Xử lý nước bằng Ozone là gì và nó hoạt động như thế nào?

Ozone là một loại khí xuất hiện tự nhiên trong bầu khí quyển trái đất và là một trong những chất oxy hóa mạnh nhất trong tự nhiên. Ở tầng khí quyển phía trên, ozone lọc tia cực tím của mặt trời và bảo vệ trái đất khỏi bức xạ có hại, nhưng ở bề mặt này, ozone đóng vai trò đảm bảo nước uống sạch thông qua xử lý nước bằng ozone. Xử lý nước bằng ozone rất linh hoạt và có thể được sử dụng cả về mặt thương mại lẫn trong gia đình bạn. Dưới đây bạn sẽ tìm hiểu về xử lý nước bằng ozone, cách thức hoạt động và liệu hệ thống xử lý nước bằng ozone có phù hợp với bạn hay không.

Xử lý nước bằng Ozone là gì?

Xử lý nước bằng ozone là phương pháp xử lý nước giúp giảm chất gây ô nhiễm thông qua cường độ oxy hóa của ozone. Ozone là một chất oxy hóa, có nghĩa là nó phản ứng với các chất khác và nhận electron của chúng. Ví dụ, khi sắt bị oxy hóa, nó trở thành rỉ sét. Xử lý nước bằng ozone bắt đầu bằng việc tạo ra ozone trong máy tạo ozone. Sau đó, ozone được bơm vào nước và ngay lập tức bắt đầu quá trình oxy hóa và loại bỏ các chất gây ô nhiễm, chẳng hạn như vi khuẩn, vi rút và kim loại.

Ozone oxy hóa vật liệu hữu cơ trong màng vi khuẩn, vi rút và ký sinh trùng. Điều này làm suy yếu, phá vỡ và giết chết các tế bào của chúng, loại bỏ các chất gây ô nhiễm rắc rối. Ozone cũng oxy hóa sắt, mangan và đồng thành các hạt rắn có thể dễ dàng lọc khỏi nước bằng cách lọc cơ học hoặc một số bộ lọc than hoạt tính. Thông qua quá trình oxy hóa, hệ thống xử lý nước bằng ozone thậm chí có thể loại bỏ nước đục và mùi vị khó chịu do clo gây ra.

Xử lý nước bằng ozone hoạt động như thế nào?

Xử lý nước bằng ozone hoạt động bằng cách hòa tan ozone vào nước và thông qua quá trình oxy hóa tiếp theo của vi khuẩn và các mầm bệnh khác trong nước.
Để hiểu rõ hơn về quy trình, tốt nhất trước tiên bạn nên hiểu ozone được tạo ra như thế nào:
” Ozone được sinh ra từ oxy. Một phân tử oxy chứa hai nguyên tử oxy (O2), trong khi phân tử ozone chứa ba nguyên tử oxy (O3). Khi dòng điện hoặc tia cực tím truyền qua không khí, năng lượng của chúng sẽ tách các phân tử oxy thành hai nguyên tử oxy. Các nguyên tử oxy lỏng lẻo sau đó kết hợp lại với các phân tử oxy thông thường để tạo thành ozone. Ở tầng khí quyển phía trên, ánh sáng mặt trời tương tác với oxy để tạo ra tầng ozone bảo vệ trái đất. Khi ở gần bề mặt hơn, ozone được tạo ra khi sét đánh và dòng điện cắt qua không khí giàu oxy. Cả hai quá trình đều được mô phỏng trong máy tạo ozone bằng tia cực tím và điện, giúp xử lý nước bằng ozone.
Ozone cũng có thể được tạo ra bằng các phản ứng điện phân và hóa học, nhưng máy tạo ozone bằng tia cực tím và điện là phổ biến nhất để xử lý nước.”

A. Nguyên lý hoạt động Máy tạo ozone : 
Máy tạo ozone bằng điện tạo ra ozone thông qua quá trình phóng điện hào quang, phản ánh cách tạo ra ozone trong cơn giông bão. Thay vì sét, sự phóng điện cao áp được truyền qua oxy bên trong buồng bằng thủy tinh, gốm hoặc thép. Điều này tạo điều kiện cho sự phân hủy oxy phân tử thành oxy nguyên tử và cho phép hình thành ozone. Sau đó, ozone được tạo bọt vào nước hoặc được hút chân không qua ống venturi và quá trình oxy hóa bắt đầu ngay lập tức.

Máy tạo ozone bằng tia UV ( tia cực tím ) : 
Ánh sáng cực tím ở phạm vi 160-240 nanomet (nm) có thể tạo ra ozone từ oxy. Tương tự như quá trình phóng điện của quầng hào quang, tia UV phá vỡ các phân tử oxy và tách chúng thành hai nguyên tử oxy. Các nguyên tử tự do sau đó kết hợp với toàn bộ phân tử oxy để tạo thành ozone.
Trong máy tạo ozone UV, ozone được tạo ra khi oxy được truyền qua giữa đèn và ống thạch anh của đèn UV. Sau đó, ozone được hút vào nước bằng ống venturi và quá trình xử lý nước bắt đầu. Tuy nhiên, máy tạo ozone UV không mạnh bằng máy tạo ozone điện và tạo ra ozone ở nồng độ thấp hơn.

