Tìm hiểu cách xử lý nước thải bằng tia UV có hiệu quả gì không so với cách khác? Hệ thống UV xử lý nước thải” Là hệ thống sử dụng ánh sáng UV nhân tạo để chiếu vào nước nhằm loại bỏ các thành phần sinh khối trong nước. Ưu điểm của phương pháp Xử lý nước công nghiệp bằng tia cực tím giúp diệt khuẩn mà không ảnh hưởng tới mùi vị của nước

Tìm hiểu cách xử lý nước thải bằng tia UV có hiệu quả gì không so với cách khác?

Trong bài viết trước, thông tin về ưu điểm và các đặc điểm nổi bật của hệ thống UV trong xử lý nước thải so với các hệ thống khác đã được thông tin tới bạn đọc. Vậy hệ thống UV có cấu tạo như thế nào? Khi vận hành cần chú ý tới các điểm nào? Mời bạn đọc theo dõi bài viết dưới đây.

Như đã thông tin trong bài viết trước, thiết bị UV hoạt động dựa vào khả năng vô hiệu hóa các sinh khối trong nước của tia UV. Ứng dụng chính của thiết bị này được sử dụng nhiều trong các quá trình xử lý nước thải. Đặc biệt là các nhà máy có yêu cầu cao về chất lượng nước đầu vào.

Cấu tạo thiết bị xử lý nước thải bằng tia UV

Hệ thống UV xử lý nước thải” Là hệ thống sử dụng ánh sáng UV nhân tạo để chiếu vào nước nhằm loại bỏ các thành phần sinh khối trong nước. Hiệu quả của quá trình khử trùng bằng tia UV chịu ảnh hưởng bởi lượng nước chạy qua và tiếp xúc trực tiếp với tuýp đèn. Nước được tiếp xúc với ánh sáng đèn càng lâu thì hiệu quả khử trùng càng cao.

Cấu tạo của hệ thống tia UV xử lý nước thải: Có sự khác biệt giữa các hệ thống UV xử lý nước với nhau tuy tất cả các hệ thống này đều hoạt động trên nguyên lý chung sử dụng ánh sáng từ đèn UV để làm bất hoạt các sinh vật trong nước. Nghĩa là bộ phận chung của các thiết bị đèn UV đều là thành phần cấu tạo chính và quan trọng nhất của các thiết bị này.

Các thành phần chính của hệ thống khử trùng UV là lò phản ứng, đèn hồ quang thủy ngân và hộp điều khiển. Bộ phận quan trọng nhất của thiết bị chính là đèn UV: Nguồn bức xạ UV là đèn hồ quang thủy ngân LP hoặc MP với cường độ thấp hoặc cao. Bước sóng tối ưu để vô hiệu hóa các vi sinh vật có hiệu quả nằm trong khoảng 250 đến 270nm. Cường độ bức xạ phát ra từ đèn sẽ giảm khi khoảng cách từ đèn tăng lên.

Đèn UV phát ra ánh sáng đơn sắc chủ yếu ở bước sóng 253,7nm. Chiều dài tiêu chuẩn của đèn LP là 0,75 và 1,5 mét với đường kính 1,5 – 2.0 cm. Nhiệt độ đèn lý tưởng là từ 35 đến 50°C (95 đến 122°F). Đèn UV UV thường được sử dụng cho các cơ sở lớn. Chúng có cường độ tia cực tím từ 15 đến 20 lần so với đèn áp suất thấp. Đèn UV khử trùng nhanh hơn và có khả năng xuyên thấu lớn hơn do cường độ cao. Tuy nhiên, những đèn này hoạt động ở nhiệt độ cao hơn với mức tiêu thụ năng lượng cao hơn đèn UV (EPA 1999).

Có hai loại cấu hình thiết bị phản ứng khử trùng UV: loại tiếp xúc và loại không tiếp xúc. Trong cả hai loại tiếp xúc và không tiếp xúc, nước thải có thể chảy vuông góc hoặc song song với đèn.

• Trong thiết bị phản ứng không tiếp xúc, đèn UV được treo bên ngoài một ống dẫn trong suốt, mang nước thải được khử trùng. Cấu hình này không phổ biến như thiết bị phản ứng tiếp xúc.
• Trong lò phản ứng hợp đồng, một loạt đèn thủy ngân được đặt trong ống thạch anh để giảm thiểu hiệu quả làm mát của nước thải.

