Các ví dụ thực tế về ứng dụng của ozone trong xử lý nước

 

Bằng cách kết hợp ozone với tia cực tím (UV) hoặc peroxide, các quá trình oxy hóa nâng cao (AOP) làm giảm ngay cả những chất khó phân hủy nhất. AOP giúp làm cho các chất ô nhiễm nước không thể phân hủy khác trước đây trở nên vô hại. Những lợi ích này đang thúc đẩy việc sử dụng ozone trong các ứng dụng ngoài xử lý nước và nước thải, bao gồm tái sử dụng, loại bỏ bùn, nước xử lý và nước làm mát.
Việc sử dụng ozone thường là quá trình hiệu quả nhất để cung cấp nước uống chất lượng. Ngoài việc loại bỏ vi khuẩn, vi rút và hầu hết các chất ô nhiễm hữu cơ và vô cơ khác, ozone không để lại các sản phẩm phụ do clo hóa cũng như không có mùi hoặc vị hóa học khó chịu.
Các ứng dụng sau đây cung cấp cái nhìn sâu sắc về ozone như một chất oxy hóa bền vững và như một phương pháp xử lý linh hoạt cung cấp cho người vận hành nhà máy một giải pháp khử trùng hiệu quả, hiệu quả và đáng tin cậy.

Một trong những công ty cấp nước lớn nhất của Đức, Landeswasserversorgung, đã lựa chọn hệ thống ozone hiện đại khi nâng cấp nhà máy xử lý Langenau.
Nhà máy xử lý nguồn cung cấp nước uống cho hơn 250 thành phố và thị trấn, bao gồm Stuttgart, Ulm và Aalen, với sản lượng hàng năm vượt quá 90 triệu mét khối (m3), tương đương khoảng 23,775 triệu gallon mỗi ngày (mgd). Nước sông từ sông Danube được khử trùng bằng sự kết hợp của quá trình keo tụ, ozon hóa và lọc nhiều lớp.
Hệ thống được chọn để nâng cấp bao gồm một máy tạo ôzôn với công suất tạo ôzôn tối đa là 21,6 kg mỗi giờ (kg / h), hoặc 1,143 pao mỗi ngày (ppd), ôzôn từ ôxy lỏng (LOX) ở nồng độ 12 phần trăm trọng lượng. Ozone được bơm vào bằng cách sử dụng một hệ thống kim phun phức tạp, theo sau là một số máy trộn tĩnh, bao gồm một loạt các điều kiện dòng chảy và cung cấp công suất dự phòng. Hệ thống đã tạo điều kiện xử lý lưu lượng nước thô lên đến 7.200 mét khối mỗi giờ (m3/ h), hoặc 46 mgd, với liều lượng ozone 3 gam trên mét khối (g / m3) để khử trùng, khử mùi hôi và cải thiện hương vị.

