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.
Tìm hiểu thêm:
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.
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).
Tìm hiểu thêm:
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.
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)
Thông tin liên quan:
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.
Kết luận
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.
Tin đã đăng:
Hệ thống thu bụi sử dụng vật liệu lọc vải không dệt tổng hợp
Leave a Reply