Xử lý nước bằng Ozone là gì và nó hoạt động như thế nào?

Ozone là một loại khí tự nhiên có trong bầu khí quyển của trái đất và là một trong những chất oxy hóa mạnh nhất của tự nhiên. Ở tầng trên, ozone lọc tia cực tím của mặt trời và bảo vệ trái đất khỏi bức xạ có hại, nhưng trong đời sống, chúng được ứng dụng để khử trùng, đảm bảo nước uống sạch thông qua xử lý nước ozone.

Xử lý nước bằng ozone là gì?

Xử lý nước bằng ozone là một phương pháp xử lý nước làm giảm các chất gây ô nhiễm thông qua độ bền oxy hóa của ozone. Ozone là một chất oxy hóa, có nghĩa là nó phản ứng với các chất khác và nhận các electron của chúng. Ví dụ, khi sắt bị oxy hóa, nó sẽ trở thành gỉ. Xử lý nước bằng ôzôn bắt đầu bằng việc tạo ôzôn trong máy tạo ôzôn. Sau đó, ozone được bơm vào nước, và ngay lập tức bắt đầu quá trình oxy hóa và loại bỏ các chất gây ô nhiễm, chẳng hạn như vi khuẩn, vi rút và kim loại.

Ozone oxy hóa chất hữu cơ trong màng của vi khuẩn, vi rút và ký sinh trùng. Điều này làm suy yếu, vỡ ra và giết chết các tế bào của chúng, loại bỏ các chất gây ô nhiễm. Ozone cũng oxy hóa sắt, mangan và đồng thành các hạt rắn có thể dễ dàng lọc khỏi nước bằng cách lọc cơ học hoặc một số bộ lọc than hoạt tính . Thông qua quá trình oxy hóa, hệ thống xử lý nước bằng ôzôn thậm chí có thể loại bỏ nước bị đục và mùi hôi và mùi hôi do clo gây ra.

Xử lý nước bằng ozone hoạt động như thế nào?

Xử lý nước bằng ôzôn hoạt động bằng cách hòa tan ozone vào nước và thông qua quá trình oxy hóa tiếp theo của vi khuẩn và các mầm bệnh khác trong nước. Để hiểu rõ hơn về quá trình này, tốt nhất là trước tiên bạn nên hiểu cách ozone được tạo ra. Ozone được sinh ra từ oxy. Một phân tử ôxy chứa hai nguyên tử ôxy (O2), trong khi một phân tử ôzôn chứa ba nguyên tử ôxy (O3). Khi dòng điện hoặc tia cực tím truyền qua không khí, năng lượng của chúng sẽ chia các phân tử oxy thành hai nguyên tử oxy. Các nguyên tử ôxy rời sau đó sẽ kết hợp lại với các phân tử ôxy thông thường để tạo thành ôzôn. Ở tầng trên của bầu khí quyển, ánh sáng mặt trời tương tác với oxy để tạo ra tầng ozon bảo vệ trái đất. Khi ở gần bề mặt hơn, ozone được tạo ra khi sét đánh và dòng điện cắt qua không khí giàu oxy. Cả hai quá trình đều được bắt chước trong máy tạo ozone bằng tia cực tím và điện, giúp xử lý nước bằng ôzôn. Ozone cũng có thể được tạo ra bằng các phản ứng điện phân và hóa học, nhưng máy tạo ozone bằng tia cực tím và điện là phổ biến nhất để xử lý nước.

Máy tạo ozone điện

Máy tạo ôzôn bằng điện tạo ra ôzôn thông qua phóng điện hào quang, minh hoạt cách ôzôn được tạo ra trong một cơn giông bão. Thay vì sét, phóng điện điện áp cao được truyền qua oxy bên trong một buồng bằng thủy tinh, gốm hoặc thép. Điều này tạo điều kiện cho sự phân hủy oxy phân tử thành oxy nguyên tử và cho phép hình thành ozon. Sau đó, ozone được tạo bọt vào nước hoặc được hút chân không qua ống venturi và quá trình oxy hóa bắt đầu ngay lập tức.

