5, 8, 10 và 15 mg/L, ảnh hưởng của lượng natri hypoclorit khác nhau được thêm vào trong 30 phút đối với tác dụng khử hoạt tính như sau:
Khi nitơ amoniac Nhỏ hơn hoặc bằng 15 mg/L và liều lượng natri hypoclorit Nhỏ hơn hoặc bằng 6,0 mg/L, tác dụng khử hoạt tính của khử trùng bằng natri hypoclorit sẽ xấu đi khi mức nitơ amoniac tăng; khi nitơ amoniac là 8 mg/L, vi khuẩn bị bất hoạt hoàn toàn với liều natri hypochlorite là 5,0 mg/L.
