Ozone là một chất khử trùng mạnh, hiệu quả trên phạm vi pH rộng, do đó, khí ozone có thể làm sạch nguồn cung cấp nước uống trong hệ thống xử lý nước, loại bỏ mùi hôi, clo, sắt và vi khuẩn. Cũng vì lý do đó, ozone trở thành phương pháp khử trùng, khử mùi hàng đầu trong hệ thống xử lý nước hiện nay. Mặc dù vậy, bản thân ozon cũng có một số nhược điểm nhất định mà người dungtf cần nắm rõ.
Ozone là chất có tính oxy hóa khử mạnh, được cấu tạo bởi 3 nguyên tử oxy
Ozone hoạt động như thế nào?
Ozone là một phân tử vô cơ và dạng oxy tinh khiết không ổn định với công thức hóa học là O3. Giống như clo , ozon là một chất oxy hóa mạnh, có thể tiêu diệt vi khuẩn và vi rút trong nước. Tuy nhiên, vì ozone không thể giết chết các sinh vật lớn, nước cũng phải được lọc hoặc phải sử dụng một phương pháp thay thế để loại bỏ chúng.
Bên cạnh việc loại bỏ vi khuẩn và vi rút, ozone được sử dụng để oxy hóa sắt và mangan để cải thiện hoặc kiểm soát màu sắc, mùi vị và mùi.
Các thiết bị xử lý nước ozone được lắp đặt như một hệ thống điểm vào, nơi ozone hòa trộn với nước được xử lý. Sự xáo trộn và bong bóng được tạo ra, để đảm bảo ozone xử lý nước nhiều nhất có thể. Lưu lượng nước càng lớn thì độ rối càng lớn và do đó, việc xử lý nước bằng ozone càng hiệu quả. Mặc dù ozone đã được sử dụng thương mại như một chất oxy hóa mạnh cho các hệ thống xử lý nước từ năm 1904, nhưng có một số nhược điểm của việc sử dụng ozone để khử trùng nước mà người dùng cần biết.
Nhược điểm của việc sử dụng phương pháp xử lý nước bằng Ozone
Ozone rất cần thiết trong hệ thống nước thải và nước thải có chứa các chất hữu cơ và gốc cacbon và các chất gây ô nhiễm nước khác . Mặc dù ozone có hiệu quả hơn clo trong việc loại bỏ vi trùng và chất ô nhiễm, nhưng có một số nhược điểm đáng nói.
1. Độ hòa tan
Khi liều lượng ozone quá thấp, một số vi trùng và vi khuẩn có thể tồn tại, đó là lý do tại sao nồng độ ozone cao hơn được sử dụng. Tuy nhiên, nồng độ cao hơn sẽ khó kiểm soát hơn, nhưng vì ozone hòa tan trong nước gấp 12 lần so với clo.
Hơn nữa, ozone phân hủy cực kỳ nhanh, đặc biệt là ở nhiệt độ cao hơn hoặc trong điều kiện kiềm (pH cao ). Ngoài ra, nếu nước được xử lý có nhiều hợp chất hữu cơ hoặc tổng chất rắn lơ lửng (TSS) thì ozone sẽ phân hủy nhanh hơn, vì nó phản ứng với các chất gây ô nhiễm này, để lại một lượng ozone giảm để loại bỏ vi trùng, đó là mục đích duy nhất của ozone. hệ thống xử lý nước. Đây là lý do tại sao ozone không được sử dụng để xử lý nước thải có chứa nhiều TSS và các hợp chất hữu cơ, nó không phù hợp về mặt kinh tế.
Khả năng hòa tan của ozone trong nước rất cao
2. Chi phí cao
Tiếp tục từ khía cạnh kinh tế, ozone khó sản xuất và cung cấp hơn so với clo, làm cho nó tốn kém hơn so với phương pháp khử trùng bằng clo.