B. Hệ thống xử lý nước bằng ozone loại bỏ những gì trong nước?
– Khử trùng: Vi khuẩn, Virus, Ký sinh trùng, giardia và cryptosporidium,
– Khử mùi: Mùi vị và mùi hôi khó chịu khí Hydro sunfua, Amonac….
– Giảm độ đục kim loại gây ảnh hưởng trong nước: Sắt, mangan và đồng (khi kết hợp với phương pháp lọc khác)…

C. Lợi ích của hệ thống xử lý nước bằng ozone
1. Hiệu quả
Ozone là chất oxy hóa mạnh giúp vô hiệu hóa ngay lập tức các chất sinh học, chẳng hạn như vi khuẩn, vi rút và ký sinh trùng, đồng thời có đặc tính khử trùng mạnh hơn clo. Độ bền oxy hóa của Ozone cũng giúp loại bỏ các kim loại cứng đầu khỏi nước. Ozone có hiệu quả trong phạm vi pH rộng, vì vậy ngay cả khi bạn có nước có tính axit, hiệu quả xử lý nước bằng ozone sẽ không bị cản trở.

2. Không chứa hóa chất
Xử lý nước bằng ozone không thêm hóa chất vào nước. Không có chất gây ô nhiễm nào được tạo ra trong quá trình xử lý nước bằng ozone và mọi nước thải được tạo ra đều an toàn khi đi vào đường thủy và cống rãnh.

3. Công nghệ đã được thử nghiệm và xác thực
Xử lý nước bằng ozone là một công nghệ đã được thử nghiệm và sử dụng để xử lý nguồn nước đô thị từ đầu những năm 1900. Một nhà máy xử lý nước ở Nice, Pháp bắt đầu sử dụng phương pháp xử lý nước bằng ozone thương mại vào năm 1906 và ngày nay nó được sử dụng tại hơn 2.000 cơ sở trên toàn thế giới.

4. Tốc độ
Xử lý nước bằng ozone cực kỳ nhanh chóng. Hầu hết các hệ thống xử lý nước đều yêu cầu thời gian tiếp xúc kéo dài để loại bỏ hoặc giảm thiểu chất gây ô nhiễm, nhưng ozone hoạt động chỉ trong vài giây.

D. Nhược điểm của hệ thống xử lý nước bằng ozone
1. Chi phí
Xử lý nước bằng ozone đắt hơn so với các phương pháp xử lý nước phổ biến hơn, chẳng hạn như khử trùng bằng clo. Nó có thiết bị và chi phí vận hành cao, và có thể khó tìm được một chuyên gia thành thạo xử lý nước bằng ozone. Hệ thống xử lý nước bằng ozone tại nhà có giá từ vài trăm đến vài nghìn đô la. Mặc dù vậy, đối với các đô thị, việc xử lý nước bằng ozone có thể mang lại hiệu quả về mặt chi phí theo thời gian vì nó bù đắp chi phí hóa chất cần thiết cho quá trình khử trùng bằng clo.

2. Khó vận chuyển
Ozone có thời gian bán hủy ngắn sau khi hòa tan trong nước, vì phản ứng tự nhiên của nó là chuyển trở lại thành oxy. Vì vậy, rất khó để bảo quản, vận chuyển và phải sản xuất tại chỗ để sử dụng ngay.

3. Khả năng ăn mòn và độc tính
Ozone là một loại khí độc, vì vậy nếu máy tạo ozone bị rò rỉ, nó có thể gây nguy hiểm cho ngôi nhà của bạn. Các tác dụng phụ thường gặp khi tiếp xúc với ozone bao gồm đau đầu, kích ứng mắt và cổ họng. Ngoài ra, vì ozone là chất oxy hóa mạnh nên nó có thể ăn mòn đường ống và đồ đạc nếu chúng không được làm bằng vật liệu kháng ozone, chẳng hạn như thép không gỉ hoặc Teflon.

E. Ứng dụng Xử lý nước bằng ozone dùng để làm gì?

Xử lý nước bằng ozone được sử dụng trong các hệ thống xử lý nước thương mại, công nghiệp và đô thị cũng như trong các hệ thống gia đình. Các công ty nước giải khát lớn dựa vào công nghệ xử lý nước bằng ozone và nó thường được sử dụng để khử trùng nước đóng chai. Ozone cũng được các thành phố sử dụng để xử lý và khử trùng nguồn cung cấp nước của thành phố.
      Cuối cùng, bạn có thể mua một hệ thống xử lý nước bằng ozone cho ngôi nhà của mình. Đặc tính khử trùng của chúng đang thu hút các chủ sở hữu giếng, những người lo ngại về sự hiện diện của vi khuẩn và vi rút trong nước và có thể được người dân sử dụng nguồn cung cấp nước của thành phố như một tuyến phòng thủ bổ sung chống lại các chất gây ô nhiễm.
Ngoài ra, xử lý nước bằng ozone là một phương pháp hiệu quả để vệ sinh máy làm đá. Ví dụ, Hệ thống vệ sinh Ozone Oxidice làm vệ sinh không khí, nước và các bề mặt trong máy làm đá, tạo ra đá sạch, không mùi.