Khử trùng nước thải bằng ozone
Ozone cũng như clo là một chất khử trùng mạnh phá hủy vi sinh vật thông qua quá trình oxy hóa. Ozone có hiệu quả chống lại virut so với clorin. Các cơ chế khử trùng của ozone bao gồm:
+ Quá trình oxy hóa trực tiếp: Phá hủy các tế bào với sự thất thoát của các thành phần tế bào bên ngoài tế bào.
+ Phản ứng triệt để các sản phẩm của ozone phân hủy
+ Gây thiệt hại đối với các thành phần của các axit nucleic
Khi ozone phân hủy trong nước các gốc tự do peroxy hydro (HO2) và hydroxyl (OH) được hình thành có khả năng oxy hóa tuyệt vời và đóng một vai trò tích cực trong quá trình khử trùng. Vi khuẩn bị phá hủy vì quá trình oxy hóa nguyên sinh dẫn đến sự tan rã thành tế bào.
Sau các phản ứng hóa học, ozone cuối cùng tạo thành nước và oxy không để lại hàm lượng còn hại trong nước, lượng ozone hòa tan trong nước lên đến khoảng 5mg/l.
Ozone được tạo ra khi phân tử oxy được tách ra bởi một nguồn năng lượng thành nguyên tử oxy và sau đó va chạm với một phân tử oxy để tạo thành một chất khí không ổn định ozone (O3). Việc sản xuất ozone với số lượng nhiều hơn 1 gam mỗi giờ được thực hiện bằng cách cho một dòng điện qua không khí hoặc oxy trong một môi trường kiểm soát. Trong trường hợp số lượng lớn ozone được yêu cầu không khí nạp phải được sấy khô để ngăn chặn thiệt hại cho thiết bị sản xuất . Thiết bị cần thiết để làm khô lượng không khí có thể là đắt tiền như các thiết bị sản xuất ozone . Nhiều cơ sở sử dụng oxy tinh khiết để sản xuất ozone với tốc độ cao hơn có thể đạt được bằng cách sử dụng không khí xung quanh.
Ozone cũng có thể được sản xuất bởi một đèn thủy ngân áp suất thấp hoạt động ở 190 -270 nm, số lượng ozone ở mức dưới 1g/h có thể được sản xuất bằng phương pháp này.
Mặc dù khử trùng nước bằng ozone là hiệu quả nhưng chi phí đầu tư cũng như chi phí bảo trì đều cao nên nó chỉ được sử dụng trong các trường hợp đặc biệt khi mà sự lựa chọn thay thế không có hiệu quả.
Khử trùng bằng ozone thường được sử dụng cho các nhà máy quy mô lớn. Ngoài việc khử trùng một ứng dụng phổ biến cho ozone trong xử lý nước thải là kiểm soát mùi. Ngoài ra nó còn có tác dụng giảm lượng chất hữu cơ và vô cơ qua quá trình oxy hóa và bổ sung oxy cho nước thải.
Hiệu quả khử trùng bằng ozone phụ thuộc vào sự nhạy cảm của các sinh vật mục tiêu, thời gian tiếp xúc và nồng độ của ozone.
Ưu và nhược điểm của khử trùng nước thải bằng ozone
Ưu điểm:
+ Ozone hiệu quả hơn clorin trong việc tiêu diệt virut và vi khuẩn
+ Quá trình ozon hóa diễn ra với thời gian tiếp xúc ngắn ( khoảng 10 đến 30 phút)
+ Không có chất thải độc hại cần phải được gỡ bỏ sau khi ozon hóa vì ozone phân hủy nhanh chóng.
+ Ozone được tạo ra tại chỗ do đó ít có vần đề về an toàn liên quan đến vận chuyển và xử lý
+ Ozone làm nâng cao lượng oxy hòa tan DO trong nước thải.
Nhược điểm:
+ Sử dụng với liều lượng thấp có thể không có hiệu quả vô hiệu hóa một số virut, bào tử và u nang.
+ Khử trùng bằng ozone yêu cầu công nghệ phức tạp hơn khử trùng nước thải bằng clo hoặc tia cực tím , đòi hỏi thiết bị phức tạp và hệ thống liên hệ hiệu quả.
+ Ozone gây ăn mòn do đó chỉ có thể cho phép tiếp xúc với vật liệu chống ăn mòn như inox
+ Khử trùng bằng ozone là không kinh tế đối với nước thải với mức độ cao của chất rắn lơ lửng, nhu cầu oxy sinh hóa BOD, nhu cầu oxy hóa học COD, hoặc tổng hữu cơ.