Tại Việt Nam, nhà máy Xử lý nước Tân Hiệp 2 của Tổng Công ty Nước Sài Gòn tại Thành phố Hồ Chí Minh đã lựa chọn một giải pháp xử lý tiên tiến, trong đó có ứng dụng xử lý ozone đầu tiên tại Việt Nam, như một phần của việc mở rộng nhà máy xử lý hiện có.
Thành phố Hồ Chí Minh chủ yếu dựa vào các con sông để cung cấp nước công cộng, với nguồn nước thô lấy từ sông Đồng Nai và sông Sài Gòn, cả hai đều bị ô nhiễm do xả thải từ các khu dân cư, bệnh viện, nhà máy, phương tiện giao thông đường thủy, trang trại và thậm chí cả các bãi rác, theo một nghiên cứu vào tháng 11 năm 2013 của Viện Môi trường và Tài nguyên có trụ sở tại Thành phố Hồ Chí Minh. Dung dịch sẽ sử dụng quá trình oxy hóa để tiêu diệt trực tiếp các chất có màu, mùi và vi sinh vật mà không tạo ra các sản phẩm phụ có hại do clo hoặc các chất cặn đáng kể.
Việc nâng cấp sẽ tăng năng suất của nhà máy, cho phép nhà máy sản xuất 300.000 mét khối mỗi ngày (m3/ d), tức 79 mgd, nước uống mang lại lợi ích cho 1,5 triệu người dân Thành phố Hồ Chí Minh.
Ozone cũng có mặt trong nhà máy xử lý nước tại Đức. Các chất vi sinh thường yêu cầu các nhà vận hành nhà máy xử lý nước thải phải nhìn xa hơn các công nghệ hiện có của họ để đạt được mức độ khử trùng thích hợp.
Năm 2012, năm hệ thống ozone, cùng với máy bơm, đã được cung cấp để tối ưu hóa hoạt động của hệ thống xử lý bậc ba tiên tiến tại Nhà máy Xử lý phía Đông của Melbourne Water (ETP) ở Úc. Hiện là nhà máy ôzôn đô thị lớn nhất lục địa và là một trong những nhà máy lớn nhất thế giới, nhà máy này có diện tích 1.100 ha (ha) và xử lý khoảng 330 triệu lít nước thải mỗi ngày (l / d), tương đương 87 mgd - 40% tổng lượng nước thải của Melbourne.
Hệ thống mới cung cấp cho ETP công suất ôzôn tối đa là 625 kg / h (33.069 ppd) cho lưu lượng thiết kế gần 30.000 m 3 / h (185 mgd). Nhà máy tạo ra một loại nước thải chất lượng bảo vệ môi trường biển và thích hợp cho việc tái sử dụng không thể uống được, kể cả tưới tiêu.

Công nghệ ozone là một giải pháp xử lý bùn hiệu quả cao. Chính quyền đô thị Ardea, Rome, gần đây đã khởi động một chương trình tái phát triển quan trọng bao gồm việc tạo ra một dịch vụ xử lý nước thải hiệu quả có khả năng xử lý nước thải cho dân số hơn 70.000 người.
Xem xét nhà máy tại Ardea sản xuất 3.000 tấn bùn mỗi năm, yêu cầu chính của giải pháp xử lý nước thải là giảm lượng bùn để giảm chi phí xử lý và giờ công.
Công nghệ ozone được lựa chọn đã giúp giảm 43% lượng bùn thải ra, tiết kiệm hơn 170.000 € (khoảng 187.000 USD) hàng năm. Số giờ công cần thiết để loại bỏ và xử lý bùn đã giảm đáng kể. Nó cũng làm giảm đáng kể số lượng vi khuẩn dạng sợi.

Bayernoil ở Đức sản xuất các sản phẩm chất lượng như khí lỏng, nhiên liệu, dầu diesel, dầu sưởi và bitum từ 12 triệu tấn dầu thô hàng năm. Trong các thử nghiệm bơm, Bayernoil đã xác định ba vị trí bị ô nhiễm trong cơ sở của mình cho thấy nước ngầm và đất bị ô nhiễm với các hợp chất thơm. Benzen; o-, m- và p-xylen; và mesitylene được phát hiện ở nồng độ trung bình 5 miligam mỗi lít (mg / l) và đỉnh điểm lên đến 13 mg / l.
Để đáp ứng giới hạn xả thải do chính quyền Bavaria đặt ra, công ty cần phải xử lý hiệu quả nguồn nước ngầm bị ô nhiễm trước khi xả vào sông Danube. Sau khi so sánh kỹ lưỡng về dự đoán đầu tư và chi phí vận hành, Bayernoil đã chọn giải pháp dựa trên ozone. Kể từ khi đi vào hoạt động vào tháng 7 năm 2006, hệ thống ôzôn đã xử lý lưu lượng trung bình 1.200 m³ / d (0,3 mgd) với lưu lượng đỉnh lên đến 2.160 m³ / d (0,6 mgd) với liều lượng ôzôn trung bình khoảng 20 g / m3, đáp ứng yêu cầu của người sử dụng và giới hạn phóng điện
Tùy thuộc vào thành phần nước thải và nồng độ chất ô nhiễm, hệ thống ozone có thể được vận hành từ 5 đến 100 phần trăm, mang lại sự linh hoạt và giảm chi phí vận hành.