Journal - American Water Works Association

Các quy trình để xác định các phép tính thiết kế cho bộ hấp thụ cố định sơ bộ dành cho các solute đơn đang được mô tả. Các mối tương quan được đề xuất và xác minh để xác định tham số isotherm của solute đơn và tham số chuyển khối. Những mối tương quan này được sử dụng kết hợp với một phiên bản đơn giản hóa của mô hình chuyển khối để tính toán độ dài vùng chuyển khối và lượng nước tối đa có thể được xử lý. Các kết quả tính toán sau đó có thể được sử dụng để chọn lựa hoạt động bộ hấp thụ cố định tối ưu. So sánh quy trình đơn giản này với dữ liệu thực tế từ nhà máy thí điểm và quy mô đầy đủ được trình bày để chứng minh tính hợp lệ của nó.

Dữ liệu về sự xuất hiện và kiểm soát quá trình nitrat hóa trong các hệ thống phân phối chloramin chỉ ra một vài chiến lược nhằm duy trì chất lượng nước trong quá trình phân phối và lưu trữ.

Trong các hệ thống nước của Hoa Kỳ sử dụng chloramin, ước tính có khoảng hai phần ba gặp phải một mức độ nào đó của quá trình nitrat hóa trong hệ thống phân phối. Các biện pháp mà các công ty cung cấp nước sử dụng để kiểm soát quá trình nitrat hóa đã được nghiên cứu thông qua việc lấy mẫu thực địa, đánh giá dữ liệu của các công ty, thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và các nghiên cứu trường hợp của các hệ thống đã đánh giá hoặc cố gắng kiểm soát những lần phát sinh quá trình nitrat hóa. Các phương pháp kiểm soát hiệu quả bao gồm việc thực hiện chloramin định kỳ, giảm nồng độ amoni có sẵn, tăng cường dư lượng chloramin, làm sạch hệ thống phân phối và giảm thời gian lưu giữ trong hệ thống. Một số phương pháp kiểm soát thì tốt hơn cho việc kiểm soát một đợt phát sinh nitrat hóa cụ thể, trong khi những phương pháp khác hứa hẹn hơn trong việc giảm tiềm năng dài hạn cho sự xuất hiện của quá trình nitrat hóa. Theo các tác giả, các bước quan trọng nhất mà các công ty cung cấp nước có thể thực hiện để kiểm soát quá trình nitrat hóa là phải hiểu rõ hóa chemistry của chloramin trong hệ thống của họ và thiết lập một chiến lược giám sát hiệu quả.

Việc ozon hóa nước chứa ion bromide dẫn đến sự hình thành các sản phẩm phụ hữu cơ và vô cơ. Sự hình thành sản phẩm phụ bị ảnh hưởng bởi nồng độ ion bromide, nguồn gốc và nồng độ của các precusor hữu cơ, pH, liều lượng ozone, nhiệt độ và tính kiềm. Cả sản phẩm phụ hữu cơ và vô cơ đều tăng khi nồng độ ion bromide tăng nhưng lại giảm khi tính kiềm tăng. Các sản phẩm phụ hữu cơ được phát hiện là tăng khi pH giảm, trong khi sự hình thành bromate được ưu thế bởi một pH cao. Nói chung, nồng độ bromoform ban đầu tăng, sau đó giảm, khi liều lượng ozone tăng. Cả nhiệt độ ozon hóa và nhiệt độ ủ đều có ảnh hưởng tích cực đến sự hình thành bromoform và bromate. PEROXONE dường như ủng hộ sự hình thành bromate hơn là sự hình thành sản phẩm phụ hữu cơ, trong khi việc bổ sung amoniac làm giảm cả bromate và các sản phẩm phụ hữu cơ.

Số lượng ngày càng tăng các sản phẩm phụ chứa clo từ các thực hành khử trùng sẽ được quy định theo các sửa đổi năm 1986 của Đạo luật Nước Uống An Toàn. Do đó, ozon đang được sử dụng ngày càng nhiều để kiểm soát trihalomethanes và các sản phẩm phụ khử trùng (DBPs) khác. Để đánh giá tác động của việc ozon hóa đối với sự hình thành và kiểm soát DBPs trong nước uống, các nghiên cứu đã được tiến hành tại bốn nhà máy cấp nước. Các điều chỉnh điều trị đã được thực hiện trên các dây chuyền xử lý tại mỗi nhà máy, ở quy mô đầy đủ hoặc thử nghiệm, để kết hợp ozon vào quy trình xử lý. Mẫu nước đã được thu thập trước và sau khi ozon được thêm vào dây chuyền xử lý và được phân tích để xác định các DBPs được chọn. Nói chung, các dây chuyền xử lý sử dụng ozon hóa tiếp theo là clo hóa ammoniac là hiệu quả nhất trong việc giảm trihalomethanes và các DBPs halogen hóa khác. Tuy nhiên, một số hợp chất như chloropicrin và aldehydes lại có sự gia tăng.

