Các chỉ số vi sinh là một trong những thông số quan trọng của nước. Chúng tôi đã viết về các vi sinh vật có thể sống trong nước trước đây. Hôm nay, chúng ta sẽ tập trung vào cách ngăn chặn sự sinh sản của chúng và do đó, tác động tiêu cực.

VI KHUẨN TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC CÓ THỂ ĐƯỢC CHIA THÀNH HAI NHÓM DỰA TRÊN TÁC ĐỘNG CỦA CHÚNG:

  1. Vi khuẩn, nấm và tảo gây tắc nghẽn đường ống, bộ trao đổi nhiệt, bể chứa nước, bộ phận lọc, v.v. Chúng thường được đưa vào nước từ các nguồn bề mặt và sinh sản trong điều kiện thuận lợi.
  2. Các vi sinh vật gây bệnh và gây bệnh có điều kiện: vi rút, vi khuẩn, nấm, trứng giun sán, có thể gây bệnh truyền nhiễm ở người và động vật.

CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG NƯỚC ĐƯỢC PHÂN LOẠI DỰA TRÊN NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA CHÚNG:

  • Phương pháp vật lý hoặc phi hóa học, trong đó khử trùng xảy ra thông qua tác động của các yếu tố vật lý (đun sôi, tia cực tím, điện phân, thẩm thấu ngược);
  • Phương pháp hóa học hoặc thuốc thử, trong đó một số thuốc thử (clo, ozon, chất không oxy hóa) được thêm vào nước;
  • Các phương pháp kết hợp liên quan đến sự kết hợp của cả hai công nghệ, chẳng hạn như siêu lọc và clo hóa.

Việc phân loại các phương pháp khử trùng có thể được hiểu rõ hơn trong sơ đồ dưới đây.

PHƯƠNG PHÁP VẬT LÝ KHỬ TRÙNG NƯỚC

Khử trùng mà không sử dụng hóa chất có lợi thế của nó. Ưu điểm chính của các phương pháp như vậy thường là không có ô nhiễm thứ cấp với dung dịch khử trùng, nhưng tất cả các phương pháp này đều có một nhược điểm đáng kể – nước có thể bị tái nhiễm vi sinh vật do các phương pháp này không có tác dụng lâu dài.

ĐUN SÔI

Đây có lẽ là cách đơn giản nhất để khử trùng nước trong điều kiện sinh hoạt và đồng ruộng. Dưới tác động của nhiệt độ cao, cấu trúc DNA của hầu hết các vi sinh vật gây bệnh bị phá hủy và chúng không thể tiếp tục sinh sản. Đun sôi có hiệu quả chống lại tất cả các vi sinh vật hình thành bào tử.

‍Điều quan trọng cần lưu ý là để khử trùng, nước không được đun sôi mà phải đun sôi ít nhất năm phút.

THUẬN LỢI:

  • đơn giản của việc thực hiện;
  • không cần thiết bị bổ sung;
  • hiệu quả chống lại hầu hết các vi sinh vật gây bệnh;
  • ngoài việc khử trùng, làm giảm độ cứng và độ đục của nước.

NHƯỢC ĐIỂM:

  • tăng đáng kể mức tiêu thụ năng lượng với lượng nước tăng;
  • thời lượng cao;
  • khả năng nhiễm bẩn thứ cấp.

TIA CỰC TÍM

Từ xa xưa, loài người đã biết về tác dụng có lợi của ánh sáng mặt trời. Nhờ bức xạ tia cực tím, một trong những thành phần của quang phổ UV, chúng có thể phá vỡ cấu trúc của thymine trong DNA của vi sinh vật. Do đó, vi khuẩn và vi rút mất khả năng sinh sản cả trong nước và trong cơ thể con người.

‍Phương pháp khử trùng nước bằng tia cực tím đơn giản nhất là phương pháp SODIS. Nước, được lọc để loại bỏ các hạt cơ học lớn có kích thước lớn hơn 50 micron, được đổ vào chai PET (polyethylene terephthalate), được đặt trên bề mặt tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời. Nhược điểm chính của phương pháp này là cần có ánh sáng mặt trời hoạt động. Phương pháp này hiệu quả nhất ở dải giữa vĩ độ 35 độ bắc và nam, nơi việc khử trùng mất khoảng sáu giờ. Khi cường độ ánh sáng mặt trời giảm, thời gian khử trùng tăng lên.

