Giới thiệu

 

Hương vị và mùi hôi trong nước uống là hai nguyên nhân phổ biến nhất bị khách hàng khiếu nại. Cho dù chúng không có ảnh hưởng sức khỏe, hương vị và mùi hôi cũng thất sư là vấn đề cần xử lý.

 

Xử lý liên quan đến việc thực hiện chương trình kiểm soát hương vị và mùi hôi, cần được thực hiện ở tất cả các nhà máy xử lý. Trong một số trường hợp, chương trình này có thể đơn giản nhưng thường xuyên theo dõi để duy trì mùi vị  đúng chuẩn trên hệ thống. Trong trường hợp khác, điều trị phức tạp hơn cần phải có thiết bị đặc biệt để xử lý vấn đề về hương vị và mùi.

 

Trước hết chúng ta sẽ xem xét công tác phòng chống và thử nghiệm, mà là cốt lõi là chương trình kiểm soát hương vị và mùi. Sau đó, chúng ta sẽ giới thiệu các kỹ thuật khác nhau có thể được sử dụng để xử lý tích cực vấn đề hương vị và mùi. Trong mọi trường hợp, sự hiểu biết về nguyên nhân của hương vị và mùi hôi trong nước sẽ khiến việc điều trị hiệu quả hơn.

 

Nguyên nhân của vị thơm và mùi

 

Hương vị và mùi hôi có thể xâm nhập vào nước từ nhiều cách khác nhau. Nguồn nước mặt có thể bị nhiễm bẩn do tảo nở hoa hoặc do chất thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt dẫn hóa chất có mùi và vị vào trong nước. Nguồn nước ngầm có thể bị ảnh hưởng với các khoáng chất hòa tan, chẳng hạn như sắt và mangan, khi nước đi qua đá ngầm. Mùi và vị cũng có thể nhập vào nước trong hệ thống truyền tải nước thô và nhà máy xử lý do tăng trưởng của tảo, các mảnh vỡ tích tụ và bùn, hoặc các sản phẩm khử trùng bổ sung. Hệ thống phân phối có thể do nhiều nguyên nhân giống nhau về hương vị và mùi được  đề cập ở trên.

 

Bảng dưới đây liệt kê một số hóa chất gây hương vị và mùi vấn đề phổ biến nhất trong nước.

Hóa chất	Mùi và vị	Xuất xứ
Geosmin	Mùi đất hoặc cỏ	Xạ khuẩn, tảo xanh
2-Methylisoborneol (MIB)	Mùi mốc	Xạ khuẩn, tảo xanh
2t, 4c, 7c-decatrienal	Mùi tanh	Tảo xanh
Chlorine	Dược vị	Clo dư khử trùng
Chloramines	Mùi thuốc tẩy, mùi hoa phong lữ	Clo khử trùng dư
Aldehydes	Mùi trái cây	Ozon hóa nước cho việc khử trùng
Phenols and Chlorophenols	Dược vị	Thường có nguồn gốc từ chất thải công nghiệp.
Iron	Vị kim loại	Kim loại trong đất
Manganese	Vị kim loại	Kim loại trong đất
Hydrogen sulfide	Mùi trứng thối	Do các vi sinh vật yếm khí trong nước mặt hoặc do sunfat trong lòng đất.
Methane gas	Mùi tỏi	Khí phân hủy các chất hữu cơ.

 

Phòng ngừa

 

Cách tốt nhất để xứ lý hương vị và mùi là phòng ngừa. Tảo trong hồ chứa có thể được ngăn chặn bằng cách sử dụng đồng sunfat, trong khi tảo phát triển trên các bức tường của các lưu vực nhà máy xử lý có thể được loại bỏ thông qua điều trị sốc với clo. Khi hydrogen sulfide được sản xuất trong điều kiện yếm khí, ngăn chặn các điều kiện trong hồ chứa, hệ thống phân phối, và bùn trong lưu vực lắng trầm tích sẽ ngăn chặn sự hình thành sulfua hydro. Trong hệ thống phân phối, xả định kỳ và duy trì một Clo dư đầy đủ sẽ giữ cho ống sạch sẽ và khử mùi.

 

Thử nghiệm

 

Một phần không thể thiếu của bất kỳ chương trình kiểm soát hương vị và mùi thử nghiệm. Hai phương pháp được sử dụng cho việc thử nghiệm là thử nghiệm ngưỡng mùi và hồ sơ Phân tích hương vị. Bất chấp những khó khăn trong việc thực hiện các bài kiểm tra một cách khách quan, chúng vẫn cung cấp thông tin có giá trị mà có thể giúp các nhà điều hành xác định những gì gây ra hương vị hoặc mùi, tập trung hóa vấn đề, và cần xử lý như thế nào.

 

Thử nghiệm ngưỡng mùi được sử dụng để xác định số lượng mùi được tìm thấy trong nước. Trong suốt quá trình, nước được thử nghiệm sẽ được pha loãng với nước không có vị nhưng có mùi. Tiếp tục pha loãng dung dịch cho đến khi không có mùi được phân biệt. Lần pha loãng cuối cùng mà mùi được phát hiện là xác định được số ngưỡng mùi (TON), là thước đo về số lượng mùi trong nước. Nếu một số người độc lập thực hiện việc kiểm tra ngưỡng mùi, các TON trung bình có thể tương đối chính xác.