Kết quả nghiên cứu này cho thấy ozon hóa nước chứa bromide có thể sản xuất bromate, trong đó liều lượng ozon đóng vai trò quan trọng. Việc phân đoạn ozon một cách hợp lý qua hai hoặc ba buồng có khả năng giảm thiểu lượng ozon dư và sự hình thành bromate trong khi vẫn đáp ứng tiêu chí C × T. Việc bổ sung hydrogen peroxide (quá trình PEROXONE) có thể làm tăng sự hình thành bromate. Khi pH của quá trình ozon hóa được hạ xuống, liều lượng ozon cần thiết để đáp ứng tiêu chí C × T giảm xuống, và lượng bromate sản xuất ra cũng thấp hơn. Các tác giả kết luận rằng việc hiểu rõ hơn về cơ chế hình thành bromate là cần thiết trước khi có thể kiểm soát hoàn toàn quá trình này.

Các dung môi chlorohydrocarbon với nồng độ lên tới 1 mg/L đang được phát hiện với tần suất đáng lo ngại trong nguồn nước ngầm và nước mặt trên toàn nước Mỹ. Ngoài ra, mức độ trihalomethane trong nhiều hệ thống nước vượt quá tiêu chuẩn liên bang là 0,1 mg/L. Các phân tích sơ bộ cho thấy rằng quá trình khí hòa tan có thể là một quy trình tiết kiệm chi phí để loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ trace này. Các tác giả đã phát triển một quy trình thiết kế cho quy trình tách khí trong các tháp packed để loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ dễ bay hơi, tuân theo định luật Henry ở nồng độ thấp. Phương pháp thiết kế kết hợp các ảnh hưởng lên thiết kế hệ thống của nhiệt độ nước và không khí, tính dễ bay hơi của chất ô nhiễm, cũng như loại và kích thước của packing. Nó cung cấp một phương pháp phân tích để ước lượng chi phí tương đối của quá trình tách khí nhằm loại bỏ các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, đồng thời cung cấp một khung định lượng cho việc thiết kế và đánh giá các nghiên cứu thí điểm.

Bài báo này tổng hợp các công trình đã được thực hiện trong vài thập kỷ qua để hiểu rõ hơn về việc loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ qua quá trình keo tụ, cả khi thực hiện một mình và kết hợp với các quá trình khác. Dữ liệu đã công bố cho thấy rằng quá trình keo tụ có thể làm giảm đáng kể nồng độ của một số ô nhiễm hữu cơ có trong nguồn nước uống, và việc hiểu được các cơ chế cơ bản mà qua đó quá trình keo tụ loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ giúp dự đoán chất lượng các loại ô nhiễm có khả năng bị loại bỏ và ảnh hưởng của các biến số kiểm soát quy trình. Dữ liệu cũng cho thấy rằng việc loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ qua quá trình keo tụ có thể bị ảnh hưởng bởi các quá trình khác, chẳng hạn như tiền ozon hóa, và rằng quá trình keo tụ có thể ảnh hưởng đến việc loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ bởi các quy trình điều trị sau đó, như lọc và hấp phụ carbon hoạt tính.

Các câu trả lời rõ ràng về nguy cơ sức khỏe do arsen gây ra ở mức độ phơi nhiễm thấp sẽ rất khó đạt được nếu không có thêm nghiên cứu.

Hiện tại, mức tối đa các chất gây ô nhiễm (MCL) cho arsen đang được Cục Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ đánh giá. Nếu các ước lượng lý thuyết gần đây về các tác động mãn tính và nguy cơ ung thư là chính xác, MCL hiện tại có thể không hiệu quả trong việc bảo vệ sức khỏe. Tuy nhiên, kiến thức về dược động học và cơ chế của arsen trong cơ thể con người vẫn chưa đầy đủ để đưa ra câu trả lời chắc chắn, và các bằng chứng dịch tễ học hiện tại thì quá không nhất quán và chứa nhiều bất ổn về mức độ phơi nhiễm arsen để có thể hữu ích trong việc đánh giá các nguy cơ ở mức độ thấp.

Các quá trình vật lý - hóa học được sử dụng truyền thống để loại bỏ sắt và mangan từ nước ngầm đã được xem xét và những vấn đề thường gặp được thảo luận. Bài viết cũng mô tả cách mà phương pháp xử lý được sử dụng phổ biến nhất (khí hóa và lọc) đã dẫn đến phát hiện ra các hiện tượng sinh học cải thiện đáng kể chất lượng xử lý, từ đó mở ra một thế hệ mới cho các nhà máy xử lý sinh học. Các nguyên tắc và lợi ích của những quá trình này cũng như những hạn chế của chúng đã được thảo luận.

Dữ liệu đã được thu thập về sự có mặt của các sản phẩm phụ khử trùng (DBPs) trong nước uống và ảnh hưởng của các quy trình xử lý đến sự hình thành và kiểm soát DBP. Ba mươi lăm cơ sở xử lý nước đã được chọn để cung cấp một phạm vi rộng lớn về chất lượng nước nguồn và các quy trình xử lý. Trihalomethanes là lớp DBP lớn nhất được phát hiện (trên cơ sở trọng lượng) trong nghiên cứu này, với axit haloacetic là phân đoạn DBP quan trọng tiếp theo. Formaldehyde và acetaldehyde, các sản phẩm phụ của quá trình ozonation, cũng đã được chứng minh là được sản xuất thông qua quá trình clo hóa. Cyanogen chloride được phát hiện là sản phẩm ưu tiên trong nước đã được cloamin hóa.