Vì tính chất khử trùng và oxy hóa tuyệt vời , ozone được sử dụng rộng rãi để xử lý nước uốn . Ozone có thể được thêm vào tại một số điểm trong hệ thống xử lý nước, chẳng hạn như trong quá trình oxy hóa sơ bộ, oxy hóa trung gian hoặc khử trùng lần cuối . Thông thường, nên sử dụng ozone để oxy hóa trước, trước khi lọc cát hoặc lọc carbon hoạt tính (GAC). Sau khi ozon hóa , các bộ lọc này có thể loại bỏ các chất hữu cơ còn lại (quan trọng cho quá trình khử trùng cuối cùng).Sự kết hợp này có một số lợi ích:
- Loại bỏ các chất hữu cơ và vô cơ
- Loại bỏ các chất ô nhiễm vi mô, chẳng hạn như thuốc trừ sâu
- Tăng cường quá trình keo tụ / đông tụ - quá trình
khử trùng - Tăng cường khử trùng và giảm các sản phẩm phụ khử trùng
- Loại bỏ mùi và vị
Hiệu quả Ozone khử trùng nước uống
Loại bỏ chất hữu cơ và chất vô cơ
Tất cả các nguồn nước đều chứa chất hữu cơ tự nhiên (NOM). Nồng độ (thường được đo bằng cacbon hữu cơ hòa tan, DOC) khác nhau từ 0,2 đến hơn 10 mg L-1. NOM tạo ra các vấn đề trực tiếp, chẳng hạn như mùi và vị trong nước, nhưng cũng có các vấn đề gián tiếp như sản phẩm phụ khử trùng hữu cơ hình thành, hỗ trợ sự phát triển của vi khuẩn trong hệ thống phân phối, vv Để sản xuất nước uống tinh khiết, việc loại bỏ NOM là một nhiệm vụ hàng đầu 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 của NOM. Chất hữu cơ bị oxy hóa một phần và trở nên dễ phân hủy sinh học hơn. Điều này dẫn đến lượng BDOC (DOC có thể phân hủy sinh học) cao hơn. Kết quả là, ozone cải thiện quá trình loại bỏ NOM bằng một bộ lọc tiếp theo, khi nó được sử dụng như một chất tiền oxy hóa . Trong một bài báo nghiên cứu của Siddiqiui et al. ảnh hưởng của ozone kết hợp với bộ lọc sinh học được mô tả. Điều trị kết hợp làm giảm DOC từ 40-60%. Việc loại bỏ còn lớn hơn khi ozone được sử dụng kết hợp với chất làm đông tụ. Điều này là do ozone có thể tăng cường quá trình đông tụ. Sự kết hợp đông tụ – ozone – lọc sinh học làm giảm DOC là 64%. Khi chỉ áp dụng phương pháp lọc sinh học, tỷ lệ giảm chỉ là 13%.3 / DOC = 1 mg / mg.
Hầu hết các chất vô cơ có thể được loại bỏ bằng ozon khá nhanh. Sau quá trình ozon hóa, quá trình lọc sinh học cũng được yêu cầu đối với chất vô cơ. Cụ thể, quá trình oxy hóa tạo thành các hợp chất không hòa tan cần được loại bỏ trong bước lọc nước tiếp theo .
Ozone loại bỏ thuốc trừ sâu
Các chất gây ô nhiễm vi mô như thuốc trừ sâu có thể xuất hiện trong nước bề mặt, nhưng cũng ngày càng gia tăng trong nước ngầm. Tiêu chuẩn nước uống đối với thuốc trừ sâu ở Liên minh Châu Âu rất nghiêm ngặt: 0,1 μg l-1 cho mỗi hợp chất.
Một số khảo sát cho thấy ozone có thể rất hiệu quả đối với quá trình oxy hóa một số loại thuốc trừ sâu. Tại một nhà máy xử lý nước ở Zevenbergen (Hà Lan), người ta đã chứng minh rằng ba rào cản (bộ lọc cacbon hoạt tính dạng hạt lưu trữ - ozon hóa (bộ lọc GAC)) là đủ hiệu quả và an toàn để loại bỏ thuốc trừ sâu. Từ 23 loại thuốc bảo vệ thực vật được thử nghiệm, 50% đã đủ phân huỷ (80% phân huỷ). Bảng 1 trình bày tổng quan về các loại thuốc trừ sâu dễ bị phân huỷ bởi ozon. Đối với các loại thuốc trừ sâu có tính kháng cao, nên sử dụng liều lượng ozone cao hơn , hoặc ozone kết hợp với hydrogen peroxide.
