Theo dõi TOC trong nguồn nước uống để tối ưu hóa việc sử dụng hóa chất và giảm thiểu DBP (Phụ phẩm quy trình khử trùng - Độc tố gây ung thư)
Vấn đề
Nước cấp lấy từ sông, hồ, tầng ngậm nước và hồ chứa có chứa lượng ô nhiễm hữu cơ và chất hữu cơ tự nhiên (NOM). Khi nước thô được khử trùng bằng Clo ở quy trình khử trùng, Clo dư có thể phản ứng với các chất hữu cơ và có thể tạo thành các chất gây ung thư tiềm ẩn, được gọi là phụ phẩm quy trình khử trùng (DBP), chẳng hạn như trihalomethanes (THM).
Giải pháp
Bằng cách đo nồng độ chất hữu cơ trong nước thô đầu vào với phép phân tích tổng lượng cacbon hữu cơ (TOC), có thể tối ưu hóa việc sử dụng hóa chất cho quy trình keo tụ tạo bông hoặc quy trình tiền khử trùng và giảm thiểu sự hình thành DBP có thể do sử dụng hóa chất không đúng cách. Máy phân tích TOC online BioTector B3500dw của Hach phát hiện chính xác và đáng tin cậy các chất hữu cơ để tối ưu hóa việc giám sát và loại bỏ các chất hữu cơ dựa trên các phép đo TOC thời gian thực.
Những lợi ích
Phân tích TOC đáng tin cậy của HACH BioTector giúp loại bỏ TOC hiệu quả khỏi nước thô và giúp tối ưu hóa quy trình khử trùng bằng clo và quy trình keo tụ tạo bông trong quy trình xử lý nước. Quá trình oxy hóa hiệu quả, phân tích chính xác và phản ứng nhanh của BioTector mang lại sự ổn định trong quy trình xử lý, ngăn ngừa việc sử dụng quá liều hóa chất một cách không cần thiết đồng thời tiết kiệm chi phí.
Quy trình
Nước thô từ nhiều nguồn khác nhau như sông, hồ, tầng ngậm nước và hồ chứa nhân tạo. Một trong những tạp chất phổ biến nhất trong nguồn nước là thành phần hữu cơ. Chất hữu cơ trong nguồn nước đến từ hữu cơ tự nhiên (NOM) và nguồn ô nhiễm. Ô nhiễm nước cũng có thể xảy ra khi nước tiếp xúc với vi khuẩn khi di chuyển qua mạng lưới các nguồn nước thô. Để đảm bảo an toàn cho nước uống, quy trình xử lý nước thông thường cần sử dụng các chất khử trùng như clo, hypochlorite, ozone hoặc clo dioxide.
Rủi ro có thể xảy ra khi khử trùng nước, các hóa chất có thể phản ứng với thành phần hữu cơ trong nước thô, và có thể tạo ra các phụ phẩm quy trình khử trùng, chẳng hạn như trihalomethanes.
Con người có thể tiếp xúc với DBP khi uống, tắm và thậm chí hít phải hơi nước. DBP, đặc biệt là trihalomethanes, được cho là chất gây ung thư và có khả năng dẫn đến ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người. Vì lý do này, lượng DBP cho phép trong nước uống được quy định chặt chẽ ở hầu hết các khu vực trên thế giới.
Tuân thủ các tiêu chuẩn hóa học đối với nước uống là một yêu cầu quan trọng đối với các nhà máy xử lý nước. Do có mối tương quan trực tiếp giữa lượng TOC và NOM trong nước thô, phép đo TOC online là một phương pháp hiệu quả để xác định và kiểm soát NOM nhằm ngăn chặn sự hình thành DPB. Bằng cách giảm mức hữu cơ trong nước thô và kiểm soát việc loại bỏ TOC thông qua phân tích TOC chính xác và đáng tin cậy, có thể tăng hiệu quả của nhà máy xử lý, giảm chi phí vận hành và cung cấp nước uống an toàn cho mọi người.
Các phương pháp phổ biến để phân tích nước uống
Các phương pháp truyền thống để phân tích TOC trong nước uống thô bao gồm Oxy hóa bằng Đèn UV/persulfate hoặc đốt nhiệt ở nhiệt độ cao.
Các hệ thống UV persulfate thường gặp vấn đề với việc đóng cặn và tích tụ trong lò phản ứng, dẫn đến yêu cầu bảo trì và vệ sinh tăng lên. Oxy hóa bằng gia nhiệt ở nhiệt độ cao không thể cung cấp phép đo đáng tin cậy dải TOC thấp, vì thể tích bơm mẫu thấp dẫn đến độ chính xác kém ở các mức thấp. Các phương pháp này cũng yêu cầu hiệu chuẩn thường xuyên.
Máy phân tích Hach’s BioTector B3500dw cung cấp một phương pháp phân tích đáng tin cậy hơn. Được EPA Hoa Kỳ phê duyệt trong Cơ quan Đăng ký Liên bang, BioTector B3500dw sử dụng quy trình oxy hóa tiên tiến với quang phổ hồng ngoại không phân tán để phân tích TOC.
