Ozone là chất khử trùng mạnh tiêu diệt vi sinh vật thông qua quá trình oxy hóa. 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 với và đóng vai trò tích cực trong quá trình khử trùng.
Các phản ứng hóa học của oxy
O3 + H2O →HO3+ + OH–
HO3+ + OH– →2 HO2
O3 + HO2 →HO– + 2O2
HO– + HO2 →2 H2O + O2
Ozone phản ứng cuối cùng tạo thành nước và oxy nên không để lại dư hại hay gây độc trong nước. Ozone hòa tan trong nước lên đến khoảng 5 mg/l
Ozone được sản xuất khi phân tử oxy phân ly bởi một nguồn năng lượng thành nguyên tử oxy sau đó va chạm với một phân tử oxy để tạo thành khí không ổn định là ozone. Sản xuất tạo ra ozone với số lượng hơn 1g/h được thực hiện bằng cách đi qua một dòng điện trong môi trường có kiểm soát.
Khử trùng nước thải bằng ozone ít được sử dụng mặc dù nó đạt được mức độ khử trùng cao hơn so với khử trùng bằng clo hoặc tia cực tím uv vì chi phí cao hơn. Vì vậy ozone chỉ được sử dụng chủ yếu trong trường hợp đặc biệt khi các biện pháp khử trùng khác không hiệu quả.
Ngoài hiệu quả khử trùng ozone còn có hiệu quả kiểm soát mùi, giảm nồng độ chất hữu cơ và vô cơ qua quá trình oxy hóa và bổ sung oxy của nước thải.
Hiệu quả khử trùng phụ thuộc vào sự nhạy cảm của các sinh vật mục tiêu, liên hệ với thời gian và nồng độ ozone.
Phương pháp phóng điện là nguồn năng lượng phổ biến nhất được sử dụng để sản xuất ozone. Do đó cần chú ý liên tục cho hệ thống để đảm bảo sức mạnh được tối ưu hóa cho hiệu suất khử trùng. Các thông số vận hành bảo dưỡng chính bao gồm:
+ Khí sạch phải được đưa đến các máy phát điện ozone. Nếu cung cấp khí ẩm phản ứng của ozone và độ ẩm sẽ gây ăn mòn bên trong các máy ozone. Đầu ra của nó có thể bị giảm bởi sự hình thành các oxit nito
+ Duy trì dòng chảy cần thiết của máy phát điện làm mát
+ Bôi trơn máy nét hoặc quạt phù hợp với thông số kỹ thuật của nhà sản xuất
+ Vận hành máy phát ozone theo các thông số thiết kế của nó. Thường xuyên kiểm tra và làm sạch ozonator, cung cấp không khí, theo dõi nhiệt độ của máy phát ozone
Ưu và nhược điểm của hình thức khử trùng nước thải bằng ozone
Ưu điểm:
+ Ozone hiệu quả hơn clo trong việc phá hủy vi rút và vi khuẩn
+ Quá trình ozon hóa cần thời gian tiếp xúc ngắn ( 10 – 30 phút)
+ Không để lại hóa chất dư thừa độc hại phải xử lý sau khi ozone hóa vì ozone phân hủy nhanh chóng
+ Sau quá trình khử trùng bằng ozone không có sự tái phát triển của vi sinh vật
+ Ozone được tạo ra tại chỗ và do đó không cần quan tâm đến những vấn đề an toàn liên quan đến vận chuyển và lưu trữ
+ Ozone nâng cao nồng độ oxy hòa tan DO trong nước thải.
Nhược điểm:
+ Liều lượng thấp có thể không có hiệu quả bất hoạt một số virut, bào tử và u nang
+ Ozone là công nghệ phức tạp hơn khử trùng nước thải bằng clo hoặc bằng tia cực tím nên đòi hỏi thiết bị phức tạp và hệ thống liên hệ hiệu quả
+ Ozone rất dễ gây phản ứng ăn mòn
+ Ozone là không kinh tế đối với nước thải có nồng độ chất rắn lơ lửng cao, nhu cầu oxy hóa BOD, nhu cầu oxy hóa học COD, hoặc tổng hữu cơ cacbon cao
+ Chi phí sử dụng cao