Máy tạo ôzôn bằng tia cực tím

Tia cực tím trong phạm vi 160-240 nanomet (nm) có thể tạo ra ozon từ oxy. Tương tự như quá trình phóng điện hào quang, tia UV phá vỡ các phân tử oxy và tách chúng thành hai nguyên tử oxy. Các nguyên tử tự do sau đó kết hợp với toàn bộ phân tử oxy để tạo thành ozone. Trong máy tạo ôzôn UV, ôzôn được tạo ra khi ôxy được truyền qua giữa đèn và ống thạch anh của đèn UV. Sau đó, ozone được hút vào nước bằng máy xông và quá trình xử lý nước bắt đầu. Tuy nhiên, máy tạo ôzôn UV không mạnh bằng máy tạo ôzôn điện và tạo ra ôzôn ở nồng độ thấp hơn.

Hệ thống xử lý nước ozone loại bỏ những gì khỏi nước?

• Vi khuẩn
• Vi rút
• Ký sinh trùng, chẳng hạn như giardia và cryptosporidium
• Hydro sunfua
• Vị và mùi khó chịu
• Độ đục
• Sắt, mangan và đồng (khi kết hợp với một phương pháp lọc khác)

Lợi ích của hệ thống xử lý nước ozone

1. Hiệu quả

Ozone là một chất oxy hóa mạnh, vô hiệu hóa ngay lập tức các chất sinh học, chẳng hạn như vi khuẩn, vi rút và ký sinh trùng, và có đặc tính khử trùng mạnh hơn clo. Độ bền oxy hóa của Ozone cũng giúp loại bỏ các kim loại cứng đầu khỏi nước. Ozone có hiệu quả trên một phạm vi pH rộng, vì vậy ngay cả khi bạn có nước có tính axit, hiệu quả của việc xử lý nước bằng ozone sẽ không bị cản trở.

2. Không hóa chất

Xử lý nước bằng Ozone không thêm hóa chất vào nước. Không có chất ô nhiễm nào được tạo ra trong quá trình xử lý nước bằng ôzôn, và bất kỳ nước thải nào được tạo ra đều an toàn để đi vào các đường nước và cống rãnh.

3. Công nghệ đã thử và đúng

Xử lý nước bằng ôzôn là một công nghệ đã được thử nghiệm và đã được sử dụng để xử lý nguồn nước thành phố từ đầu những năm 1900. Một nhà máy xử lý nước ở Nice, Pháp đã bắt đầu sử dụng công nghệ xử lý nước bằng ozone vào năm 1906, và ngày nay nó được sử dụng tại hơn 2.000 cơ sở lắp đặt trên toàn thế giới.

4. Tốc độ

Xử lý nước bằng ozone cực kỳ nhanh chóng. Hầu hết các hệ thống xử lý nước đều yêu cầu thời gian tiếp xúc kéo dài để loại bỏ hoặc giảm các chất gây ô nhiễm, nhưng ozone hoạt động chỉ trong vài giây.

Nhược điểm của hệ thống xử lý nước ozone

1. Chi phí

Xử lý nước bằng ozone là tốn kém so với các phương pháp xử lý nước nổi tiếng hơn, chẳng hạn như khử trùng bằng clo. Nó có thiết bị và chi phí vận hành cao, và có thể khó tìm được một chuyên gia thành thạo về xử lý nước bằng ozone. Hệ thống xử lý nước ozone tại nhà có giá từ vài trăm đến vài nghìn đô la. Mặc dù, đối với các thành phố, việc xử lý nước bằng ozone có thể tiết kiệm chi phí ngoài giờ, vì nó bù đắp chi phí hóa chất cần thiết cho quá trình khử trùng bằng clo.

2. Khó vận chuyển

Ozone có chu kỳ bán rã ngắn khi hòa tan trong nước, vì phản ứng tự nhiên của nó là biến trở lại thành oxy. Do đó, rất khó bảo quản và vận chuyển và phải tạo ra tại chỗ để sử dụng ngay.

