KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI BẰNG CLO,
XẢ NƯỚC THẢI SAU XỬ LÝ VÀO NGUỒN TIẾP NHẬN
Trần Thị Cúc Phương
1. Khái niệm và tầm quan trọng của khử trùng nước thải.
1.1 Khái niệm khử trùng nước thải
- Nước thải là nước được thải ra sau khi được sử dụng (cho nhu cầu sinh hoạt của con
người hoặc nhu cầu sản xuất công nghiệp).
- Khử trùng nước thải là quá trình loại bỏ trong nước thải những vi sinh có khả năng
gây bệnh, là hàng rào cần thiết và cuối cùng chống lại sự phơi nhiễm của người với những
vi sinh gây bệnh, bao gồm virus, vi khuẩn và protozoa.
1.2 Tại sao phải khử trùng
Theo Chi cục Bảo vệ môi trường TP. HCM, kết quả quan trắc chất lượng nguồn nước cấp
phục vụ sinh hoạt hệ thống sông Sài Gòn - Đồng Nai năm 2009 đang bị suy giảm.
+ Hiện trên sông Sài Gòn, nồng độ vi sinh vượt tiêu chuẩn loại B từ hơn 1 lần đến 10 lần;
nồng độ COD, BOD
5
không đạt tiêu chuẩn loại A.
+ Còn trên sông Đồng Nai, nồng độ DO, dầu mỡ chỉ đạt tiêu chuẩn loại B. Riêng nồng độ vi
sinh vượt tiêu chuẩn loại B hơn 2 lần thay vì phải đạt loại A.
Hệ thống sông Sài Gòn - Đồng Nai là nguồn cung cấp nước cho nhiều triệu người trong
lưu vực này. Theo giới chuyên môn, ô nhiễm vi sinh trong nước sẽ làm gia tăng nguy cơ các
bệnh liên quan đến đường ruột
Hình 1: Tổ hợp công trình hệ thống xử lý nước thải
Tất cả các hoạt động trong sinh hoạt và sản xuất của con người đều tạo ra chất thải. Các
chất thải tồn tại ở dạng chất rắn, chất lỏng và thể khí. Ngoài các tạp chất vô cơ, hữu cơ…
trong nước thải còn có nhiều loại vi sinh vật như vi khuẩn, vi trùng, virut gây bệnh như tả,
lỵ, thương hàn…. Nếu xả thải vào nguồn nước cấp mà chưa qua khử trùng thì khả năng lan
truyền bệnh là rất lớn. Tiêu chuẩn của một nguồn nước tốt là phải loại trừ được các nguồn
gây bệnh đó. Do đó, khử trùng nước là một quá trình không thể thiếu được trong công nghệ
xử lý nước. Người ta nhận thấy rằng chỉ với các quá trình xử lý cơ học thì không thể loại trừ
được các loài vi sinh vật và vi trùng có trong nước. Do vậy, để có nguồn nước đảm bảo an

→
¬ 
HOCl + HCl
Ở dạng phân ly ta có :
Cl
2
+ H
2
O
→
¬ 
2H
+
+ OCl
-
+ Cl
-
Tương tự khi dùng clorua vôi làm chất khử trùng ta có :
Ca(OCl)
2
+ H
2
O
→
¬ 
CaO + 2HOCl
2HOCl
→
¬ 
2H

2
O
dicloramine
NHCl
2
+ HOCl  NCl
3
+ H
2
O
tricloramine
3
Sản phẩm monocloramine và dicloramine sinh thành tùy thuộc vào trị số pH của môi
trường. Trị số pH càng cao, lượng clo kết hợp để tạo thành dicloramine càng thấp và nồng
độ monocloramine càng cao. Hơn nữa, nhiều nghiên cứu cho thấy rằng, năng lực diệt trùng
của monocloramine thường thấp hơn so với năng lực diệt trùng của dicloramine khoảng từ 3
đến 5 lần, so với clo, năng lực diệt trùng của dicloramine lại thấp hơn từ 20 đến 25 lần.
Chính điều đó giải thích vì sao quá trình khử trùng lại xảy ra có hiệu quả hơn khi trị số pH
của môi trường thấp.
Để đảm bảo cho quá trình khử trùng đạt được hiệu quả hoàn toàn, người ta thường tính
đến một lượng clo dư thích hợp trong nước sau quá trình khử trùng. Trong hệ thống khử
trùng có chứa amoniac hoặc các hợp chất có chứa nhóm amoni, lượng clo tham gia phản
ứng để tạo thành cloramine được gọi là clo kết hợp, tổng hàm lượng của clo tự do dưới dạng
Cl
2
, HOCl và ClO
-
, lượng Clo kết hợp được gọi là clo hoạt tính khử trùng, do khả năng diệt
trùng của clo tự do và clo kết hợp khác nhau mà lượng clo dư cần thiết để đảm bảo khử
trùng triệt để cũng dược đánh giá ở mức khác nhau.

