Liều lượng ozone sử dụng xử lý nước

Hiệu suất hòa tan ozone vào nước (Transfer Efficiency/TE)

Trong các phép tính giải quyết quan hệ giữa công suất ozone (gO3/h), lưu lượng nước F(L/phút) cần xử lý và nồng độ ozone C (ppm) cần để khử khuẩn, luôn có mặt đại lượng TE là hiệu suất hòa tan của ozone vào nước (Transfer Efficiency). Nếu trong các phép tính đó không thấy
có đại lượng TE có nghĩa đã coi TE=1 (hay 100%). Trên thực tế
TE=70-95%. Với TE cao, hiệu quả diệt khuẩn tốt hơn và tiết kiệm được năng lượng và lượng oxy dùng chế tạo ozone.

Hiệu suất hòa tan vào nước TE được định nghĩa như sau:

TE bằng khối lượng ozone đưa vào nước m(O3in) trừ đi khối lượng ozone thoát ra khỏi nước m(O3out) chia cho m(O3in) (%):

TE=[m(O3in) - m(O3out)] /m(O3in)%

Cũng có thể dùng công thức tính TE thông qua nồng độ ozone C (ppm, %):

TE=C(O3in) x V(khíin) - C(O3out) x C(O3 khíout)/C(O3 in) x V(khíin)%

Trong đó C(O3in,out) là nồng độ ozone đi vào nước (nồng độ thường là
8-10%) và ra khỏi nước (~0,5%), V(khíin, out) là thể tích hỗn hợp O3+O2 (hoặc không khí) đi vào nước và ra khỏi nước (đi vào buồng khử ozone thừa).

Hiệu suất tan của ozone trong nước TE là rất quan trọng. TE làm cho nồng độ ozone trong nước cao, giảm lượng ozone dư thải ra môi trường tức là giảm chi phí sản xuất ozone.

Để đo và tính TE có thể thực hiện trong phòng thí nghiệm. Trong sản xuất, cần biết các tác nhân làm tăng (mong muốn) và giảm TE. Các tác nhân làm tăng/giảm TE như sau:

• TE giảm khi liều lượng ozone cần có trong nước cao (mg/L cao);
• TE tăng khi chất lượng nước giảm (yêu cầu ozone OD tăng O);
• TE tăng khi nước có nhiều OH* (pH cao);
• TE giảm khi tỷ số thể tích khí/nước VG/VL tăng;
• TE tăng khi kích thước bọt khí ozone nhỏ;
• TE tăng khi nồng độ khí ozone (từ máy phát) cao;
• TE tăng khi áp suất khí trên nước tăng;
• TE tăng khi nhiệt độ nước giảm.

Dưới đây, để tham khảo, chúng tôi giới thiệu các kết quả nghiên cứu của Angelo L. Mazzei, R. Michael Meyer Mazzei Injector Corporation Bakersfield, California USA L. Joseph Bollyky, Ph.D. Bollyky Associates Inc. Stamford, Connecticut USA về vấn đề này dưới dạng các đồ thị phụ thuộc của TE vào các điều kiện công nghệ.

Hình 4.13. Hiệu suất hòa tan của ozone vào nước TE phụ thuộc vào nồng độ ozone và áp suất khí ozone.

Hình 4.14. Hiệu suất hòa tan của ozone vào nước TE phụ thuộc vào tỷ lệ thể tích VG/VL (trên) và thời gian tiếp xúc.

Ozine là một chất khí màu xanh nhạt (ở điều kiện chuẩn). Ở trong nước, Ozone phân hủy rất nhanh thành ôxi phân tử và nguyên tử. Ozone có tính hoạt hóa mạnh hơn Clo, nên diệt trùng mạnh hơn.

Ozone được sản xuất bằng cách cho Oxy hoặc không khí đi qua thiết bị phóng lửa điện. Để cung cấp đủ lượng ozon cho trạm xử lý nước ta dùng máy phát tia lửa điện và cho không khí chảy qua. Ozon sản xuât ra dể bị phân hủy thành Oxy do đó phải lắp thiết bị làm lạnh ở máy sản xuất Ozon. Có 2 loại máy làm lạnh điện cực:

– Làm lạnh bằng không khí.

– Làm lạnh bằng nước.

 Ưu điểm của Ozone: 

– Không có mùi

– Làm giảm nhu cầu oxi của nước , giảm chất hữu cơ,..

– Khử màu, phênol, xianua

– Tăng DO

– Không có sản phẩm phụ gây độc hại

– Tăng vận tốc lắng của hạt lơ lửng

Nhược điểm: 

– Vốn đầu tư cao

– Tiêu tốn năng lượng

Khả năng tiệt trùng của Ozone 

Độ hòa tan của Ozon gấp 13 lần của oxy. Khi vừa cho vào trong nước khả năng tiệt trùng là rất ít, khi Ozon đã hòa tan đủ liều lượng, ứng với hàm lượng đủ oxy hoá hữu cơ và vi khuẩn trong nước, lúc đó tác dụng khử trùng mạnh nhanh gấp 3100 lần so với Clo, thời gian tiệt trùng xảy ra trong khoảng 3 – 8 giây.

Liều lượng cần thiết cho nước  ngầm là 0.75 – 1mg/l; 1.0 – 3.0 mg/l nước mặt; sau bể lắng 2 trong xử lý nước thải từ 5 – 15mg/l.