Tiểu luận Quá trình công nghệ môi trường: Hệ thống khử trùng bằng phương pháp hóa học

Tiểu luận Quá trình công nghệ môi trường: Hệ thống khử trùng bằng phương pháp hóa học trình bày về các phương pháp khử trùng nước thải, khử trùng bằng phương pháp hóa học, ứng dụng trong đời sống và kết luận.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tiểu luận Quá trình công nghệ môi trường: Hệ thống khử trùng bằng phương pháp hóa học TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG  MÔN : QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG CHUYÊN ĐỀ :HỆ THỐNG KHỬ TRÙNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC GVHD : TS. PHẠM ANH ĐỨC SINH VIÊN THỰC HIỆN : 1.Trần Thanh Vy 91202272 2. Lê Ngọc Yến 91202276 TP.HCM, tháng 11 năm 2014 1 2 DANH MỤC BẢNG 3 DANH M ỤC HÌNH 4 CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ KHỬ TRÙNG 1. ĐỊNH NGHĨA Khử trùng (trong tiếng anh là sterilization hay sterilisation) là một thuật ngữ dùng để chỉ bất kỳ quá trình nào dùng để loại trừ hoặc tiêu diệt tất cả các hình thái s ự s ống bao gồm: các tác nhân gây truyền nhiễm như nấm, vi khuẩn, virus, các dạng bào tử,…hiện diện trên bề mặt, hay tồn tại trong canh trường, dung dịch thuốc, hay các hôp chất dùng trong nuôi cấy sinh học. Khử trùng có thể được thực hiện bằng các phương pháp như dùng nhiệt, hóa chất, chiếu xạ, áp suất cao, vàlọc hay có thể kết hợp nhiều yếu tố trên. 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI Hiện nay có nhiều biện pháp khử trùng có hiểu quả : Khử trùng bằng các chất oxi hóa mạnh : Cl2, các hợp chất Clo, 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. 5 CHƯƠNG 2 : KHỬ TRÙNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC Cơ sở của phương pháp 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, brom, iod, clo dioxit, axit hypoclorit và muối cúa nó ozon, kali permanganat, hydro perooxit.Do hiệu suất cao nên ngày nay khử trùng bằng hóa chất đang được áp dụng rộng rãi ở mọi quy mô. 1. KHỬ TRÙNG BẰNG CLO 1.1. Lịch sử phát triển của clo [ 1] Chlorine lần đầu tiên được phát hiện tại Thụy Điển 1744. Vào thời điểm đó, người ta tin rằng mùi của nước là nguyên nhân gây bệnh . Năm 1835, clo được sử dụng để loại bỏ mùi hôi từ nước, nhưng nó đã không được cho phép đến năm 1890 clo đã đ ược tìm thấy là một chất hóa học hiệu quả để khử trùng; một cách để giảm số lượng bệnh lây truyền từ nguồn nước. Với phát hiện mới này, bắt đầu khử trùng bằng clo trong Vương quốc Anh và sau đó mở rộng đến Hoa Kỳ vào năm 1908 và Canada năm 1917. Hôm nay, clo là phương pháp phổ biến nhất để khử trùng và được sử dụng để xử lý nước trên toàn thế giới[ 10-17 trên đếm xuống] Clo là một trong nhiều phương pháp có thể được sử dụng để khử trùng nước. Phương pháp này là đầu tiên sử dụng hơn một thế kỷ trước, và vẫn được sử dụng cho đến ngày hôm nay. Nó là một phương pháp khử trùng hóa học sử dụng các loại khác nhau có chứa clo hoặc chất clo cho quá trình oxy hóa và khử trùng của nguồn nước uống [9-12 trên đếm xuống] 1.2. Khái niệm Clo là chất khử trùng hóa học được sử dụng khá phổ biến vì nó thỏa mãn hầu hết những yêu cầu của một chất tiệt trùng lý tưởng. Các hợp chất chính của clo được sử dụng trong khử trùng nước thải là clo ( Cl2); hypochlorit ( NaOCl); canxi hypochlorit ( Ca(Ocl)2) và chlorine dioxit ( ClO2). Clo là một hợp 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. 1.3. Cơ chế tác động của clo 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 khử trùng và nhiệt độ n ước tăng, đồng thời phụ thuộc vào dạng không phân ly của chất khử trùng , vì quá trình khuếch tán qua vỏ tế bào xảy ra nhanh hơn quá trình phân ly. 6 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. 1.4. Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khử trùng clo[1] Có một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khử trùng. Trong đây đề cập đến : • Nồng độhoặc liều lượng clo • Thời gian tiếp xúc clo (thời gian clo được phép phản ứngvới bất kỳ tạp chất trong nước) là những yếu tố quan trọng nhất. Clo cần thời gian để làm bất hoạt các vi sinh vật nào có thể có mặt trong nướcxử lý cho con người. Clo có nhiều thời gian tiếp xúc vớivi sinh vật, quá trình sẽ hiệu quả hơn. Thời gian tiếp xúc là thời gian từkhi clo được thêm vào đầu tiên cho đ ến khi tới thời điểm đó, nước được sử dụng hoặc tiêu thụ. Các mối quan hệ tích cực cùng được nhìn thấy khi xem xét nồng độ clo. Nồng độ clo cao hơn , hiệu quả hơn quá trình khử trùng nước .Mối quan hệ này đúng bởi vì khi tăng nồng độ, lượng clođể khử trùng tăng lên. Không giống như các mối quan hệ giữa nồng độ clo vàhiệu quả khử trùng, nồng độ clo và thời gian tiếp xúc của clo vớinước cho thấy một mối quan hệ nghịch đảo. Khi nồng độ clo tăng, yêu cầuthời gian tiếp xúc với nước clo cuối cùng giảm. Để xác định mức độ khử trùng (D), mộtCT giá trị có thể được tính toán. Giá trị này là sản phẩm của nồng độ clo (C) vàthời gian tiếp xúc (T). Công thức như sau: C * T = D. Khái niệm này cho thấy sự gia tăngnồng độ clo (C) sẽ cần ít thời gian tiếp xúc đ ể đạt được mức mong muốn cùngkhử trùng. Một khả năng sẽ có sự gia tăng trong thời gian tiếp xúc mà có thể lần lượtđòi hỏi một sự tập trung clo thấp hơn đ ể cho cùng mức độ khử trùng . Các giá trị CT yêu cầu phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm: các loại mầm bệnh trongnước, độ đục của nước, độ pH của nước và nhiệt độ của nước. • Độ đục là chất lơ lửng trong nước và các loại mầm bệnh c ...