Xử lý nước

Do chất lượng khử trùng và oxy hóa tuyệt vời của ozone nên nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng xử lý nước. Mỗi ứng dụng này có những cách sử dụng và phương pháp khác nhau để thực hiện và áp dụng ozone.

Ứng dụng Ozone trong xử lý nước

Ozone có rất nhiều công dụng và ứng dụng trong xử lý nước. Ozone có thể được sử dụng như một chất khử trùng, khử màu, khử mùi, khử độc, kết tủa, làm đông tụ và loại bỏ mùi vị. Do đó, việc sử dụng ozone nên được xem xét khi có nhu cầu giải quyết bất kỳ vấn đề nào về nước, và đặc biệt khi có nghi ngờ về mầm bệnh sinh ra trong nước vì ozone là một chất diệt khuẩn hiệu quả.

Ozone là giải pháp thay thế xử lý nước xanh , làm giảm lượng hóa chất và giảm các sản phẩm phụ cũng như dư lượng mới trong nước. Khi ozone bị phân hủy trở lại chỉ còn oxy, không còn dư lượng nào trong nước sau khi xử lý nước bằng ozone. Ozone cũng có thể làm giảm nhu cầu hóa học vì ozone tự đông tụ và kết tủa nhiều chất, đồng thời cũng là chất keo tụ có hiệu quả hợp lý. Do đó, nó có thể làm giảm các yêu cầu về hóa chất khác trong các cơ sở xử lý.

Quá trình oxy hóa bằng ozone hiệu quả có thể làm giảm chi phí hóa chất và mức tiêu thụ năng lượng tổng thể. Ozone là chất khử trùng hoặc kiểm soát vi sinh phổ rộng mạnh mẽ và hiệu quả nhất hiện có. Ví dụ, đối với việc vô hiệu hóa bào xác Giardia, Ct (nồng độ và thời gian) đối với clo tự do lớn hơn khoảng 100 lần so với đối với ozone. Với virus, Ct của clo lớn hơn khoảng sáu lần so với của ozone. Đối với Cryptosporidia, ozone là chất khử trùng số một được EPA Hoa Kỳ khuyên dùng do hiệu quả khử hoạt tính.

Ozone an toàn hơn khi sử dụng so với các hóa chất thay thế, ít cần phải thêm chất độc tồn tại lâu ở nồng độ cao vào nước mà có thể sớm trở thành nước uống. Khi ozone được áp dụng trong xử lý nước uống, nhu cầu clo sẽ giảm đáng kể vì khi đó nó chỉ cần thiết như một cách để cung cấp lượng clo dư trong hệ thống phân phối ở mức thấp. Điều này giảm thiểu khả năng tạo ra THM gây ung thư và các sản phẩm phụ khác của clo.
Ozone cũng có thể làm giảm mức tiêu thụ hóa chất tổng thể do khả năng khử trùng mà không cần thêm các hóa chất khác mà sau này có thể cần phải loại bỏ.

Năm 1995, Ngân hàng Thế giới ước tính nước bị ô nhiễm khiến mười triệu người (10.000.000) tử vong hàng năm và là nguyên nhân gây ra 80% tổng số bệnh tật ở các nước đang phát triển; và một tỷ người (1.000.000.000) không được tiếp cận với nước uống sạch.
Xem xét tất cả các lợi ích và nhược điểm, ozone là một lựa chọn tốt cho nhiều ứng dụng xử lý nước.

Khi nào Ozone có thể được sử dụng trong xử lý nước:

Ozone có thể được sử dụng để oxy hóa hầu như mọi thứ có thể oxy hóa được. Ozone có thể kết hợp hoặc phản ứng với tất cả các nguyên tố ngoại trừ Khí trơ. Bất kỳ phân tử nào không ở trạng thái oxy hóa cuối cùng đều có thể bị oxy hóa bởi ozone. Ngay cả một số phân tử bị oxy hóa hoàn toàn cũng có thể phản ứng với các gốc tự do và các phản ứng bắt đầu khác xảy ra khi ozone phân hủy trong dung dịch nước.

Ozone thường có thể được sử dụng trong xử lý nước ở bất cứ nơi nào Clo (Cl2), Chlorine dioxide (ClO2), Kali permanganat (KMnO4), Tia cực tím (UV), Hydrogen peroxide (H2O2), Oxy (O2) hoặc sục khí được sử dụng hoặc xem xét sử dụng . Ngoài ra, ozone rất tương thích và có thể được sử dụng kết hợp với các phương pháp điều trị khác, như trong Quy trình oxy hóa nâng cao (AOP) , cho các trường hợp hoặc vấn đề đặc biệt.
Ozone được chú ý nhờ khả năng làm giảm trọng lượng phân tử của các phân tử, cho dù từ thành tế bào của vi khuẩn hay từ nguồn carbon gây ra màu nước hoặc mùi vị kém.

Ozone có thể xử lý những gì trong nước:

Nếu nó có thể bị oxy hóa ở nhiệt độ và áp suất bình thường thì ozone có thể xử lý được.

Nước được xử lý bằng ozone có thể cần phải được lọc hoặc lắng vì ozone có xu hướng đông tụ và kết tủa nhiều tạp chất trong nước.
Về cơ bản, các vấn đề về chất lượng nước thường được giải quyết bằng axit, peroxide, clo hoặc các chất oxy hóa khác có lẽ là những ứng cử viên hàng đầu cho việc xử lý bằng ozone.

Nếu không thể sử dụng ozone để xử lý vấn đề về chất lượng nước thì có khả năng là sẽ không có chất oxy hóa nào khác có thể thực hiện được công việc đó.

Các chất gây ô nhiễm hoặc vấn đề sau đây đều có thể được xử lý bằng ozone:

• Vi khuẩn – tất cả đều được biết đến, bao gồm cả vi khuẩn sắt
• Khoáng chất – chất vô cơ, thuốc nhuộm và các chất khác
• Kim loại – Sắt, Mangan và nhiều loại khác
• Hữu cơ – màu, tảo, các hợp chất cacbon khác
• Động vật nguyên sinh – tất cả đều được biết đến, bao gồm Cryptosporidium, Giardia và tất cả amip
• Virus
• BOD & COD – phản ứng nhanh, vì ozone là một dạng oxy thực sự hoạt động

Việc sử dụng ozone kết hợp với tia cực tím hoặc hydro peroxide tạo ra Quá trình oxy hóa nâng cao (AOP) để tạo ra Hydroxyl Radical (OH-). Đây là một phương pháp oxy hóa thậm chí còn mạnh hơn cả ozone. Không có chất gây ô nhiễm nào có thể bị oxy hóa mà sẽ không bị oxy hóa bởi quá trình này.