Ozon hóa trong xử lý nước

Ứng dụng ozone hoá trong xử lý nước được thực hiện vào cuối những năm 1800 và nhanh chóng được sử dụng rộng rãi ở Châu Âu và Châu Á.

Ozone là một loại khí không ổn định bao gồm ba nguyên tử oxy, dễ dàng phân hủy trở lại thành oxy, và một nguyên tử oxy tự do, hoặc dạng gốc tự do. Gốc oxy tự do có tính phản ứng cao và tồn tại trong thời gian ngắn, trong điều kiện bình thường nó chỉ tồn tại trong mili giây.
Ozone là một chất khí không màu, có mùi tương tự như mùi của không khí sau một trận giông bão lớn.

Ozone có hiệu quả khử trùng chống lại vi khuẩn và vi rút cao hơn so với khử trùng bằng clo. Ngoài ra, các đặc tính oxy hóa cũng có thể làm giảm nồng độ sắt, mangan, lưu huỳnh và giảm hoặc loại bỏ các vấn đề về vị và mùi. Ôzôn ôxít sắt, mangan và lưu huỳnh trong nước tạo thành ôxít kim loại không hòa tan hoặc lưu huỳnh nguyên tố. Các hạt không hòa tan này sau đó được loại bỏ bằng quá trình sau lọc. Các hạt hữu cơ và hóa chất sẽ được loại bỏ thông qua quá trình đông tụ hoặc oxy hóa hóa học. Ozone không ổn định và nó sẽ suy giảm trong khoảng thời gian từ vài giây đến 30 phút. Tốc độ phân hủy là một hàm số của hóa học, độ pH và nhiệt độ nước.

Quá trình ozone hoá trong xử lý nước

Sự hình thành oxy thành ôzôn xảy ra với việc sử dụng năng lượng. Quá trình này được thực hiện bằng trường phóng điện như trong máy tạo ôzôn loại CD (mô phỏng phóng điện hào quang của tia sét), hoặc bằng bức xạ cực tím như trong máy tạo ôzôn loại UV (mô phỏng tia cực tím từ mặt trời). Ngoài các phương pháp thương mại này, ozone cũng có thể được tạo ra thông qua các phản ứng điện phân và hóa học. 

Trong việc xử lý một lượng nhỏ chất thải, phương pháp ozon hóa UV là phổ biến nhất trong khi các hệ thống quy mô lớn sử dụng phương pháp phóng hào quang hoặc các phương pháp tạo ozone khác.  

Quá trình ozone hoá trong xử lý nước được thực hiện khi ozone được bơm vào trong nước. Các phân tử khí ozone nhanh chóng lan truyền trong môi trường và phản ứng với các chất hoá học. Đối với vi sinh vật, ozone tác động đến lớp vỏ khiến chúng không thể thực hiện quá trình trao đổi chất. Với đặc tính oxy hoá khử mạnh, ozone dễ dàng khử mùi, khử màu và mùi trong nước

Ưu điểm chính của Ozone

1. Ozone có tác dụng trên phạm vi pH rộng và phản ứng nhanh chóng với vi khuẩn, vi rút, động vật nguyên sinh và có đặc tính diệt khuẩn mạnh hơn sau đó khử trùng bằng clo. Có tính oxi hóa rất mạnh với thời gian phản ứng ngắn.

2.Quá trình xử lý không thêm hóa chất vào nước.

3. Ozone có thể loại bỏ nhiều loại chất vô cơ, hữu cơ và vi sinh cũng như các vấn đề về mùi và vị. Các tác nhân vi sinh bao gồm vi khuẩn, vi rút và động vật nguyên sinh (như Giardia và Cryptosporidium). 

 Nhược điểm của Ozone

1. Có thiết bị và chi phí vận hành cao hơn. Việc sửa chữa đỏi hỏi phải có chuyên gia, kỹ thuật hiểu biết về công nghệ

2. Ozon hóa không cung cấp dư lượng diệt khuẩn hoặc khử trùng để ức chế hoặc ngăn chặn sự phát triển trở lại.

3. Các sản phẩm phụ của quá trình ozon hóa vẫn đang được đánh giá và có thể một số sản phẩm phụ. Đây là một lý do mà hệ thống sau lọc có thể bao gồm một bộ lọc carbon hoạt hóa.

4. Hệ thống có thể yêu cầu tiền xử lý để giảm độ cứng hoặc bổ sung polyphosphat để ngăn ngừa sự hình thành cặn cacbonat.

5. Ozone ít hòa tan trong nước hơn so với clo và do đó, cần có các kỹ thuật trộn đặc biệt.