2
O→ 2HCl + H
2
SO
4
Cl
2
+ Na
2
SO
3
+ H
2
O → 2HCl + Na
2
SO
4
4Cl
2
+ Na
2
S
2
O
3
+ 5H
2
O → 2NaCl + 6HCl + 2H
2
SO

Cách chủ yếu để giảm hay kiểm soát THM trong nước uống như sau:
- Loại bỏ những tiền chất của THM trước khi clo hóa-có sự liên hệ giữa tiềm năng
tạo thành THM tổng số và tổng carbon hữu cơ( TOC) trong nước.
- Loại bỏ THM; và
- Sử dụng những chất khử trùng khác thông thường không tạo thành THM (thí dụ
cloramine, ozone, hay tia cực tím).
Canxi hipoclorit có cơng thức hóa học Ca(ClO)
2
, clorua vơi là sản phẩm của q trình
phản ứng clo với vơi tơi, trong clorua vơi cũng có thể chứa đến 40 - 45% canxi hypoclorit
với lượng clo hoạt tính từ 20 đến 25%. Clorua vơi dễ hút ẩm và phân hủy khí clo nên cần
được bảo quản khơ ráo, cẩn thận.
Ca(OCl)
2
+ H
2
O
→
¬ 
CaO + 2HOCl
2HOCl
→
¬ 
2H
+
+ 2OCl
-
Clo dioxit có cơng thức hóa học là ClO
2
, clo dioxit là chất khí màu xanh, có tính khử

NaOH và HOCl.
NaOCl + H
2
O → NaOH + HOCl
HOCl
→
¬ 
H
+
+ OCl
-
Ở điều kiện nhiệt độ cao và pH thấp, dung dịch NaOCl dễ phân hủy, tạo khí Cl
2
và gây
ơ nhiễm mơi trường.
3. Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình khử trùng nước bằng clo
3.1 Hàm lượng và thời gian tiếp xúc:
6
Công thức tính thời gian tiếp xúc:
3
)23.01(
−
××+= tC
N
N
t
o
t
N
t

Hình 3: Biểu đồ so sánh nồng độ phân ly HOCl và OCl
-
theo pH
3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ tăng làm cho độ nhớt giảm, đồng thời chuyển động nhiệt tăng lên, quá trình
khuếch tán chất khử trùng qua vỏ tế bào sinh vật tăng và quá trình khử trùng đạt hiệu quả
cao. So với clo, cloramine chịu ảnh hưởng của nhiệt độ mạnh hơn.
3.4 Ảnh hưởng của nồng độ
7
Khi tăng nồng độ chất khử trùng, thời gian tiếp xúc cần thiết sẽ giảm xuống và mối
quan hệ này được biểu thị qua quan hệ :
C
n
.t = K
C : Nồng độ chất khử trùng;
t : Thời gian cần thiết để khử trùng đến một giới hạn nhất định;
n : Số mũ;
K : Hằng số quá trình.
4. Hệ thống khử trùng bằng cho và cấu tạo bể tiếp xúc
Ở các trạm xử lý nước thải công suất lớn, giai đoạn khử trùng bằng clo được thực hiện ở
các công trình sau đây:
• Trạm cloator (khi sử dụng clo hơi), trạm cloua vôi hay trạm hypoclorit (khử trùng
cloua vôi hay hypoclorit tương ứng)
• Bể hay mương xáo trộn clo với nước thải
• Bể tiếp xúc
Hình 4: Sơ đồ hệ thống khử trùng bằng clo
8
.
Hình 5: Hệ thống pha chế Clo – Cloator
4.1Trạm cloator