3. Khả năng ăn mòn và độc tính

Ozone là một loại khí độc hại, vì vậy nếu máy phát ozone bị rò rỉ, nó có thể tạo ra mối nguy hiểm trong nhà của bạn. Các tác dụng phụ thường gặp khi tiếp xúc với ozone bao gồm nhức đầu, kích ứng mắt và cổ họng. Ngoài ra, bởi vì ozone là chất oxy hóa mạnh, nó có thể ăn mòn đường ống và đồ đạc nếu chúng không được làm bằng vật liệu chống ozone, chẳng hạn như thép không gỉ hoặc Teflon.

Xử lý nước bằng ozone được sử dụng để làm gì?

Xử lý nước bằng ozone được sử dụng trong các hệ thống xử lý nước thương mại, công nghiệp và thành phố, cũng như trong các hệ thống gia đình. Các công ty nước giải khát lớn dựa vào công nghệ xử lý nước bằng ozone và nó thường được sử dụng để khử trùng nước đóng chai. Ozone cũng được các thành phố sử dụng để xử lý và khử trùng các nguồn cung cấp nước thành phố. Cuối cùng, bạn có thể mua một hệ thống xử lý nước ozone cho ngôi nhà của mình. Các đặc tính khử trùng của chúng rất hấp dẫn đối với những chủ giếng lo ngại về sự hiện diện của vi khuẩn và vi rút trong nước của họ và có thể được sử dụng bởi những người cung cấp nước thành phố như một tuyến phòng thủ bổ sung chống lại các chất gây ô nhiễm. Ngoài ra, xử lý nước bằng ozone là một phương pháp hiệu quả để khử trùng máy làm đá. Ví dụ: Hệ thống vệ sinh bằng ôxy già khử trùng không khí, nước và các bề mặt bên trong máy làm đá, tạo ra đá sạch, không có mùi.

Xử lý nước bằng ôzôn so với khử trùng bằng clo

Clo hóa đã là quá trình hóa học truyền thống để lọc nước trong nhiều thập kỷ, nhưng việc xử lý nước bằng ozone đang ngày càng trở nên phổ biến. Ozone và clo thường được so sánh vì cả hai đều có đặc tính khử trùng mạnh, nhưng chúng khác nhau về tốc độ, sự hiện diện hóa học và hiệu quả tổng thể. Hệ thống xử lý nước bằng ozone khử trùng nước nhanh hơn khoảng ba lần so với khử trùng bằng clo và yêu cầu thời gian tiếp xúc với nước ngắn hơn để đạt hiệu quả. Trong hệ thống xử lý nước bằng ozone, quá trình khử trùng xảy ra tại điểm tiếp xúc giữa ozone và nước. Trong khi clo sẽ vẫn còn trong nước và tiếp tục quá trình khử trùng trong một thời gian. Đây là lý do tại sao bạn có thể thỉnh thoảng ngửi thấy mùi clo trong nước máy của bạn. Lượng còn lại không có hại cho việc tiêu thụ, nhưng có mùi hóa chất khó chịu. Khi sử dụng hệ thống xử lý nước ozone,

Hiện nay, khử trùng bằng clo ít tốn kém hơn so với xử lý nước bằng ôzôn, nhưng với những tiến bộ trong công nghệ xử lý nước bằng ôzôn đang trở nên hợp lý hơn và nhiều thành phố đang xem xét chuyển sang sử dụng ôzôn. Ngoài ra, với ozone, không có mối lo ngại về các sản phẩm phụ hóa học, chẳng hạn như chloroforms và halomethanes, như khi sử dụng clo. Cuối cùng, một số ký sinh trùng nhất định, chẳng hạn như cryptosporidium và giardia, có khả năng kháng clo nhưng không đối với ôzôn và có thể bị loại bỏ nhanh chóng trong hệ thống xử lý nước bằng ôzôn.

Nước ozon hóa có an toàn để uống không?

Có, nước ozon hóa là an toàn để uống. Quá trình oxy hóa là một quá trình tự nhiên giúp loại bỏ sự cần thiết của hóa chất. Hệ thống xử lý nước ozone không tạo ra sản phẩm phụ hóa học và chỉ mang lại nước tinh khiết. Tuy nhiên, bạn nên đợi ít nhất ba mươi phút sau khi xử lý để uống nước, vì vậy bất kỳ lượng ozone còn sót lại nào cũng có thời gian chuyển hóa trở lại thành oxy.