Clo và các hợp chất của nó được sử dụng để khử trùng trong cả nước cấp và nước thải. Các hình thức của clo thường được dùng để khử trùng là:
+ Clo dưới dạng chất lỏng màu hổ phách hoặc khí vàng xanh
+ Clo dưới dạng bột, hạt, viên sủi : Clorin 70%, TCCA viên sủi, TCCA bột, TCCA hạt
+ Hợp chất clo dưới dạng dung dịch : Javen
Việc sử dụng clo để khử trùng nước thải là phổ biến, tuy nhiên khi sử dụng nó cần quan tâm đến tính độc hại đối với thủy sản, sự kết hợp của clo với vật liệu hữu cơ humic trong nước thải để tạo thành trihalomethanes, một chất gây ung thư.
Khi khí clo và muối hypoclorite được thêm vào nước, thủy phân và ion hóa để tạo thành axit hypochlorous ( HOCl) và ion hypoclorit ( OCl–), còn lại là clo tự do. Clo tự do phản ứng nhanh chóng với amoniac trong nước thải để tạo thành clo kết hợp, chủ yếu là monochloramine.
Clo phá hủy vi sinh vật bằng cách tiêu diệt các enzym của tế bào khi khử trùng chảy qua thành tế bào. Quá trình này thường cần 30 -60 phút thời gian tiếp xúc. Nếu áp dụng đúng cách clo có thể khá hiệu quả trong việc tiêu diệt vi khuẩn mặc dù nó thiếu hiệu quả trong việc tiêu diệt vi rút, u nang Giardia và tế bào Cryptosporidium.
Clo kết hợp với nước để tạo thành axit hypochlorous, ion hydro và ion clorua. Axit hypochlorous phân ly thêm để tạo thành các ion hydro và các ion hypoclorit. Các phản ứng này được hiển thị dưới đây:
Cl2 + H2O →HOCl– + H+ + Cl–
HOCl–→H++OCl–
PH của dung dịch này ở bên trái hoặc bên phải. Khi PH hạ xuống, axit hypochlorous được hình thành nhiều hơn.Axit hypochlorous là chất khử trùng hiệu quả hơn so với ion hypoclorit (OCl–). PH dưới 7,4 có lợi cho sự hình thành axit hypochlorous
Clo kết hợp với các hợp chất nito để tạo thành chloramines. Chloramine được tạo thành theo các phản ứng hóa học dưới đây
Tạo thành monochloramine
NH3+ + HOCl–↔NH2Cl + H2O
Tạo thành dichloramine
NH2Cl + HOCl ↔NHCl2+ H2O
Tạo thành trichloramine
NHCl2 + HOCl–↔NCl3 + H2O
Khi các hợp chất nito phản ứng hoàn toàn với clo, không có clo tự do xuất hiện trong nước. Đây được gọi là điểm dừng clo hóa
Khi sử dụng clo để khử trùng nước thải , cần quan tâm đến vai trò như chất oxy hóa của clo. Clo oxy hóa các chất hữu cơ. Chất rắn lơ lửng có thể tác động vào quá trình khử trùng bằng clo vì nó có thể là nơi ẩn náu của tác nhân gây bệnh gây khó khăn cho clo để tiếp xúc và tiêu diệt nó. Vật liệu humic, nitrit có thể phát sinh nhu cầu clo ở mức cao hơn. Ngoài ra clo có thể phản ứng với sắt, mangan và hydrogen sulfide trong xử lý nước thải. Điều này có thể làm phát sinh nhu cầu clo đồng thời sự kết tủa của các chất này có thể nguy cơ làm tắc nghẽn hoặc tạo màu sắc không mong muốn trong xử lý nước thải.
Ưu và nhược điểm của phương pháp khử trùng nước thải bằng clo
Ưu điểm:
+ Clo được xem là hiệu quả hơn về mặt chi phí so với khử trùng bằng tia cực tím hoặc ozone
+ Clo dư còn lại trong nước thải có thể kéo dài hiệu quả khử trùng
+ Khử trùng bằng clo là đáng tin cậy và hiệu quả đối với phạm vi rộng các vi sinh vật gây bệnh
+ Clo có hiệu quả trong việc oxy hóa các howpjc hất hữu cơ và vô cơ nhất định
+ Có thể kiểm soát liều lượng linh hoạt khi khử trùng bằng clo
+ Clo có thể loại bỏ một số mùi độc hại trong quá trình khử trùng
Nhược điểm
+ Lượng clo dư thậm chí ở nồng độ thấp là độc hại đối với đời sống thủy sinh và khi đưa nước thải vào môi trường nước có thể yêu cầu khử clo
+ Clo có tính ăn mòn cao và độc hại nên cần kiểm soát an toàn tuyệt đối trong quá trình lưu trữ, vận chuyển và sử dụng
+ Clo oxy hóa một số loại chất hữu cơ trong nước thải tạo ra các hợp chất nguy hiểm
+ Một số loại ký sinh không bị loại bỏ ở mức clo thấp bao gồm cả tế bào trứng của Cryptosporidium parvum, u nang của Endamoeba histolytica và Giarida lamblia, và trứng của giun ký sinh
Xem thêm: Quá trình xử lý nước thải như thế nào