Trong cả hai loại thiết bị phản ứng, hộp điều khiển cung cấp điện áp khởi động cho đèn và duy trì dòng điện liên tục. Hình ảnh dưới đây cho thấy hai loại thiết bị phản ứng tiếp xúc UV với đèn chìm đặt song song (6) và vuông góc (8) theo hướng của dòng nước thải. Thiết bị với đèn UV thẳng đứng

1 – Đầu vào nước thải;

2 – Thiết bị đen UV thứ nhất;

3 – Thiết bị đen UV thứ hai;

4 – Cửa xả nước thải sau khử trùng;

5 – Điều khiển cửa xả;

6 – Module đèn ngang UV với giá đỡ hỗ trợ;

7 – Điều khiển cửa xả;

8 – Module đèn đứng UV với giá đỡ.

Các nhà sản xuất đều ghi trên mỗi sản phẩm khuyến nghị về thông số lưu lượng nước tối đa có thể được xử lý. Người sử dụng hoặc người vận hành, thiết kế căn cứ theo giá trị này để điều chỉnh lưu lượng nước phù hợp qua thiết bị.

Quá trình sử dụng đối với đèn UV cần chú ý phải thường xuyên lau chùi các thiết bị này, nhất là bề mặt ống kính. Quá trình hoạt động sẽ làm các chất bẩn bám lại trên bề mặt bóng đèn. Các chất bẩn có thể là các chất rắn hoặc dạng lỏng bám vào bề mặt ống. Các chất bẩn này che chắn làm giảm cường độ ánh sáng vào nước từ đèn UV bị giảm thiểu, giảm hiệu quả chung của thiết bị UV. Bóng đèn UV có tuổi thọ tối đa khoảng 9.000 giờ hoạt động, hiệu năng bóng UV được tính theo wattages theo tỷ lệ: 10W ứng dụng xử lý 1.000 lit nước (đối với tảo xanh)

+ Ưu điểm và nhược điểm của mỗi loại hệ thống đèn UV

Ưu điểm: Hiệu quả trong việc làm bất hoạt hầu hết các loại virus, bào tử và sịnh vật. Đây là một quá trình vật lý chứ không phải là chất khử trùng hóa học. Quá trình này giúp loại bỏ yêu cầu bảo quản quá phức tạp như vận chuyển hoặc lưu trữ các hóa chất độc hại/nguy hiểm hoặc ăn mòn;

Không để lại tác động có thể gây hại cho con người hoặc đời sống thủy sinh; Khử trùng UV thân thiện với người vận hành. Khử trùng bằng tia cực tím có thời gian tiếp xúc ngắn hơn khi so sánh với các chất khử trùng khác (khoảng 20 đến 30 giây với đèn áp suất thấp); Thiết bị khử trùng UV cần ít không gian hơn các thiết bị khác.

Nhược điểm Cường độ thấp có thể không làm bất hoạt một cách hiệu quả một số virus, bào tử trong nước. Các sinh vật đôi khi có thể tự hồi phục và đảo ngược tác động phá hủy của tia cực tím thông qua cơ chế tự hồi phục trong điều kiện thường hoặc điều kiện không có ánh sáng. Độ đục và tổng chất rắn lơ lửng (TSS) trong nước thải có thể làm cho việc khử trùng bằng tia cực tím không hiệu quả. Khử trùng tia cực tím bằng đèn áp suất thấp không hiệu quả đối với nước thải thứ cấp có nồng độ TSS trên 30 mg/L.

Khử trùng được coi là cơ chế chính để khử hoạt tính/tiêu diệt các sinh vật gây bệnh được sử dụng để ngăn ngừa sự lây lan của các bệnh truyền qua đường nước cho người sử dụng trong môi trường. Điều quan trọng là nước thải phải được xử lý đầy đủ trước khi khử trùng để quá trình khử trùng có hiệu quả.

