Khử trùng là công đoạn không thể thiểu trong quy trình xử lý nước hồ bơi. Trước đây, clo là phương pháp khử trùng duy nhất được áp dụng, tuy nhiên, với những chứng minh về sản phẩm phụ mà quá trình khử trùng bằng clo gây ra, các nhà quản lý đã tìm kiếm phương pháp khử trùng mới và UV, Ozone là 2 “ứng cử viên sáng giá”. Vậy, đâu mới là phương án hữu hiệu nhất?
Hạn chế của phương pháp khử trùng bằng clo
Clo là phương pháp xử lý nước tiêu chuẩn kể từ năm 1961, khi Dịch vụ Y tế Công cộng Hoa Kỳ công bố sắc lệnh mẫu quản lý vệ sinh nước hồ bơi công cộng. Ngày nay, khi các nhà khoa học tìm hiểu thêm về những hạn chế và mối nguy tiềm ẩn của clo, đồng thời khi các đợt bùng phát dịch bệnh do nước giải trí (RWIs) đang gia tăng, thì cuộc thảo luận về việc khử trùng bổ sung đang ngày càng được quan tâm và được chấp nhận. Khử trùng bổ sung được sử dụng trong các bể bơi thương mại để khắc phục những điểm yếu cố hữu của clo, mang lại trải nghiệm nước an toàn hơn cho người bơi và nhân viên bể bơi. Hai công nghệ chính tạo thành trụ cột của cuộc thảo luận xung quanh việc khử trùng bổ sung là ozone và UV. Ozone oxy hóa màng tế bào, gây ra sự bùng nổ thẩm thấu (ngay lập tức) và tiếp tục oxy hóa các enzyme và DNA cho đến khi tế bào bị loại bỏ (khử thành các thành phần cơ bản của nó, tức là carbon dioxide và nước). UV ảnh hưởng đến DNA và RNA của tế bào, vô hiệu hóa nó khỏi quá trình sao chép. UV đã được các nhà thiết kế bể bơi hiểu tương đối rõ và đề xuất, trong khi ozone (một công nghệ phát triển nhanh chóng) phần lớn bị bỏ qua, mặc dù có nhiều lý do thuyết phục để chọn nó thay vì UV.
Khử trùng nước hồ bơi với clo không còn là giải pháp được khuyến khích
DBPs là những hóa chất được hình thành khi chất khử trùng kết hợp với chất hữu cơ hoặc các hóa chất khác có trong nước. Thông thường, các DBP này là chloramines, tồn tại dưới ba dạng hoặc loại khác nhau: monochloramine (NH2Cl), dichloramine (NHCl2) và trichloramine (NCl3). Chloramines và RWIs là những lý do chính để khử trùng bổ sung đi đầu trong vệ sinh nước thủy sản. Những loài này có thể là sự kết hợp của nhiều chất gây ô nhiễm nước hữu cơ và vô cơ, do đó, chúng được gọi là chloramines một cách thích hợp hơn. Trihalomethanes (THMs) cũng là DBP được hình thành khi chất hữu cơ trong nước kết hợp với clo. THM không phải là vấn đề duy nhất trong nước giải trí.
Clo nổi tiếng là phản ứng với chất hữu cơ trong nước hồ bơi, tạo ra cloramin không mong muốn, có thể gây mùi hôi, kích ứng da, mắt và tai, hen suyễn cho người bơi và thậm chí có thể làm hỏng hệ thống xử lý không khí trong nhà (HVAC). Kể từ khi phát hiện ra chloramines vào những năm 1930, thách thức không hồi kết đối với những người điều hành bể bơi là cân bằng giữa hiệu quả kháng khuẩn (giữ cho nước được khử trùng) và sự an toàn của người bơi (loại bỏ chloramines). Ngoài ra, số lượng RWI ngày càng tăng do các vi sinh vật kháng clo gây ra đã trở nên phổ biến hơn trong hai thập kỷ qua do các đợt bùng phát bệnh do Pseudomonas aeruginosa, E. coli, Staphylococcus aureus, Giardia và Cryptosporidium parvum (Crypto) gây ra. vài. Về mặt kỹ thuật, clo có thể xử lý các RWI thông thường, ngoại trừ Crypto kháng clo.
Ứng dụng UV trong khử trùng nước hồ bơi
UV đã được các nhà thiết kế hồ bơi áp dụng sớm hơn vì tính đơn giản của nó. Mặt khác, Ozone đã được sử dụng để khử trùng nước đô thị trong 100 năm qua, được sử dụng rộng rãi trong hỗ trợ đời sống thủy sinh cho động vật có vú và cá trong bể cá và sở thú thương mại, và là công nghệ vệ sinh bổ sung chính cho bồn nước nóng ngành công nghiệp. Bất chấp tất cả những điều này, ozone vẫn chưa giành được vị trí trong việc khử trùng bổ sung cho các bể bơi thương mại. Một lý do lớn khiến ozone không được chấp nhận trong thế giới hồ bơi thương mại là do sự phức tạp được nhận thức và những quan niệm sai lầm phổ biến về ozone là gì, cách thức hoạt động và cách so sánh với tia cực tím.