Trong khi ngưỡng mùi được sử dụng để xác định nồng độ của các vấn đề gây mùi hôi trong nước, hồ sơ phân tích hương vị có thể được sử dụng để xác định vị và mùi có trong nước. Xét nghiệm này sử dụng một ban giám khảo được đào tạo về hương vị nước và danh sách hương vị mà họ có thể phát hiện. Hương vị được mô tả cẩn thận trong hồ sơ phân tích có thể hữu ích trong việc xác định hóa chất nào là gốc rễ của vấn đề.

 

Các xét nghiệm này có thể được thực hiện để tìm nguồn gốc của một vấn đề cụ thể hoặc như một phần của giám sát thường xuyên. Để tìm nguồn gốc của một vấn đề, nước cần được lấy mẫu và kiểm tra tại các địa điểm khác nhau, từ các nguồn nước đến vòi nước của khách hàng. Hồ sơ quá khứ có thể giúp các nhà điều hành dự đoán hương vị thay đổi theo mùa để có thể ngăn chặn vấn đề trước khi nước được phân phối khách hàng. Hồ sơ về phương pháp xử lý trong quá khứ có thể làm cho nó dễ dàng hơn nhiều để xác định phương pháp xử lý.

 

Trihalomethanes

 

Dù trihalomethanes không phải là vấn đề mùi vị, chúng ta vẫn thảo luận về trihalomethanes trong phần này vì chúng đôi khi có thể được điều trị bằng các phương pháp được sử dụng cho việc kiểm soát hương vị và mùi. Như phần trước, trihalomethanes là sản phẩm phụ của clo và bao gồm một số hóa chất như chloroform, bromodichloromethane, dibromochloromethane, và bromoform. Khi phát hiện các chất này bị nghi ngờ gây ung thư ở người, nồng độ của chúng trong nước uống luôn được kiểm soát cẩn thận.

 

Trihalomethanes được hình thành khi các hợp chất hữu cơ trong nước tiếp xúc với clo. Các chất hữu cơ chủ yếu là các chất humic, một phần hữu cơ của đất là kết quả từ sự phân hủy của chất thực vật. Chất humic có nhiều khả năng được tìm thấy trong nước mặt hơn so với trong nước ngầm vì chúng có thể nhập vào nước từ tảo, lá, vỏ cây, gỗ, hoặc đất.

 

Phương pháp xử lý bao gồm phòng ngừa hình thành trihalomethane, loại bỏ các trihalomethanes xử lý nước, hoặc loại bỏ các tiền chất trihalomethane (các chất humic) trước khi clo được thêm vào nước. Phương pháp phòng ngừa đầu tiên liên quan đến việc sử dụng chất khử trùng khác clo để xử lý nước. Nếu thiết bị với nhiều loại xử lý khác không phải là đã có sẵn tại các nhà máy xử lý, thì nên  sử dụng một chất khử trùng thay thế thường là lựa chọn kinh tế nhất để kiểm soát trihalomethane.

 

Các phương pháp được sử dụng để loại bỏ trihalomethanes hoặc tiền chất trihalomethane sẽ được thảo luận trong phần còn lại của phần này. Nếu điều trị liên quan đến việc loại bỏ chỉ trihalomethanes, thì cần nhận ra rằng trihalomethanes có thể hình thành nhiều hơn khi clo tạo ra phản ứng với các chất hữu cơ còn sót lại trong hệ thống phân phối. Do đó, hiệu quả nhất là loại bỏ các tiền chất trước khi trihalomethanes có cơ hội hình thành.

 

Các phương pháp xử lý tích cực

 

Giới thiệu

 

Việc lựa chọn một phương pháp xử lý tích cực cho vấn đề hương vị và mùi phụ thuộc vào nguyên nhân của vấn đề. Ngoài ra, một số phương pháp có thể được sử dụng để giải quyết các vấn đề khác, chẳng hạn như hình trihalomethane cần phải được tính vào lựa chọn một phương pháp xử lý. Xử lý tích cực có thể liên quan đến việc tối ưu hóa quá trình nhà máy, sử dụng trong việc trao đổi ion, sục khí, bơm hóa chất, thực hiện quá trình oxy hóa, cơ khí hóa, hoặc hấp phụ.

 

Tối ưu hóa quá trình thực vật

 

Mùi clo là một trong những vấn đề phổ biến nhất được báo cáo bởi khách hàng và cũng là một trong những vấn đề mùi đơn giản nhất để xử lý. Mùi clo có thể được giải quyết bằng cách tối ưu hóa liều lượng clo.