Các thiết bị khử trùng nước được sản xuất dưới dạng các ống cơ học hình trụ với bộ phát thạch anh. Nước chảy vào vỏ và chảy quanh ống tay áo, do đó được tiếp xúc với bức xạ tia cực tím và được khử trùng. Bước sóng trong hầu hết các thiết bị như vậy là khoảng 250 nm.

‍Ngày nay, các thiết bị như vậy được sử dụng để khử trùng phòng ngừa cả nước uống và nước sinh hoạt sau các hệ thống lọc phức tạp. Việc lắp đặt một bộ phát như vậy sẽ ngăn ngừa tắc nghẽn đường ống, các bộ phận lọc, máy giặt, v.v.

THUẬN LỢI:

  • phương pháp dễ sử dụng;
  • không yêu cầu thiết bị cồng kềnh;
  • không cần định lượng thuốc thử liên tục;
  • không gây ô nhiễm thứ cấp vào nước không giống như khử trùng bằng thuốc thử;
  • tiêu thụ năng lượng thấp.

NHƯỢC ĐIỂM:

  • không hiệu quả đối với nhiều loại vi sinh vật, các phương pháp kết hợp được khuyến nghị đối với nước bị nhiễm mầm bệnh;
  • cần thay thế thường xuyên nguồn chiếu xạ;
  • nước phải không có các hạt cơ học trước khi đi qua thiết bị, vì chúng có thể làm giảm 50% hiệu quả của phương pháp;
  • không có hành động kéo dài.

THẨM THẤU NGƯỢC VÀ SIÊU LỌC

Kích thước lỗ của màng thẩm thấu ngược nhỏ hơn 4000 lần so với tế bào vi khuẩn nhỏ nhất và nhỏ hơn 200 lần so với các hạt virus. Do đó, các bộ lọc như vậy có khả năng giữ lại 100% vi sinh vật. Công nghệ này chủ yếu được sử dụng để lọc nước uống. Nó là cơ sở cho các bộ lọc gia dụng, máy bán hàng tự động, ki-ốt phân phối nước và thậm chí cả sản xuất thực phẩm và đồ uống.

THUẬN LỢI:

  • loại bỏ 100% vi rút và vi khuẩn;
  • kích thước nhỏ gọn và năng suất cao;
  • thân thiện với môi trường;
  • loại bỏ các độc tố khác ngoài các chất ô nhiễm vi sinh: kim loại nặng, chất hữu cơ, clo, v.v.

NHƯỢC ĐIỂM:

  • chi phí công nghệ tương đối cao;
  • lượng nước thải lớn – từ 20 đến 70% sản lượng, tùy thuộc vào kích thước và áp suất của màng;
  • thiếu hành động kéo dài, làm hạn chế việc sử dụng nước trực tiếp tại điểm tiêu thụ. Ngoài ra, nước yêu cầu khử trùng kết hợp.

Màng siêu lọc có kích thước lỗ tương đối lớn có thể cho phép một phần các hạt vi rút đi qua, vì vậy phương pháp này chỉ có thể được sử dụng kết hợp với thuốc thử hoặc tia cực tím.

PHƯƠNG PHÁP HÓA CHẤT ĐỂ KHỬ TRÙNG NƯỚC

Khử trùng nước bằng thuốc thử, như bạn có thể đoán, liên quan đến việc bổ sung một số chất vào nước. Các hợp chất này được chia thành hai nhóm:

  • Các chất oxy hóa — phá hủy cấu trúc tế bào của vi sinh vật bằng cách oxy hóa chúng, đồng thời bị khử thành các hợp chất kém hoạt động hơn.
  • Các chất không oxy hóa — cung cấp tác dụng diệt khuẩn thông qua các tác động cụ thể lên vi sinh vật, ngăn chặn sự sinh sản của chúng.

Dưới đây chúng tôi sẽ thảo luận về các phương pháp khử trùng chính, nhược điểm và ưu điểm của chúng.

CLO HÓA

Phương pháp này bao gồm việc thêm các hợp chất chứa clo hoạt tính vào nước, chúng có khả năng oxy hóa vi sinh vật và chất hữu cơ.

Dưới đây là các chất khử trùng clo chính:

  • Nước clo – có tác dụng khử trùng tốt và có thể dễ dàng định lượng vào nước. Điểm bất lợi là các yêu cầu an toàn cho việc lưu trữ tăng lên.
  • Natri hoặc canxi hypochlorite là những chất khử trùng phổ biến nhất hiện nay. Chúng được sản xuất ở dạng hạt, hòa tan trong nước và được định lượng ở dạng lỏng. Chúng thuận tiện để vận chuyển, nhưng không có hiệu quả chống lại u nang và hiệu quả của chúng giảm khi bảo quản kéo dài.
  • Muối axit cloroisocyanuric, chủ yếu được sử dụng cho các mục đích kỹ thuật cho hồ, bể chứa, hệ thống cấp nước thứ cấp, nhưng đôi khi cũng được dùng để khử trùng nước uống trong điều kiện đồng ruộng. Các chế phẩm được bào chế dưới dạng viên, thuận tiện vận chuyển và bảo quản, cho hiệu quả sử dụng cao.
  • Chloramines được sử dụng tại các nhà máy xử lý nước tập trung và được đưa vào nước ở dạng dung dịch. Ưu điểm của phương pháp này là hiệu quả lâu dài. Nhược điểm bao gồm mùi mạnh hơn và hiệu quả thấp hơn.
  • Clo dioxit là một trong những chất oxy hóa clo mạnh nhất, tạo thành ít sản phẩm phụ nhưng chỉ có thể thu được tại chỗ nên không được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước.
  • Vôi clo hóa (hỗn hợp canxi hypoclorit, clorua và hydroxit).

Ngày nay, clo hóa là phương pháp phổ biến nhất để khử trùng nước. Điều này là do hiệu quả cao của clo đối với 99% vi sinh vật và hiệu quả lâu dài của nó. Điều này có nghĩa là nước cung cấp cho đường ống có chứa một lượng nhỏ clo. Nó có thể oxy hóa các tạp chất, bao gồm vi sinh vật, clo và chất hữu cơ gây đổi màu nước.

CHLORINE GÂY NGUY HIỂM CHO CON NGƯỜI NHƯ THẾ NÀO?

Có hai yếu tố cần xem xét khi thảo luận về sự nguy hiểm của clo. Clo hoạt tính, gây ra mùi clo trong nước máy hoặc hồ bơi, có đặc tính có thể làm khô da và tóc, đồng thời gây kích ứng niêm mạc mũi và mắt. Tuy nhiên, nó nhanh chóng tan ra khỏi nước trong quá trình bảo quản và không gây nguy hiểm thực sự cho con người.

Tuy nhiên, có những hậu quả tiềm ẩn của việc sử dụng clo làm chất khử trùng. Điều này bao gồm sự hình thành các sản phẩm phụ do phản ứng của clo với chất hữu cơ có trong nước bề mặt và sự phát triển của vi sinh vật trên bề mặt đường ống. Các hợp chất này được gọi là “trihalomethanes” (hydrocacbon trong đó một hoặc nhiều nguyên tử được thay thế bằng clo). Chất gây ô nhiễm nước phổ biến nhất là chloroform (70-90% tổng số trihalomethanes).

Độc tính của các hợp chất như vậy có hai cơ chế:

  • Tham gia vào quá trình trao đổi chất, chloroorganics thúc đẩy giải phóng các chất độc có tác dụng toàn thân;
  • Trong con đường tương tác thứ hai, các gốc tự do được hình thành có tác dụng gây ung thư.

Các nghiên cứu đã được thực hiện nhiều lần ở các quốc gia khác nhau cho thấy mối tương quan giữa việc tiêu thụ nước uống được khử trùng bằng clo và sự phát triển của ung thư đường tiêu hóa.

Tuy nhiên, vấn đề về clo hữu cơ có thể được giải quyết thành công ngay cả với các bộ lọc than đơn giản nhất.

OZON HÓA

Ozone là một chất oxy hóa mạnh mẽ. Nó có hiệu quả chống lại tất cả các vi sinh vật và bào tử của chúng. Tuy nhiên, nó không hiệu quả để loại bỏ màng sinh học và do đó không thích hợp để khử trùng các thùng chứa và bể bơi.

Ozone được tạo ra trực tiếp tại nhà máy xử lý nước trên các máy tạo ozone đặc biệt, có chứa máy tạo ozone, cột để hòa tan và tương tác với nước, và bộ lọc cơ học để loại bỏ các hạt bị oxy hóa. Sơ đồ minh họa quá trình.

Do sự tương tác của ozone với nước, aldehyd, ketone và axit hữu cơ được hình thành, cũng có tác dụng độc hại. Do đó, sau quá trình ozon hóa, việc sử dụng bộ lọc than hoạt tính cũng là cần thiết.

THUẬN LỢI:

  • Hiệu quả cao chống lại tất cả các vi sinh vật;
  • Không có trichloromethane dưới dạng sản phẩm phụ;
  • Loại bỏ mùi vị và mùi lạ.

NHƯỢC ĐIỂM:

  • Yêu cầu thiết bị đắt tiền;
  • Tăng cường các yêu cầu về an toàn và đào tạo nhân sự;
  • Hình thành các sản phẩm thứ cấp độc hại cho con người.

THUỐC THỬ KHÔNG OXY HÓA ĐỂ LỌC NƯỚC

Đây là những hợp chất hữu cơ phức tạp có thể làm hỏng cấu trúc tế bào của vi sinh vật, khiến quá trình sinh sản của chúng bị ngừng lại. Các thuốc thử như vậy chủ yếu được sử dụng để khử trùng đường ống nước, nước sinh hoạt và nước sinh hoạt, và ít dùng hơn cho nước uống, vì các thuốc thử như vậy, như dẫn xuất clo, cần phải được loại bỏ bằng than hoạt tính ngay trước khi sử dụng nước.

THUẬN LỢI:

  • hiệu quả cao chống lại vi sinh vật, bao gồm cả màng sinh học;
  • không có mùi khó chịu;
  • hình thức thuận tiện cho việc vận chuyển và lưu trữ.

NHƯỢC ĐIỂM:

  • tác dụng chưa được nghiên cứu đầy đủ đối với con người và sự cần thiết phải loại bỏ thuốc thử dư thừa khỏi nước uống;
  • không có khả năng được sử dụng kết hợp với chất oxy hóa.

SỬ DỤNG BẠC VÀ CÁC KIM LOẠI KHÁC

Từ xa xưa, bạc đã được sử dụng làm chất khử trùng khi đổ nước vào các bình chứa bằng bạc. Ngày nay, người ta đã chứng minh rằng phương pháp khử trùng này không hiệu quả. Một số kết quả đã được quan sát thấy sau khi thêm ion bạc và các kim loại khác như đồng và thiếc vào nước. Tuy nhiên, ở nồng độ tối đa cho phép, thời gian khử trùng ít nhất là hai giờ. Người ta cũng nhấn mạnh rằng bạc không có tác dụng chống lại u nang, hầu hết vi khuẩn và vi rút. Ngày nay, các dung dịch bạc đôi khi được thêm vào nước uống để giảm ô nhiễm sinh học của các thùng chứa và thiết bị.

CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG NƯỚC KẾT HỢP

Trong quá trình khử trùng như vậy, dự kiến ​​sẽ có sự kết hợp của nhiều phương pháp khác nhau để tăng hiệu quả tổng thể.

Ví dụ, siêu lọc giúp loại bỏ vi khuẩn và hầu hết các tạp chất hữu cơ. Đồng thời, nó đảm bảo độ trong suốt của nước cao, cho phép khử trùng nước lần cuối khỏi vi rút bằng bức xạ tia cực tím. Việc sử dụng clo cho nước như vậy cũng có hiệu quả, vì hàm lượng hữu cơ thấp đảm bảo hàm lượng hợp chất hữu cơ clo hóa thấp, gây nguy hiểm cho con người, nhưng đồng thời, tác dụng kéo dài của clo được duy trì.

Hôm nay chúng ta đã thảo luận mọi thứ chúng ta biết về công nghệ khử trùng nước. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào, xin vui lòng hỏi họ trong phần bình luận.