Việc áp dụng UV để xử lý nước mang đến nhiều lợi ích hơn cho người dùng
Ozone được lựa chọn như phương pháp khử trùng thứ cấp cho nước hồ bơi
Ozone bao gồm ba nguyên tử oxy, khi hòa tan trong nước sẽ tiêu diệt mầm bệnh, các vi sinh vật khác và các chất gây ô nhiễm hữu cơ thông qua quá trình oxy hóa. Nó là một phân tử không ổn định vì nguyên tử oxy thứ ba được kết nối với hai nguyên tử kia bằng một liên kết yếu. Nguyên tử oxy thứ ba không ổn định này có thể kết hợp với các phân tử hữu cơ và vô cơ để phá hủy hoặc thay đổi chúng thông qua quá trình oxy hóa. Ozone khử trùng nước nhanh chóng và hiệu quả mà không có các sản phẩm phụ không mong muốn được tạo ra bởi clo truyền thống. Nó là một chất oxy hóa kháng khuẩn hiệu quả. Khi được sử dụng kết hợp với clo liều thấp, chất lượng và độ trong của nước hồ bơi được cải thiện. Những cải thiện chất lượng nước này là kết quả của quá trình oxy hóa mạnh mẽ và nhanh chóng của ozone đối với các hợp chất hữu cơ và vô cơ. Ngoài hiệu quả của chúng, các hệ thống ozone còn tiết kiệm năng lượng, an toàn cho khách hàng sử dụng hồ bơi và không gây suy thoái cấu trúc cho hồ bơi, cơ sở hoặc hệ thống HVAC.\
Trước đây, hệ thống khử trùng với ozone tương đối phức tạp, chúng là sự ghép nối của nhiều chi tiết khác nhau với mức giá không hề nhỏ. Theo thời gian, công nghệ này đã được cải tiến, thiết bị nhỏ gọn hơn, nhiều công năng hơn và với mức giá hợp lý hơn.
Hệ thống quản lý ôzôn duy trì mức ôzôn thích hợp trong nước được điều chỉnh bằng bộ điều khiển/giám sát ORP. Các thành phần này hoạt động đồng bộ và dễ dàng được cài đặt vào một hồ bơi công cộng hiện có như một luồng phụ cho hệ thống lọc chính của hồ bơi. Ozone được đưa vào nước sau khi lọc (và đun nóng) và trước bộ cấp clo. Dòng chảy phụ thường chiếm 15 đến 25 phần trăm dòng chảy chính, tùy thuộc vào kích thước và loại hồ bơi. Đầu ra của hệ thống được tăng lên khi lượng nước hoặc chất hữu cơ tăng lên. Khi được định cỡ và áp dụng phù hợp với MAHC, quá trình oxy hóa phổ rộng của hệ thống ozone mang lại những lợi ích đáng kể:
- Ozone phá hủy các chất mà clo không thể loại bỏ một cách hiệu quả, như chất lỏng của con người, mỹ phẩm và các loại chất hữu cơ.
- Ozone kiểm soát nồng độ chloramine trong nước ở mức 0,2 ppm hoặc thấp hơn.
- Ozone có thể loại bỏ sốc để giảm chloramine.
- Ozone cung cấp quá trình oxy hóa nhiều hơn đáng kể so với clo tự do có sẵn (FAC).
- Ozone tạo ra khả năng tiêu diệt tối thiểu ba log (99,9 phần trăm) Cryptosporidium parvum và các mầm bệnh RWI khác trong một lần áp dụng luồng phụ.
- Ozone cung cấp keo tụ vi mô để hỗ trợ lọc và cải thiện độ trong của nước.
- Ozone làm giảm lượng sử dụng clo cần thiết để duy trì dư lượng FAC.
Sử dụng ozone để khử trùng nước giảm tối đa các chi phí phát sinh trong suốt quá trình vận hành hệ thống hồ bơi
So sánh hiệu quả giữa ozone và tia UV
Mặc dù hai công nghệ khử trùng Uv và ozone hoàn toàn khác nhau nhưng vẫn có sự nhầm lẫn về sự khác biệt giữa hệ thống ozone và hệ thống tia cực tím. Sự khác biệt giữa hai hệ thống về cơ bản là: UV tiêu diệt vi trùng bằng năng lượng ánh sáng, trong khi ozone tiêu diệt vi trùng dưới dạng chất oxy hóa.
Khí ozone hòa tan trong nước có tác dụng diệt vi sinh vật, phá hủy các chất hữu cơ tạo ra cloramin và phân hủy các cloramin hiện có bằng quá trình oxy hóa. Quá trình oxy hóa này xảy ra ngay lập tức tại điểm phun khí ozone và tiếp tục khi dòng phụ kết hợp với dòng chính. Sau đó, một lượng nhỏ ozon hòa tan còn lại (~0,1 ppm) sẽ đi vào bể bơi, cung cấp thêm quá trình oxy hóa các chất gây ô nhiễm và hoạt động như một chất keo tụ vi mô để mang lại độ trong tối ưu cho nước. Không có vật tư tiêu hao trong một hệ thống ozone. Ngoài ra, phản ứng này làm giảm lượng clo cần thiết vì ozone tiếp tục oxy hóa nước, một công việc mà clo thường dựa vào. Trong khi đó, tia UV làm bất hoạt vi sinh vật và phân hủy chloramines bằng năng lượng ánh sáng. Điều này chỉ xảy ra khi nước ở trong buồng UV và miễn là nước không bị đục. Khi dòng chảy rời khỏi buồng, không có quá trình nào nữa xảy ra. UV không cung cấp quá trình oxy hóa ngoại trừ một lượng nhỏ do sự hình thành của một số lượng hạn chế các gốc tự do hydroxyl.
Công nghệ Ozone và UV có giá tương nhau; tuy nhiên, hệ thống ozone có dấu chân lớn hơn UV. Chi phí vận hành của mỗi hệ thống thay đổi theo giá điện địa phương. Tuy nhiên, việc bảo trì tối thiểu và giảm các yêu cầu về hóa chất đối với hệ thống ôzôn có thể tạo ra khoản tiết kiệm chi phí tối đa trong khi bóng UV luôn yêu cầu được thay thế sau một thời gian sử dụng.