Một hệ thống khử trùng bằng tia cực tím chuyển năng lượng điện từ đèn hồ quang thủy ngân sang vật liệu di truyền là các DNA và RNA của sinh vật. Khi bức xạ UV xuyên qua thành tế bào của một sinh vật, sẽ phá hủy khả năng sinh sản của tế bào. Bức xạ UV được tạo ra bởi sự phóng điện qua hơi thủy ngân, xâm nhập vào vật liệu di truyền của vi sinh vật và làm chậm hoặc bất hoạt khả năng sinh sản của chúng.

Hiệu quả của hệ thống khử trùng UV phụ thuộc vào đặc điểm của nước thải, cường độ bức xạ UV, thời gian vi sinh vật tiếp xúc với bức xạ và cấu hình thiết bị phản ứng. Đối với mỗi một nhà máy xử lý, hiệu quả khử trùng có liên quan trực tiếp đến nồng độ các thành phần keo và hạt trong nước thải.

Tia cực tím và ứng dụng trong xử lý nước công nghiệp

Tia cực tím có tác dụng rất mạnh trên Nucleo Protein của vi khuẩn. Nó có thể làm biến dạng hoặc giết chết vi khuẩn. Hiệu lực tiệt khuẩn của tia cực tím phụ thuộc nhiều yếu tố. Mật độ, thời gian chiếu tia, điều kiện môi trường và khả năng chống chịu của vi khuẩn. Ngoài ra do tác dụng của tia cực tím, không khí có thể sinh ra Ozon cũng có khả năng tiêu diệt vi khuẩn.

Xử lý nước công nghiệp bằng tia cực tím: vùng cực tím có tác dụng diệt khuẩn nhiều nhất là vùng có bước sóng 280 – 200 nm. Những đèn phát tia cực tím thường được đặt ngầm ở trong nước. Lớp nước chảy qua đèn có độ dày khoảng 10 – 15cm và phải được chiếu trong 10 – 30s. Tia cực tím chỉ xuyên được qua nước trong không màu. Khi màu và độ đục tăng thì tác dụng diệt khuẩn giảm.

Ưu điểm của phương pháp Xử lý nước công nghiệp bằng tia cực tím giúp diệt khuẩn mà không ảnh hưởng tới mùi vị của nước. Nhưng phương pháp này còn có nhược điểm là tác dụng diệt khuẩn không bền. Sau này nước có thể bị nhiễm khuẩn lại và chỉ áp dụng được khi nước trong. Khả năng diệt khuẩn phụ thuộc vào điện thế nguồn điện. Khi điện thế giảm 10% thì khả năng diệt khuẩn sẽ giảm 15 – 20%.

Các thành phần chính của một hệ thống khử trùng UV bao gồm: đèn UV, vỏ chứa đèn ( lò phản ứng) và chấn lưu. Nguồn gốc của bức xạ tia cực tím là áp suất thấp hoặc trung bình. Bước sóng tối ưu để vô hiệu hóa một cách hiệu quả các vi sinh vật trong khoảng 250 -270 nanomet (nm). Cường độ của bức xạ phát ra từ đền mất đi khi khoảng cách từ đèn tăng lên. Nhiệt độ lý tưởng của đèn là 95 – 122 độ F

Hiện nay phổ biến sử dụng đèn UV áp suất thấp. Khoảng 85% sản lượng năng lượng ở bước sóng 253,7 nm, nằm trong phạm vi bước sóng tối ưu 250 -270 nm cho hiệu quả diệt khuẩn. Đèn thủy ngân áp suất thấp là đèn hơi dài, mỏng, ống trong suốt đường kính 1,5 -2cm đường kính, đèn thường dài 0,75 – 1,5 m.

Ngoài đèn thủy ngân áp suất thấp, đèn hơi thủy ngân áp lực trung bình được phát triển để sử dụng trong các hệ thống khử trùng Uv với công suất cao hơn. Loại đèn này sản xuất gấp 25 -30 lần sản lượng so với đèn áp suất thấp và sử dụng máy biến áp thường xuyên thay cho chấn lưu để cung cấp điện áp.

Tags: Bảo vệ môi trường, các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp, Công nghệ môi trường, công nghệ xử lý nước thải, Kiểm soát ô nhiễm, kỹ thuật môi trường, kỹ thuật xử lý nước thải, môi trường, Nước thải, ô nhiễm môi trường