Ozone giải pháp được sử dụng phổ biến trong xử lý nước uống

Được biết đến là một chất khử trùng với khả năng oxy hóa tuyệt vời, ozone được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước uống. Ozone được thêm tại một số khâu trong hệ thống xử lý, có thể là xử lý nước giai đoạn đầu, oxy hóa trung gian hoặc khâu khử trùng cuối cùng. Thông thường, nên sử dụng ozone cho giai đoạn trước khi lọc cát hoặc lọc carbon hoạt động. Sau khi quá trình ozone hóa được thực hiện có thể loại bỏ các chất hữu cơ ô nhiễm, là một điểm quan trọng đối với khâu khử trùng cuối cùng.

Sử dụng ozone trong xử lý nước mang lại một số lợi ích sau đây

• Loại bỏ các chất hữu cơ và vô cơ

• Loại bỏ các vi chất gây ô nhiễm, chẳng hạn như thuốc trừ sâu

• Tăng cường sự keo tụ

• Tăng cường khử trùng và giảm các sản phẩm phụ khử trùng

• Loại bỏ mùi

Ozone loại bỏ các chất hữu cơ và vô cơ

Tất cả các nguồn nước đều chứa chất hữu cơ tự nhiên (NOM). Nồng độ (thường được đo là carbon hữu cơ hòa tan, DOC) khác nhau từ 0,2 đến hơn 10 mgL. NOM tạo ra các vấn đề trực tiếp, như mùi và vị trong nước, nhưng cũng có các vấn đề gián tiếp như sản phẩm phụ khử trùng hữu cơ được hình thành, hỗ trợ tái sinh vi khuẩn trong hệ thống phân phối,... Để sản xuất nước uống tinh khiết, việc loại bỏ NOM là nhiệm vụ ưu tiên trong xử lý nước hiện đại.

Ozone, giống như bất kỳ chất oxy hóa nào khác, hiếm khi đạt được sự khoáng hóa hoàn toàn NOM. Chất hữu cơ bị oxy hóa một phần và dễ dàng phân hủy sinh học hơn. Điều này dẫn đến số lượng phân hủy sinh học cao hơn. Do đó, ozone cải thiện quá trình loại bỏ NOM bằng bộ lọc tiếp theo, khi nó được sử dụng làm chất tiền oxy hóa.

Trong một bài viết nghiên cứu của Siddiqiui tác dụng của ozone kết hợp với bộ lọc sinh học được mô tả. Việc điều trị kết hợp đã giúp giảm 40-60% DOC. Việc loại bỏ đạt hiệu quả cao hơn khi ozone được sử dụng kết hợp với chất keo tụ. Điều này là do ozone có thể tăng cường quá trình đông máu. Kết hợp lọc sinh học ozone đông tụ kết hợp làm giảm DOC 64%. Khi chỉ lọc sinh học được áp dụng, tỷ lệ giảm chỉ là 13%.3 / DOC = 1 mg / mg.

Hầu hết các chất vô cơ được loại bỏ bằng ozone khá nhanh. Sau khi ozone hóa, lọc sinh học cũng được yêu cầu cho chất vô cơ. Cụ thể, quá trình oxy hóa tạo thành các hợp chất không hòa tan cần được loại bỏ trong bước làm sạch nước tiếp theo .

Một số khảo sát cho thấy ozone rất hiệu quả đối với quá trình oxy hóa của một số loại thuốc trừ sâu. Tại một nhà máy xử lý nước ở Zevenbergen (Hà Lan), đã chứng minh rằng ozone có hiệu quả và đủ an toàn để loại bỏ thuốc trừ sâu. Từ 23 loại thuốc trừ sâu được thử nghiệm, 50% đã bị thoái hóa (80% xuống cấp). Thuốc trừ sâu dễ bị phân hủy bởi ozone. Đối với thuốc trừ sâu kháng thuốc cao, nên sử dụng liều lượng ozone cao hơn hoặc ozone kết hợp với hydro peroxide.

Giảm sản phẩm phụ khử trùng

Sản phẩm phụ khử trùng (DBP) chủ yếu được hình thành trong quá trình phản ứng giữa vật liệu hữu cơ và chất khử trùng. Phản ứng của clo với chất hữu cơ có thể dẫn đến sự hình thành DBP hữu cơ clo hóa, chẳng hạn như trihalomethanes (THM). Ozone cũng có thể phản ứng với chất hữu cơ và tạo thành DBP. Đây chủ yếu là các sản phẩm phụ khử trùng hữu cơ, chẳng hạn như aldehyd và ketone, có thể dễ dàng phân hủy trong bộ lọc sinh học (90-100%). Nói chung, các DBP ozone hữu cơ này không tạo ra bất kỳ nguy cơ vi phạm tiêu chuẩn nước uống nào.

Ozone là chất khử trùng hiệu quả hơn clo, chloramines và thậm chí là clo dioxide. Một số nghiên cứu đã chứng minh rằng ozone không giống như các sản phẩm clo, có thể vô hiệu hóa các vi sinh vật kháng thuốc. Ngoài ra, ozone phân hủy nhanh chóng trong nước, tuổi thọ của nó trong dung dịch nước rất ngắn (dưới một giờ).

Ozone xử lý mùi và vị nước

Các hợp chất tạo mùi và vị có thể có trong nước thô, nhưng chúng cũng có thể được hình thành trong quá trình xử lý nước. Các hợp chất này có thể bắt nguồn từ sự phân hủy của vật chất thực vật, nhưng thông thường chúng là kết quả từ hoạt động của các sinh vật sống trong nước. Các hợp chất vô cơ như sắt , đồng và kẽm cũng có thể tạo ra một số hương vị. Một khả năng khác là quá trình oxy hóa hóa học (xử lý clo) dẫn đến mùi vị khó chịu.

Để loại bỏ mùi và vị trong nước, một số quy trình được áp dụng và kết hợp với nhau như oxy hóa, sục khí, lọc than hoạt tính dạng hạt hoặc lọc cát. Ozone có thể đạt hiệu quả xử lý cao khi kết hợp với các chất khác. Trong trường hợp oxy hóa thuốc trừ sâu, ozone kết hợp với với hydro peroxide (quá trình AOP) hiệu quả hơn so với ozone đơn thuần. Geosmin và 2-methylisoborneol (MIB) là những ví dụ về các hợp chất mùi kháng thuốc, thường có trong nước. Chúng được sản xuất bởi tảo và có ngưỡng mùi và vị thấp. Dù vậy, ozone vẫn loại bỏ được các hợp chất này.