1. Giới thiệu
Clo là một trong những chất khử trùng được sử dụng phổ biến nhất trong xử lý nước thải đô thị trên toàn thế giới. Không chỉ hiệu quả trong việc tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh, clo còn tương đối dễ vận hành và chi phí thấp. Tuy nhiên, việc sử dụng clo cũng kéo theo nhiều vấn đề liên quan đến an toàn hóa chất, phụ phẩm độc hại và ảnh hưởng đến chất lượng môi trường tiếp nhận.
2. Các hợp chất clo thường dùng
✅Clo khí (Cl₂): Dạng khí hoặc lỏng áp suất cao, màu xanh lục nhạt, tan vừa phải trong nước. Rất độc và ăn mòn.
✅Natri hypoclorit (NaOCl): Dạng dung dịch, dễ sử dụng nhưng dễ phân hủy bởi ánh sáng và nhiệt.
✅Canxi hypoclorit [Ca(OCl)₂]: Dạng rắn, ổn định hơn, phù hợp với nhà máy quy mô nhỏ.
3. Phản ứng clo trong nước
Thủy phân và ion hóa clo:
\[Cl_2 + H_2O \rightarrow HOCl + H^+ + Cl^-\]
\[HOCl \rightleftharpoons H^+ + OCl^-\]
HOCl (hypochlorous acid) là chất khử trùng chính, mạnh hơn nhiều so với ion OCl⁻.
Phản ứng ion hóa phụ thuộc vào pH. Ở pH ~6, HOCl chiếm ưu thế; ở pH > 8, OCl⁻ chiếm ưu thế → hiệu quả diệt khuẩn giảm.
4. Phản ứng với amonia: Hình thành chloramine
Nước thải thường chứa amonia \(NH_3\) hoặc ion ammonium \(NH_4^+\). Khi phản ứng với HOCl, tạo thành chloramine:
Chloramine có hiệu quả khử trùng thấp hơn HOCl nhưng bền hơn, thường xuất hiện trong "chlorine residual".
Tỷ lệ hình thành các loại chloramine phụ thuộc vào tỷ lệ mol Cl₂:NH₃, pH và thời gian tiếp xúc.
Hình 1: T...