Xử lý nước bằng ôzôn liên quan đến máy phát điện thực vật với hai điện cực, nơi dòng điện đi qua các điện cực, được gọi là phóng điện hào quang. Trong quá trình phóng hào quang, khoảng 85% năng lượng bị mất qua chất thải nhiệt, làm cho việc xử lý bằng ôzôn trở nên cực kỳ tốn năng lượng.
Xử lý nước bằng ozone cũng tốn nhiều năng lượng vì nó đòi hỏi thiết bị cao cấp, công nghệ đắt tiền và người vận hành biết cách vận hành hệ thống phức tạp. Tất cả những điều này đều làm tăng thêm chi phí, làm cho việc xử lý nước bằng ozone trở nên tốn kém hơn so với các phương pháp lọc thay thế.
3. Độc tính
Ozone là một chất khử trùng tuyệt vời vì nó có tính phản ứng cao. Nhưng với cường độ phản ứng như vậy, đi kèm một số nhược điểm. Khả năng phản ứng của ozone với kim loại có thể gây ra các vấn đề trong các đường ống và thùng chứa xử lý nước thải, do đó phải sử dụng các vật liệu chống ăn mòn như thép không gỉ, làm tăng thêm chi phí xây dựng nhà máy.
Ngoài ra, bởi vì ozone siêu phản ứng, nó làm cho nó trở thành một hóa chất độc hại, vì vậy các nhà vận hành nước thải phải chăm sóc và thiết kế nhà máy để đảm bảo rằng chúng không tiếp xúc với bất kỳ khí ozone thoát ra từ nước. Một lần nữa, điều này làm tăng thêm chi phí của hệ thống xử lý nước ozone.
Ngoài ra, do độc tính cao, nồng độ ôzôn cần phải được theo dõi liên tục bằng máy phân tích ôzôn, những thiết bị này khá tốn kém để mua và thay thế.
4. Sản phẩm phụ
Khi ozone phản ứng với các hợp chất hữu cơ trong nước, nó tạo ra các sản phẩm phụ. Ví dụ, nếu nước có chứa các ion bromua, ozone có thể phản ứng để tạo thành các hợp chất brom hóa (như ion / muối bromat), có thể gây ung thư cho con người. Do đó, các nhà điều hành xử lý phải kiểm soát mức độ pH bên trong nước hoặc tránh sử dụng ozone nếu nước chứa nhiều muối bromua.
Khi clo được sử dụng trong xử lý nước thải, sẽ có một lượng chất khử trùng còn sót lại, giúp người vận hành dễ dàng theo dõi quá trình khử trùng nước tốt như thế nào. Nhưng, ozone không để lại gì phía sau; bất kỳ ôzôn nào không phản ứng với các chất gây ô nhiễm trong nước sẽ bị phá vỡ ngay lập tức, không để lại gì để theo dõi sau quá trình khử trùng.
Ozone được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống xử lý nước
Ưu điểm của việc sử dụng phương pháp xử lý bằng Ozone
Mặc dù có những nhược điểm, xử lý nước bằng ozone có nhiều lợi ích. Như đã đề cập, ozone có hiệu quả cao trong việc tiêu diệt vi khuẩn và sản xuất nước ozon hóa không cần vận chuyển hoặc lưu trữ các vật liệu nguy hiểm vì nước được xử lý tại chỗ.
Phương pháp xử lý nước bằng ozone cũng được sử dụng thay vì khử trùng bằng clo vì nó tạo ra ít sản phẩm phụ trihalomethanes (THM) hơn. Ngoài ra, không có clo hoặc sản phẩm phụ khử trùng bằng clo được tạo ra, làm cho quá trình khử clo không cần thiết và đơn giản hóa quy trình.
Xử lý nước bằng ozone cũng có thể hỗ trợ quá trình lọc bằng cách oxy hóa sulfat. Khi ozone khử trùng nước, các tạp chất như sắt và mangan được loại bỏ.
Một lợi ích khác là thời gian. Vì ozone mạnh hơn 50% so với clo nên cần ít thời gian hơn để loại bỏ các tạp chất vô cơ và hữu cơ so với các phương pháp thông thường như đun sôi, lọc, lắng hoặc bức xạ mặt trời.