Khí Clo là loại khí rất độc do vậy phải có biện pháp an toàn lao động nên việc xử lý hơi Clo rò rỉ trong hệ thống châm Clo khử trùng và nhà Clo là một việc rất quan trọng và cần thiết cho tất cả các nhà máy cấp nước.
 |
| Hệ thống trung hòa clo |
Đối với các hiện tượng Clo rò rỉ nhỏ, người vận hành có thể sử dụng các loại mặt nạ chuyên dùng cho hơi Clo, hoặc các thiết bị thở khí nén để phát hiện và giải quyết tại chỗ các lỗ rò rỉ (bằng một số dụng cụ chuyên dùng) hoặc đóng ngay van Clo đầu bình chứa Clo để cô lập kịp thời nguồn Clo cung cấp bị rò rỉ ra ngoài.
Tuy nhiên, đối với một số sự cố trầm trọng hơn gây hiện tượng rò rỉ, phát tán với mức độ lớn như vỡ bình chứa, gãy chân van, cháy núm chì... thì không thể sử dụng các phương tiện đơn giản để xử lý. Thậm chí trong khu vực hơi Clo phát tán, nguồn không khí đậm đặc hơi Clo, các dụng cụ phòng độc thông thường dành cho công nhân vận hành không còn đủ tác dụng nếu phải xử lý sự cố trong thời gian dài, việc tiếp xúc trực tiếp với các thiết bị trong nhà Clo và kiểm soát hơi Clo rò rỉ rất khó khăn.
Trong trường hợp phát tán bình Clo 65kg hay cả 1000kg hơi Clo (trong bình chứa 1 tấn) sẽ gây ra sự cố rất nghiêm trọng về môi trường sống, nhất là khu vực có người dân sinh sống lân cận, thiệt hại về vật chất (Clo ăn mòn khi gặp nước) và về sinh mạng con người là rất lớn.
Để giải quyết các trường hợp khẩn cấp này, từ nhiều chục năm trước đây người ta thường sử dụng hố vôi, trong các trường hợp cần thiết, bình chứa Clo (loại cũ, có trọng lượng không lớn: 50 - 200kg) có sự cố rò rỉ sẽ được đưa xuống hố vôi. Tuy nhiên, đây không phải là giải pháp phù hợp với điều kiện hiện nay, vì trong các trường hợp khẩn cấp việc đưa 1 bình chứa 1000kg xuống hố vôi bằng sức người là không thể, do trọng lượng quá lớn mà không chủ động phương tiện, cũng như do các ràng buộc phức tạp với hệ thống mà trong thời điểm khẩn cấp, người vận hành không thực hiện được.
Việc sử dụng giàn mưa và dẫn dịch dung Clo ra bên ngoài như một số thiết kế cũ cũng không khả thi do:
- Hệ thống chỉ giải quyết cho một số sự cố rò rỉ nhỏ để rửa sạch hơi Clo, trong trường hợp khẩn cấp với lượng Clo phát tán quá lớn thì giàn mưa sẽ có tác dụng ngược vì Clo khi gặp nước làm thành lượng acide HCl nồng độ cao, lượng Acide này sẽ phá huỷ các thiết bị của hệ thống khử trùng, kể cả các bình Clo khác và bất cứ cấu kiện nào bằng kim loại trong phòng như dầm cầu trục, cửa, nền nhà.
- Với điều kiện giả định là rò rỉ nguyên 1 bình Clo và thời gian để lượng khí phát tán hết là 30 phút thì để khắc phục tình trạng trên cần một lượng nước lớn với cường độ cao để hoà tan toàn bộ lượng khí Clo tức thời. Thông thường theo tính toán thiết kế với diện tích phòng Clo khoảng 60m2 và để đạt hiệu quả cô lập hoàn toàn khí Clo bay lên bằng hệ thống nước phun mưa, cường độ phun nước cần đạt được 10m3/1m2/h. Như vậy tổng lượng nước phun cần khoảng 300m3. Lượng nước này có thể sử dụng nước có sẵn trong các bể làm mát nhưng để xử lý hết số nước sau khi phun sẽ cần đầu tư bể chứa vôi có thể tích hơn 300m3 cùng với 02 bơm công suất 600m3/h với tổng mức đầu tư trên 1,5 tỷ đồng.
Vì vậy, Theo quan điểm của các nhà tư vấn thiết kế thì hệ thống trung hòa Clo khẩn cấp bằng quạt hút gió lưu lượng lớn và tháp trung hoà Clo là giải pháp triệt để nhất mà hiện nay đã và đang được trang bị cho các hệ thống cung cấp khí Clo ở các nhà máy nước lớn.
Hệ thống Trung hòa Clo rò rỉ phải được thiết kế vận hành tự động. Nhà đặt thiết bị châm Clo phải được thiết kế kín, có gắn quạt thông gió và bên trong phải có đặt sensor báo Clo rò rỉ và bộ truyền tín hiệu về cho tủ điện của hệ thống. Sensor báo Clo rò rỉ phải được lắp đặt cách mặt đất tối đa là 300mm.