 

Nếu hương vị và mùi hôi có liên quan đến màu sắc và độ đục hoặc tảo nổi, thì tối ưu hóa đông /keo tụ, lắng đọng trầm tích, và các quá trình lọc có thể xem xét thêm. Đây  là phương pháp điều trị đơn giản và tiết kiệm nhất cho việc khử hương vị và mùi. Ngoài ra, các máy điển hình có thể loại bỏ tiền chất trihalomethane trong nhiều trường hợp nếu prechlorination không được sử dụng xử lý tại nhà máy.

 

Trao đổi Ion

 

Trao đổi ion thường không được sử dụng cho việc khử hương vị và mùi nhưng có thể được sử dụng để loại bỏ tiền chất trihalomethane nếu các hạt trao đổi anion được sử dụng. Tuy nhiên, quá trình này có thể tốn kém và tạo ra các vấn đề về xử lý chất thải.

 

 

Sục khí

 

Các hợp chất dễ bay hơi đôi khi có thể được loại bỏ khỏi nước bằng cách sử dụng thiết bị sục khí để tách các hợp chất ra khỏi nước. Kỹ thuật này thường là hữu ích trong việc kiểm soát mùi hơn so với hương vị, và rất hiệu quả trong việc loại bỏ hydrogen sulfide. Trihalomethanes có thể được loại bỏ khỏi nước bằng cách sử dụng thông khí nếu sục khí clo sau. Tuy nhiên, trong loại thiết kế này, các nhà điều hành phải lưu ý rằng khi không khí đi qua nước sau xử lý có thể làm ô nhiễm trở lại vào nước.

 

Quá trình oxy hóa

 

Quá trình oxy hóa là một phương pháp thường được sử dụng để loại bỏ mùi vị, mùi, và tiền chất trihalomethane. Quá trình oxy hóa có thể là cơ khí (sử dụng một thiết bị thông gió) hoặc hóa học (bằng cách thêm clo, thuốc tím, ozone, chlorine dioxide.) Sử dụng thiết bị sục khí thường chỉ có hiệu quả trong việc loại bỏ sắt và mangan. Trong trường hợp khác, hóa chất phải được sử dụng.

 

Clo là chất phổ biến nhất được sử dụng cho quá trình oxy hóa của hương vị và mùi từ khi clo đước phát hiện để sử dụng trong nhiều nhà máy xử lý như là một chất khử trùng. Khi sử dụng clo để ôxi hóa hương vị và mùi, liều lượng clo phải lớn hơn so với sử dụng để khử trùng, phương pháp này được gọi là superchlorination. Sau khi superchlorination đã loại bỏ hương vị và mùi, clo dư thừa phải được loại bỏ khỏi nước, trong đó có thể sử dụng than hoạt tính dạng hạt (sẽ được thảo luận sau đó.) Khử trùng bằng clo có thể khử được mùi tanh, cây cỏ, hay mùi hoa, sắt và hydrogen sulfide. Tuy nhiên, khử trùng bằng clo có thể gây ra một số vấn đề tồi tệ hơn, đặc biệt là do phenol. Và, tất nhiên, clo sẽ làm tăng nồng độ trihalomethane.

 

Hóa chất khác được sử dụng cho quá trình oxy hóa bao gồm thuốc tím, Chlorine dioxide và ozone. Thuốc tím được sử dụng để xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ, trong khi khí clo là tốt đối với phenolic và tảo hương. Tất cả những phương pháp này cũng có thể được sử dụng để loại bỏ hoặc thay đổi các tiền chất trihalomethane, nhưng với hiệu quả khác nhau.

 

Sự hấp phụ

 

Phương pháp xử lý cuối cùng là hấp phụ. Hấp phụ xảy ra khi lực lượng Van der Waal kéo các chất gây ô nhiễm ra khỏi nước để dính chúng lên bề mặt của một số vật liệu khác. Chất hấp phụ có diện tích bề mặt càng lớn cho phép loại bỏ một lượng lớn chất gây ô nhiễm càng nhiều.

 

Một số vật liệu khác nhau có thể được sử dụng như là chất hấp phụ trong xử lý nước. Các phổ biến nhất là than hoạt tính được hình thành từ gỗ, than đá, than bùn, hoặc vỏ hạt được nung với nhiệt. Than hoạt tính đã được sử dụng trong y học từ năm 1500 trước Công nguyên ở Ai Cập và hiện nay được sử dụng trong hơn một phần tư các nhà máy xử lý nước trên khắp nước Mỹ. Sự phổ biến của than hoạt tính xuất phát từ sự đa dạng cho phép nó để xử lý nhiều hương vị và mùi khác nhau. Chúng ta sẽ thảo luận về than hoạt tính ở độ sâu hơn trong phần sau.

 

Hai loại chất hấp phụ được là nhôm hoạt tính và nhựa tổng hợp, cả hai thường được sử dụng như bộ lọc đa tầng. Nhôm hoạt tính được sử dụng để loại bỏ florua dư thừa từ nước cũng như để loại bỏ asen và selen. Nhựa tổng hợp có thể loại bỏ trihalomethanes từ nước. Tuy nhiên, nhựa tổng hợp là rất tốn kém và sử dụng của chúng vẫn còn trong giai đoạn phát triển.