Giới thiệu về Ozone & ứng dụng Ozone trong xử lý nước thải

Được phát hiện vào thế kỷ 19, xuất hiện trong các mưa có sấm sét. Ozone là đồng vị của nguyên tử oxy với trọng lượng phân tử là 48. Đây là chất khí có màu xanh, mùi hăng với nồng độ khoảng 0.01 ppm do đó, không khó để có thể phát hiện ra chúng. 

Nguồn ảnh : Ozone Wiki

Ozone nặng hơn 1.5 lần và hoà tan trong nước nhanh hơn 12.5 lần so với Oxy. Cấu trúc nguyên tử của ozone là liên kết giữa 3 nguyên tử oxy, chúng tạo thành một góc tù 160 ° 49 ' và độ dài liên kểt là 1.278 ° A. 

Ozone có dải hấp thụ mạnh trong bức xạ hồng ngoại và tia cực tím với độ hấp thụ tối đa ở 2537 ° A. Khả năng oxy hoá và tốc độ phản ứng của ozone chỉ kém flo. 

Bằng những đặc điểm kể trên, ozone được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực khử trùng, tiêu diệt vi khuẩn, virus trong nước, loại bỏ các chất gây mùi, gây màu, loại bỏ axit humic, fulvic, các chất hữu cơ hoà tan, kim loại nặng, tảo, … thay thế cho clo.

Ứng dụng công nghệ ozone trong lĩnh vực xử lý nước thải công nghiệp và nước thải sinh hoạt đô thị

Ozone có thể xử lý hiệu quả nước thải từ các nhà máy sản xuất công nghiệp và nước thải sinh hoạt. Liên quan đến vấn đề này, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện với mục đích điều tra tính cân bằng hoá học, động học, chế độ, cơ chế của các phản ứng để có thể áp dụng ozone vào việc xử lý nước thải đến từ các nguồn khác nhau. Ở ứng dụng này, quá trình ozone hoá có thể được diễn ra trước nhưng cũng có thể diễn ra đồng thời.

Máy Ozone dùng trong xử lý nước thải giấy công nghiệp 

Ozone là một chất có tính oxy hoá mạnh, chúng không để lại tồn dư đồng thời, chúng dễ dàng hoạt động trong bùn và làm tăng lượng DO trong nước, từ đó cải thiện quá trình phân huỷ các chất ô nhiễm còn tồn đọng. Do đó, việc ứng dụng ozone để xử lý nước thải đô thị, nước thải công nghiệp, (công nghiệp giấy, công nghiệp nhuộm, kim loại nặng), nước ngầm bị ô nhiễm, nước bể bơi, … mang đến hiệu quả cao. Với những ưu điểm nổi bật của mình, ozone đã trở thành phương pháp xử lý hiệu quả, thường là khâu cuối cùng trong quá trình xử lý nước thải. Bài viết này sẽ đưa ra cái nhìn chính xác hơn về việc sử dụng ozone trong việc xử lý nước thải và nước uống cho con người.

Hình ảnh nước thải nhà máy giấy tại Thanh Hóa

Trong thập kỷ qua, ozone ngày càng được ứng dụng phổ biến trong đời sống. Các nhà nghiên cứu cũng liên tục phát triển công nghệ sản xuất ozone, khắc phục các nhược điểm, từ đó giúp ngành sản xuất ozone trở nên đáng tin cậy trong khi chi phí sử dụng lại được giảm xuống một cách đáng kể. Cho đến nay, ozone đã được ứng dụng rộng rãi vào trong quá trình xử lý nước thải. Tuỳ thuộc vào đặc điểm nguồn nước mà người dùng có thể áp dụng quá trình ozone hoá trước hoặc sau. 

Ozone là chất oxy hoá mạnh, có khả năng loại bỏ nhiều hợp chất hữu cơ và vô cơ. Bên cạnh đó, ozone có tính kém bền vững nên chúng nhanh chóng phân huỷ thành oxy. Cũng chính vì đặc điểm này mà ozone không để lại chất tồn dư cũng như gây tác dụng phụ cho người dùng. 

Kết quả xử lý nước thải máy giấy bằng công nghệ Ozone đáp ứng quy chuẩn QCVN 12MT:2015/BTNMT (Quy chuẩn nước thải công nghiệp giấy và bột giấy)

Một đặc điểm nổi bật khác của Ozone đó là tốc độ phản ứng. Cho đến nay, ozone vẫn được liệt kê vào danh sách chất khử trùng có tốc độ phản ứng nhanh nhất. Thời gian phản ứng rút ngắn mặc dù lượng chất thải cần xử lý không hề nhỏ. Vì sự phản ứng nhanh mà việc nghiên cứu, phân tích quá trình gặp khó khăn. Dường như là không thể theo dõi hoàn toàn quá trình phản ứng. Hiệu quả xử lý của ozone cao gấp 25 lần so với axit hypochlous , gấp 2500 lần so với hypochlorite và gấp 500 lần so với chloramines. Tất cả đặc điểm này đã giúp ozone ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực xử lý nước thải và nước sinh hoạt với mục đích cải thiện mùi vị, màu sắc cũng như loại bỏ các chất gây hại, vi khuẩn, virus. Dưới đây là bảng ứng dụng của ozone trong các lĩnh vực khác nhau. 

Bảng ứng dụng Ozone trong xử lý nước thải