Khi có sự cố rò rỉ Clo, toàn bộ quạt thông gió của nhà Clo sẽ ngừng chạy. Clo nặng hơn không khí do vậy hơi Clo rò rỉ sẽ ở sát mặt đất. Hơi Clo rò rỉ phát tán sẽ được hút nhanh bằng quạt hút hơi Clo của hệ thống trung hòa công suất từ 1200m3/h đến 2600m3/h qua tháp trung hòa. Tháp trung hòa Clo được thiết kế tháp đơn (cho bình Clo1000kg) để đảm bảo độ an toàn và hiệu quả của quy trình.
Tháp trung hòa được tính toán và thiết kế đặc thù cho việc trung hòa Clo, trong tháp có lắp đặt hệ thống phân phối đều hóa chất và lắp đặt vật liệu tiếp xúc (với độ rỗng, kích thước và chiều cao thích hợp) để tăng bề mặt tiếp xúc, khả năng trung hòa Clo một cách triệt để.
Trong tháp trung hòa hơi Clo được trung hòa bằng dung dịch xút (NaOH 20%) được bơm từ bơm hóa chất, sẽ tạo thành dung dịch muối (NaCl) và không khí được làm trong sạch trở lại với hiệu quả 98-99%, sau đó được đưa thẳng lên trời qua ống thông khí.
Dung dịch muối (NaCl) sau khi trung hòa sẽ được xả bỏ vào hệ thống mương thoát của nhà máy, đảm bảo tiêu chuẩn môi trường. Lượng sút (NaOH) trong bồn chứa sẽ được xả bỏ và thay mới sau mỗi lần có xảy ra sự cố rò rỉ Clo để đảm bảo hoạt tính của hóa chất và hiệu quả xử lý của hệ thống trung hòa.
Toàn bộ tháp trung hòa Clo, bơm hóa chất được đặt trên bồn chứa hóa chất sút (NaOH) dùng để trung hòa Clo. Toàn bộ hệ thống phải được thiết kế bằng vật liệu chống ăn mòn Clo như PVC, PP và FPR. Vì vậy, mới đảm bảo được hiệu suất hoạt động và thời gian sử dụng của hệ thống.
Việc hút và trung hòa nhanh, triệt để lượng Clo dò rỉ bằng hệ thống trung hóa Clo rò rỉ giúp cho khu vực xảy ra sự cố giảm nhanh nồng độ hơi Clo, tạo điều kiện cho sự can thiệp của người vận hành lên hệ thống có hiệu quả hơn, không gây ra thiệt hại về máy móc cũng như con người.
Hệ thống trung hòa hơi Clo khẩn cấp là giải pháp an toàn nhất mà các nhà thiết kế, nhà quản lý, vận hành bộ phận châm Clo khử trùng nước rất quan tâm để tránh các tổn thất gây thiệt hại cho tài sản cũng như tính mạng mỗi khi có sự cố rò rỉ Clo quá mức xảy ra.
Hệ thống trung hòa Clo rò rỉ bao gồm 6 bộ phận chính
- Bộ cảm biến phát hiện clo rò rỉ
- Tủ điện điều khiển
- Bơm hóa chất NaOH (20%)
- Quạt hút clo rò rỉ
- Tháp trung hòa clo
- Bồn chứa hóa chất
II. Nguyên tắc hoạt động.
Trình tự hoạt động của hệ thống hoàn toàn tự động và diễn ra như sau:
- Khi clo rò rỉ trong không khí (trong phòng clo), Sensor phát hiện clo rò rỉ sẽ ghi nhận giá trị và đưa về bộ phận xử lý trung tâm. Tại đây giá trị đưa về sẽ được so sánh với giá trị cài đặt của người vận hành (Thông thường từ 0.2 – 2 ppm ), nếu vượt quá ngưỡng cài đặt thì bộ xử lý trung tâm sẽ gửi tín hiệu đến tủ điều khiển
- Tủ điện điều khiển, khi nhận được tín hiệu từ bộ xử lý trung tâm sẽ đóng các tiếp điểm để kích hoạt cho bơm hóa chất trung hòa NaOH (20%), Còi và đèn báo động đồng thời được bật lên, quạt sẽ chạy sau một thời gian cài đặt, thông thường thì từ 5 đến 10 giây để cho bơm, bơm đều dung dich NaOH
- Quá trình hút clo và trung hòa NaOH diễn ra liên tục cho đến khi hàm lượng clo rò rỉ trong không khí ( trong nhà clo) xuống dưới mức đã cài đặt.
- Khí clo được hút sạch, lúc này bộ xử lý trung tâm sẽ gửi tín hiệu điện đến tủ điện điều khiển mở các tiếp điểm cho quạt hút clo rò rỉ, bơm hóa chất trung hòa NaOH (20%), Còi và đèn báo động tắt.
- Sau mỗi lần chạy hệ thống phải thay toàn bộ lượng NaOH trong bồn