Trong phương pháp này, ozone và thuốc thử có độ pH cao được thêm vào nước để tạo ra các gốc hydroxyl. Các gốc hydroxyl oxy hóa carbon hữu cơ để tạo ra carbon dioxide và natri oxalat. Natri oxalate tiếp tục bị oxy hóa thành carbon dioxide bằng cách sử dụng quá trình axit hóa và chất xúc tác mangan. Sau đó, carbon dioxide được tạo ra bởi quá trình oxy hóa được đo bằng phương pháp quang phổ hồng ngoại không phân tán. Không giống như các phương pháp oxy hóa thông thường, chẳng hạn như Phương pháp 5310 C-00 [APHA 2000b], có thể không oxy hóa hoàn toàn một số hợp chất hữu cơ, phương pháp của BioTector sử dụng quy trình oxy hóa nâng cao hiệu quả hơn để đảm bảo quá trình oxy hóa hoàn toàn hơn.
Tại sao Máy phân tích HACH BioTector TOC tốt hơn
Một số nhà máy xử lý nước uống giám sát chất hữu cơ trong nước cấp theo cách thủ công, bằng cách gửi mẫu đến phòng thí nghiệm cứ sau 4-6 giờ. Với phương pháp này, kết quả được biết trong khoảng thời gian 4-6 giờ, nhưng bất kỳ thay đổi nào đối với nước xảy ra giữa các mẫu đều bị bỏ sót. Nhiều máy phân tích TOC thông thường được lắp đặt trong các nhà máy nước uống ban đầu được thiết kế như hệ thống phòng thí nghiệm, sau đó được chuyển đổi thành máy phân tích online sử dụng cùng công nghệ TOC. Những công nghệ như vậy có những hạn chế giống nhau, bao gồm thời gian chu kỳ dài, cần không gian lớn, yêu cầu bảo trì cao và thời gian ngừng hoạt động thường xuyên.
Thiết bị phân tích Hach’s BioTector B3500dw được thiết kế và phát triển như một thiết bị phân tích online thực sự, dành riêng cho nhu cầu và yêu cầu của ngành xử lý nước uống.
BioTector sử dụng quá trình oxy hóa hóa học diễn ra ở áp suất thường và nhiệt độ môi trường xung quanh. Máy phân tích được chế tạo từ các vật liệu chắc chắn như Teflon, Hastelloy và thép không gỉ. Chất lỏng được phân tích được thải ra khỏi lò phản ứng ở pha lỏng mà không có bất kỳ sự tích tụ nào. Lò phản ứng được tự làm sạch bằng quá trình oxy hóa.
BioTector cung cấp phản ứng ổn định và chính xác trên các mẫu chứa hàm lượng carbon vô cơ cao. Nó có thời gian hoạt động được chứng nhận là 99,86% và chỉ yêu cầu bảo trì tối thiểu sáu tháng một lần. Tiết kiệm đáng kể chi phí bảo trì, chi phí sở hữu máy phân tích thấp, công nghệ tự làm sạch và thời gian hoạt động vượt trội khiến hệ thống trở thành máy phân tích TOC đáng tin cậy nhất trên thị trường.
Cấu hình điển hình của BioTector B3500dw
Đối với nhiều nhà máy xử lý nước uống, B3500dw hai luồng có thể được sử dụng để đo cả nước đầu vào (thô/đầu vào) và nước đầu ra (nước sạch).
Những lợi ích
BioTector B3500dw là một máy phân tích nhỏ gọn, hiệu quả, có thể theo dõi hai luồng liên tục, giúp giảm chi phí và chi phí vận hành. Thuốc thử chỉ cần được bổ sung thông thường sáu tháng một lần, thay vì hai tuần một lần, điều thường thấy với các công nghệ TOC truyền thống. Máy phân tích cũng hỗ trợ xử lý thể tích mẫu lớn – lên đến 10ml. Điều này có nghĩa là B3500dw mang lại độ chính xác cao nhất với độ lặp lại tốt nhất.
Với thời gian hoạt động là 99,86%, yêu cầu bảo trì là tối thiểu. Không cần hiệu chuẩn hoặc bảo trì liên tục giữa các khoảng thời gian bảo dưỡng sáu tháng. Bằng cách giảm mức sử dụng năng lượng, yêu cầu về hóa chất và chất thải, B3500dw cho thấy tổng chi phí sở hữu thấp.
Giám sát TOC online liên tục bằng máy phân tích Biotector B3500dw giúp phát hiện những thay đổi về nồng độ hữu cơ trong nước thô, giúp tối ưu hóa việc sử dụng hóa chất và giảm DBP.
Kết luận
Các nhà máy xử lý nước có thể tối ưu hóa việc sử dụng các chất khử trùng hóa học bằng cách đo lượng TOC trong nước thô tại điểm lấy nước bằng máy phân tích TOC trực tuyến BioTector B3500dw. Bằng cách chỉ sử dụng lượng chất khử trùng ở mức cần thiết cho lượng TOC trong nguồn nước, có thể giảm lượng BPD có hại được hình thành. BioTector B3500dw giúp tối ưu hóa sử dụng chất khử trùng, mang lại sự ổn định, tiết kiệm chi phí trong quy trình xử lý nước và đảm bảo cung cấp nước an toàn cho cộng đồng.