Bảng 1: Sự phân hủy thuốc trừ sâu dễ phân hủy do quá trình ozon hóa (%)
| Thuốc trừ sâu | pH 7,2; 5 ° C; O 3 / DOC = 1,0 | pH 7,2; 20 ° C; O 3 / DOC = 1,0 | PH 8,3; 20 ° C; O 3 / DOC = 1,0 |
| diazinon | 86 | 92 | 92 |
| dimethoate | 97 | 97 | 97 |
| parathion-metyl | 85 | 91 | 91 |
| diuron | 91 | 95 | 98 |
| linuron | 67 | 81 | 89 |
| methabenzthiazuron | 78 | 90 | 94 |
| metobromuron | 83 | 91 | 94 |
| MCPA | 83 | 87 | 90 |
| MCPP | 91 | 93 | 93 |
| chlortoluron; isoproturon; metoxuron; vinclozolin | > 99 | > 99 | > 99 |
Giảm sản phẩm phụ khử trùng và cải thiện khử trùng
Các 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 các DBP hữu cơ được 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 aldehyde và xeton, có thể dễ dàng phân hủy trong bộ lọc sinh học (90-100%). Nói chung, các DBP của ozone hữu cơ này không tạo ra bất kỳ nguy cơ vi phạm tiêu chuẩn nước uống nào, khi ozone được sử dụng là chất oxy hóa trước.
Để giảm lượng DBP tại hệ thống khử trùng thông thường ( khử trùng bằng clo sản phẩm) điều quan trọng là tiềm năng hình thành DBP vẫn còn thấp. Điều này thường được biểu thị dưới dạng tiềm năng hình thành DBP (DBPFP). Khả năng hình thành DBP có thể được giảm bớt bằng cách loại bỏ (hầu hết) NOM, ví dụ như bằng cách oxy hóa trước với ozone (lọc ozone). Sự kết hợp này có thể làm giảm DBPFP xuống 70-80%, khi clo được sử dụng làm chất khử trùng cuối cùng [40]. Điều này liên quan đến DBPFP đối với THM, HAA (axit haloacetic) và chloral hydrat.
Ozone là một chất khử trùng hiệu quả hơn clo, cloramin , và thậm chí cả điôxít clo . Một liều ozone 0,4 mg L-1 trong 4 phút thường có hiệu quả đối với nước đã qua xử lý trước (nồng độ NOM thấp). 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. Tuy nhiên, do ozone phân hủy nhanh chóng trong nước nên tuổi thọ của nó trong dung dịch nước là rất ngắn (dưới một giờ). Do đó ozone ít thích hợp hơn để khử trùng dư và chỉ có thể được sử dụng trong những trường hợp cụ thể (chủ yếu trong các hệ thống phân phối ngắn). Clo và điôxít clo thường thay thế ôzôn như một chất khử trùng cuối cùng. Để khử trùng sơ cấp (trước khi lọc sinh học), ozone rất thích hợp. Điều này sẽ dẫn đến việc khử trùng hoàn toàn hơn và nồng độ chất khử trùng thấp hơn.
Hiệu quả ứng dụng Ozone trong khử trùng nước:
- Ozone xử lý nước tinh khiết đóng chai
- Lợi ích và ứng dụng nước ozone hóa với sức khỏe
- Ứng dụng ozone trong lĩnh vực chăn nuôi
Loại bỏ mùi và vị
Việc tạo ra mùi và vị trong nước uống có thể do một số nguyên nhân. 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 thực vật, nhưng thông thường chúng là kết quả của hoạt động của các sinh vật sống có trong nước. Các hợp chất vô cơ như sắt , đồng và kẽm cũng có thể tạo ra một số mùi vị. Một khả năng khác là quá trình oxy hóa hóa học (xử lý bằng clo) dẫn đến mùi vị và mùi khó chịu.
Các hợp chất tạo mùi và vị thường rất bền. Điều này khiến việc loại bỏ là một quá trình rất chuyên sâu. Để loại bỏ vị và mùi, một số quy trình có thể thích hợp, chẳng hạn như quá trình oxy hóa, sục khí, lọc carbon hoạt tính dạng hạt (GAC) hoặc lọc cát . Thông thường, sự kết hợp của các kỹ thuật này được áp dụng.
Ozone có thể oxy hóa các hợp chất trong khoảng 20–90% (phụ thuộc vào loại hợp chất) . Ozone có hiệu quả hơn đối với quá trình oxy hóa các hợp chất không no. Như trường hợp oxy hóa thuốc trừ sâu, ozone kết hợp với hydrogen peroxide (quy trình AOP) hiệu quả hơn ozone đơn thuần. Geosmin và 2-methylisoborneol (MIB) là những ví dụ về các hợp chất có mùi khó chịu, thường có trong nước. Chúng được tạo ra bởi tảo và có ngưỡng mùi và vị thấp.
Nói chung, cách hiệu quả nhất để loại bỏ các thành phần mùi và vị dường như là sự kết hợp giữa quá trình lọc trước và quá trình oxy hóa.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét