Các bệnh qua đường nước có thể lây lan nhanh chóng gây bệnh cho nhiều người thậm chí gây tử vong. Các bệnh lây truyền qua đường nước như bệnh lao, dịch tả, viêm gan A, thương hàn … có thể từ các vi khuẩn và vi rút lây từ người ngày sang người khác. Vì vậy dù là nước dùng cho sinh hoạt, ăn uống hay nước bơi lội cần thiết phải tiến hành khử trùng. Nhiều hình thức khử trùng nước như khử trùng bằng clo, khử trùng bằng tia cực tím Uv, khử trùng bằng ozone. Clo là hình thức khử trùng được sử dụng phổ biến nhất.
Khử trùng bằng clo là quá trình chọn lọc phá hủy hoặc làm bất hoạt các sinh vật gây bệnh trong nước bằng hóa chất clo. Mục đích chính của việc sử dụng clo là khử trùng nhưng clo cũng có tác dụng loại bỏ sắt, mangan, kiểm soát mùi loại bỏ một số chất khí như amonia và hydrogen sunfit.
Khử trùng bằng clo có thể đươc sử dụng như là một quá trình tiền xử lý hoặc là công việc chính của quá trình xử lý nước. Clo có thể chỉ tham gia vào quá trình tiền xử lý hoặc kết hợp cả hai.
Quá trình tiền xử lý sử dụng clo là việc thêm clo vào nước thô. Clo dư là hữu ích trong nhiều giai đoạn của quá trình xử lý nước như keo tụ tạo bông, kiểm soát tảo , giảm mùi. Tiền xử lý clo là rất hữu ích và an toàn để khử trùng nước bị ô nhiễm nặng.
Bổ sung clo ở giai đoạn sau khi nước đã được xử lý và trước khi cấp đến hệ thống phân phối. Clo được sử dụng ở giai đoạn này nhằm tiêu diệt mầm bệnh và cung cấp một lượng clo dư trong hệ thống phân phối nhằm đảm bảo vi khuẩn, virut gây bệnh không xâm nhập và gây ảnh hưởng đến người sử dụng cuối cùng.
Ở công đoạn tiền xử lý clo được thêm vào nước thô sau khi sàng lọc và trước khi trộn hóa chất.
Clo và các hợp chất của clo
+ Nguyên tố Clo
Nguyên tố clo ở một trong hai dạng lỏng hoặc khí. Clo khí có màu xanh lục, màu vàng.
Khi clo thêm vào nước tạo thành hỗn hợp của hypochlorous HOCl và axit clohydric theo phương trình:
Cl2 + H2O ↔ HOCl+H + Cl–
Ở nhiệt độ bình thường phản ứng cơ bản hoàn thành trong một vài giây. Ngay lập tức có sự phân ly axit hypochlorous thành hydro và ion hypoclorit:
HOCl↔ H++OCl–
Mức độ phân ly phụ thuộc vào cả độ PH và nhiệt độ.
Phân ly Hocl kém ở PH dưới 6, do đó HOCl tồn tại ở mức độ PH tương đối thấp
Ở các cấp độ PH từ 6 -8,5 có sự thay đổi mạnh từ HOCl không phân ly gần như phân ly hoàn toàn. Ở 200 C ở độ PH 7,5 và ở 00C ở độ PH 7,8 các ion hypoclorite OCl– chiếm ưu thế
Ở PH 9,5 chỉ còn lại OCl–.
HOCl là chất oxy hóa mạnh và khử trùng tốt hơn OCl– đó là lý do tại sao khử trùng hiệu quả hơn ở PH thấp hơn.
+ Hypoclorite
Hypoclorite ít tinh khiết hơn so với khí clo nên cũng ít nguy hiểm hơn. Tuy nhiên nhiệt độ, ánh sáng, năng lượng và vật chất đều có thể phá vỡ hypoclorite trước khi nó có thể phản ứng với các tác nhân gây bệnh trong nước.
Hợp chất hypoclorite có trong 2 loại sản phẩm:
Nước Javen: Dạng lỏng chứa đến 7% clo
Canxi hypoclorite : Còn được gọi là clorin thường có hàm lượng 70 % với clorin Nhật và clorin Ấn Độ
Hypoclorite hoạt động tương tự như khí clo. Nó phản ứng với nước tạo thành các axit hypochlorous.
Calcium hypochlorite + nước → axit hypochlorous + canxi hydroxit
Ca( OCl)2+ 2 H2O → Hocl + Ca (OH)2
NaOCl + H2O → HOCl + NaOH
Xem thêm: Xử lý sự cố với clo