3
/m
2
.h. Trong giai đoạn
khử trùng bằng clo có xảy ra quá trình keo tụ các chất hữu cơ còn lại trong nước thải và lắng
xuống đáy bể tiếp xúc. Do đó, tốc độ nước chảy trong bể phải đảm bảo sao cho cặn lơ lửng
10
trôi ra khỏi bể là ít nhất. Tốc độ này thường không lớn hơn tốc độ nước chảy trong bể lắng
đợt II.
Tính toán bể tiếp xúc clo:
Thể tích hữu ích của bể tiếp xúc:
xtQW
max
=
trong đó:
max
Q
: lưu lượng lớn nhất, m
3
/h.
t: Thời gian tiếp xúc, h
với
60
30
vx
l
t −=
Trong đó: 30: thời gian tiếp xúc theo quy định, phút.
l: Chiều dài mương dẫn đến điểm xả, m
v: Tốc độ nước chảy trong mương dẫn, m/s

sau khi xả nước thải vào
Tính chất sông, hồ loại II,
sau khi xả nước thải vào
pH Trong phạm vi 6,5 – 8,5
Màu, mùi vị Không màu, mùi vị
Hàm lượng chất lơ lửng Cho phép tăng hàm lượng chất lơ lửng trong hồ, sông
0,75 – 1,00 mg/l 1,50 – 2,00 mg/l
Hàm lượng chất hữu cơ Nước thải sau khi hòa trộn với nước sông, hồ không được
11
nâng hàm lượng chất hữu cơ lên quá:
5 mg/l 7mg/l
Lượng oxy hòa tan Nước thải sau khi hòa trộn với nước sông, hồ không làm
giảm lượng oxy hòa tan dưới 4mg/l (tính theo lượng oxy
trung bình trong ngày vào mùa hè)
Nhu cầu oxy sinh hóa
BOD
5
Nước thải sau khi hòa trộn với nước sông, hồ BOD
5
trong
nước sông hồ khộg được vượt quá:
4 mg/l 8-10 mg/l
Vi trùng gây bệnh (nước
thải sinh hoạt của đô thị,
nước thải ở các bệnh
viện, nhà máy….
Cấm xả nước thải vào sông hồ nếu nước thải chưa qua xử
lý và khử trùng triệt để
Tạp chất nổi trên mặt
nước

giữ lại và loại bỏ rác và các tạp chất vô cơ có kích thước lớn như bao ni lông, giấy, vải vụn,
sợi, nhằm tránh gây hư hại bơm hoặc tắc nghẽn các công trình phía sau. Rác sẽ được vớt
định kỳ sau đó thu gom lại và đưa đến hố chứa rác .
Nước sau khi qua song chắn rác tự chảy vào bể điều hòa. Bể điều hòa có tác dụng điều
hòa lưu lượng và nồng độ nước thải, tránh hiện tượng quá tải vào các giờ cao điểm, do đó
giúp hệ thống xử lý làm việc ổn định đồng thời giảm kích thước các công trình đơn vị tiếp
sau. Trong bể điều hòa có bố trí hệ thống thổi khí. Tác dụng của hệ thống này là xáo trộn
nước thải đồng thời cung cấp oxy nhằm giảm một phần BOD.
13
SCR
NGĂN TIẾP NHẬN
BỂ ĐIỀU HÒA
BỂ SINH HỌC
HIẾU KHÍ
BỂ nén bùn
HÚT BÙN
ĐỊNH KỲ
BỂ TIẾP XÚC
DD Clo KHỬ
TRÙNG
NGUỒN TIẾP NHẬN
NƯỚC THẢI
BỂ LẮNG
ĐỢT 1
BỂ
LẮNG
ĐỢT 2
Mạng ống phân phối
Từ bể điều hòa nước thải tiếp tục được bơm vào bể lắng rồi vào bể xử lý sinh học hiếu
khí. Trong bể sinh này các chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan chuyển hóa thành bông

suất của trạm
Dung tích thùng hòa trộn lấy không quá 50% dung tích thùng dung dịch
Đối với các trạm xử lý công suất trung bình, thường dùng các thiết bị trộn cơ học để
trộn clorua vôi. Để tránh ăn mòn do clo, các cánh và trục của thiết bị trộn cơ học nên làm
bằng gỗ. Tất cả các thùng đều có nắp đậy.
Hàm lượng clo cần thiết để khử trùng cho nước sau lắng, 3-15mg/L Thời gian tiếp xúc
để loại bỏ vi sinh khoảng 20-40 phút. Nước thải sau khi qua bể tiếp xúc clo đạt tiêu chuẩn
xả ra nguồn loại B.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Websites:
http://water.me.vccs.edu/
http://www.ctu.edu.vn/
http://www.usgs.gov/
Combined Sewer Overflow Technology Fact Sheet, Clo Disinfection. 1999 EPA
15
16