Ứng dụng ozone trong xử lý nước đóng chai

Do tính dễ dàng và tương đối của việc xử lý bằng ôzôn , nhiều nhà đóng chai vẫn không sử dụng công nghệ giám sát và kiểm soát quy trình ôzôn đã được chứng minh. Do đó, họ vẫn chưa đảm bảo việc xử lý ozone chính xác, điều này là cần thiết khi một số chất gây ô nhiễm – chẳng hạn như bromua, từ đó bromat được hình thành – có trong nước nguồn. Việc sử dụng các biện pháp kiểm soát cẩn thận có thể làm cho nước đóng chai có chất lượng cao hơn.

Xử lý bằng ozone là một trong những rào cản vi sinh hiệu quả nhất mà các công ty đóng chai nước có thể sử dụng để bảo vệ người tiêu dùng chống lại vi sinh vật. Tuy nhiên, phần lớn người tiêu dùng không biết rằng nhiều nhà đóng chai trên toàn thế giới dựa vào ozone để cung cấp một sản phẩm an toàn và ngon. Kể từ những năm 1970, ozone đã đóng một vai trò quan trọng trong việc giúp ngành công nghiệp nước đóng chai cung cấp một sản phẩm an toàn và thẩm mỹ. Trên thực tế, người ta có thể nói rằng ozone đã cứu ngành công nghiệp nước đóng chai trong giai đoạn sơ khai, khi nước đóng chai không phải lúc nào cũng được khử trùng đúng cách và thường xuyên bị chỉ trích trong các phóng sự điều tra trên truyền hình và báo chí.

Ngày nay, một số công ty đóng chai ở Hoa Kỳ có thể phải đối mặt với một thách thức mới trong việc áp dụng ozone mà không vượt quá mức ô nhiễm tối đa của sản phẩm khử trùng (DBP) mới được thiết lập (MCL) đối với ion bromat. Do tính dễ dàng và tương đối của việc xử lý bằng ôzôn, nhiều nhà đóng chai vẫn không sử dụng công nghệ giám sát và kiểm soát quy trình ôzôn đã được chứng minh. Do đó, họ vẫn chưa đảm bảo việc xử lý ozone chính xác,   điều này là cần thiết khi một số chất gây ô nhiễm – chẳng hạn như bromua, từ đó bromat được hình thành – có trong nước nguồn. Việc sử dụng các biện pháp kiểm soát cẩn thận có thể làm cho nước đóng chai có chất lượng cao hơn.

Ứng dụng ozone trong sản xuất nước đóng chai

Ozon sớm đóng một vai trò quan trọng trong quy trình nước đóng chai, góp phần vào sự phát triển lành mạnh của ngành công nghiệp trong nhiều năm. Trong những năm đầu, không phải tất cả các công ty đóng chai nước đều sử dụng phương pháp xử lý ozone để khử trùng. Ngoài ra, quy trình đóng chai nước chưa được phát triển đầy đủ, và nước đóng chai cũng không được đóng kín đúng cách. Trong quá trình xử lý và bóp chai, không khí và các sinh vật trong không khí có thể xâm nhập vào sản phẩm. Vì vậy, sau nhiều ngày hoặc nhiều tuần lưu trữ, thường là trên các kệ siêu thị, tiềm ẩn khả năng phát triển bùng nổ của vi sinh vật, có thể dẫn đến mùi vị không mong muốn và các vấn đề sức khỏe. Một số vụ thu hồi nước đóng chai được công bố rộng rãi đã diễn ra trong thời gian này.

Ngay sau đó, dưới áp lực của nhiều tổ chức y tế nhà nước, quy trình khử trùng cho nước đóng chai, với ozone là thành phần chính, đã được phát triển. Liều lượng ozone cần thiết, thời gian tiếp xúc và yêu cầu đóng cửa đối với các loại chai và nước khác nhau đã được thiết lập. Ozone được chứng minh là chất oxy hóa kỳ diệu có thể khử trùng mọi thứ – nước, thiết bị đóng chai, chai lọ và nắp đậy kín – sau đó phân hủy thành oxy vô hại và biến mất mà không để lại mùi vị.

Khử trùng bằng ôzôn cho phép nhà máy đóng chai nước sản xuất nước đóng chai chất lượng cao, ổn định trong lưu trữ, không chứa các sản phẩm phụ cũng như mùi vị và mùi liên quan đến việc sử dụng clo để khử trùng và ôxy hóa. Những đặc tính này và những tuyên bố về nước ngon, không mùi, không ô nhiễm, tốt cho sức khỏe đã dẫn đến sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp nước đóng chai trong suốt những năm 80 và 90 với mức tăng trưởng tiêu dùng công cộng liên tục đạt hoặc vượt mức hai con số. . (Xem Bảng 1 và 2.)

Ozone là gì?

Ôzôn (O3) là một vật liệu khí được tạo ra từ ôxy trong máy tạo ôzôn kiểu phóng điện (phóng điện hào quang). Máy tạo ôzôn ban đầu hoạt động ở 1 đến 2 phần trăm trọng lượng (% trọng lượng) ôzôn. Ngày nay, đầu ra của máy tạo ozone thường chứa 3 đến 10% wt. của ôzôn trong dòng khí cấp ôxy chưa phản ứng. Dòng khí ozone này được đưa vào tiếp xúc với nước cần xử lý trong một thiết bị gọi là ozone contactor. Trong bộ tiếp xúc ôzôn, ôzôn được hoà tan trong nước và ôzôn chưa hoà tan trong khí thải được thải ra ngoài qua bộ phân huỷ ôzôn và thải ra ở các tầng mái.

Ozone là một chất oxy hóa mạnh và một chất khử trùng hóa học đặc biệt. Quá trình xử lý bằng ôzôn là một phần không thể thiếu trong hoạt động của nhà máy xử lý nước uống tại hơn 3.000 cơ sở cấp nước thành phố trên toàn thế giới. Các nhà máy này cung cấp nước cho cư dân của nhiều thành phố quốc tế lớn như London, Paris, Budapest, Kiev, Moscow và Singapore. Chỉ riêng tại Hoa Kỳ đã có gần 400 công trình lắp đặt nước uống ozone bao gồm các công trình lắp đặt ở Los Angeles, Dallas, Milwaukee, Orlando và Atlanta, và nhiều hơn nữa đang đến với thành phố Boston và New York.

Ozone để xử lý nước đóng chai

Hệ thống tiếp xúc ozone / nước phục vụ hai chức năng chính. Đầu tiên, nó được sử dụng để hòa tan hoặc chuyển khối lượng khí ozone từ hỗn hợp dòng khí đầu ra của máy tạo ozone vào nước cần xử lý. Sự cân bằng của ôzôn còn lại trong khí thải bị phá hủy bởi bộ phận phân hủy ôzôn để bất kỳ khí ôzôn nào thải vào khí quyển đều chứa nồng độ ôzôn nhỏ hơn 0,1 phần triệu (ppm) – hoặc miligam trên lít (mg / L) – của ôzôn.

Thứ hai, bộ tiếp xúc ozone là một lò phản ứng. Nó cung cấp thời gian phản ứng – thời gian giữ hoặc thời gian tiếp xúc – để cho phép các quá trình khử trùng và / hoặc ôxy hóa mong muốn xảy ra trong nước. Một khi ôzôn được hòa tan trong nước, nó sẽ trải qua ba phản ứng đồng thời.

Hiệu ứng của Ozone

• Khử trùng: Việc khử trùng xử lý nước chống lại vi khuẩn, vi rút và ký sinh trùng như Giardia và Cryptosporidium. Mặc dù có thể đưa ra nhiều chi tiết hơn, nhưng đủ để nói rằng ozone có hiệu quả cao đối với tất cả các vi sinh vật ở trên và hơn thế nữa.
• Sự oxy hóa hóa học: Ozone là một chất oxy hóa mạnh và rất hiệu quả trong việc chống lại tất cả các chất hữu cơ gây mùi và vị cũng như các chất vô cơ dễ bị oxy hóa như các ion sắt, mangan và sulfua. Một lần nữa, các chi tiết bổ sung về các chi tiết cụ thể của phản ứng này đã được mở rộng trong các bài viết khác (xem thanh bên FYI).
• Sự phân hủy: Ozone là một vật liệu không ổn định trong điều kiện nhiệt độ phòng và gần nhiệt độ phòng và phân hủy thành oxy khá nhanh. Về cơ bản, nhiệt độ nước và độ pH ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy. Thời gian bán hủy của ozone ở 20 ° C và pH 7,0 trong nước máy uống được thường là 24 phút.

Mục tiêu của Ozone

Các mục tiêu của xử lý ozone trong nước đóng chai bao gồm những điều sau đây.

• Khử trùng nước chống lại tất cả các vi sinh vật có thể có trong nước.
• Khử trùng chai, đặc biệt là chai có thể tái sử dụng trong nước rửa trước khi đóng chai.
• Khử trùng các bộ phận bị ướt của thiết bị và máy móc đóng chai nước.
• Khử trùng bề mặt chai và nắp đậy kín của nước đóng chai.
• Khử trùng chống lại các vi sinh vật trong không khí có thể có trong không khí phía trên nước trong chai.

Xử lý bằng ôzôn là một quá trình độc đáo và có giá trị. Nó có thể hoàn thành tất cả các mục tiêu xử lý nói trên mà không để lại mùi vị hoặc dư lượng hóa chất khi được áp dụng và kiểm soát chính xác. Ozone là một chất khử trùng và chất oxy hóa đặc biệt mạnh mẽ. Nó thực hiện công việc của mình và biến mất. Với quá trình tiền xử lý thích hợp và theo dõi và kiểm soát cẩn thận, nó cũng có thể để lại nước tương đối không có các sản phẩm phụ khử trùng.