Xử lý nước thải bằng ozone đang trở thành giải pháp quan trọng trong bối cảnh ô nhiễm nguồn nước gia tăng tại Việt Nam. Công nghệ này sử dụng khả năng oxy hóa mạnh của ozone để loại bỏ vi sinh vật hữu cơ khó phân hủy và nhiều chất ô nhiễm mà các phương pháp truyền thống khó xử lý. Bài viết dưới đây Môi Trường Hồng Thái sẽ giúp bạn hiểu ozone là gì cơ chế hoạt động ưu điểm nhược điểm và những ứng dụng thực tế để hỗ trợ lựa chọn giải pháp xử lý nước thải phù hợp với nhu cầu của doanh nghiệp.

Ozone trong xử lý nước thải là gì

Ozone (O3) là một phân tử gồm ba nguyên tử oxy được tạo ra từ oxy thông qua các phương pháp tạo ozone công nghiệp như phóng điện hoặc ngăn tia UV. Khi hòa tan trong nước, ozone hoạt động như một chất oxy hóa mạnh, tấn công và phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ, vi sinh vật và sắc tố màu. Công nghệ xử lý nước thải bằng ozone dựa vào tính năng oxy hóa này để làm sạch nước, giúp giảm COD BOD màu và mùi hôi.

Khác với các phương pháp xử lý nước thải truyền thống như keo tụ, kết tủa hay clo hóa, ozone phân hủy trực tiếp các thành phần ô nhiễm và không để lại sản phẩm phụ có hại như trihalomethane THM. Điều này khiến ozone trở thành một trong những giải pháp bền vững và thân thiện với môi trường.

Nguyên lý hoạt động của ozone trong xử lý nước thải

Cơ chế oxy hóa trực tiếp và gián tiếp

Khi được hòa tan vào nước, ozone hoạt động theo hai cơ chế chính:

• Oxy hóa trực tiếp: Ozone phản ứng thẳng với các chất ô nhiễm như hợp chất hữu cơ phức tạp, kim loại nặng, phenol và sắc tố màu để phá vỡ liên kết hóa học và biến chúng thành các hợp chất dễ phân hủy hoặc vô cơ.
• Oxy hóa gián tiếp: Ozone phân hủy tạo thành các gốc tự do hydroxyl *OH có tính oxy hóa cao hơn, giúp phá vỡ liên kết bền hơn và loại bỏ chất ô nhiễm khó xử lý.

Quá trình này giúp ozone xử lý đa dạng các thành phần ô nhiễm trong nước thải công nghiệp như hữu cơ, vi sinh vật, chất hòa tan không tan, thậm chí cả các hợp chất độc hại như cyanua.

Ưu điểm của ozone so với các phương pháp khác

Ozone có nhiều điểm nổi bật trong xử lý nước thải:

• Khử trùng mạnh và hiệu quả nhanh: Ozone tiêu diệt vi khuẩn vi rút nấm mốc và vi sinh vật gây bệnh mà không để lại mầm bệnh tái sinh.
• Không sản sinh phụ phẩm độc hại: Khác với clo, ozone không tạo trihalomethane hay các sản phẩm phụ nguy hiểm.
• Thời gian tiếp xúc ngắn: Quá trình khử trùng chỉ cần 10–30 phút tiếp xúc ozone trong nước.
• Giảm độ đục màu và mùi hôi: Ozone oxy hóa sắc tố màu và các hợp chất gây mùi trong nước thải.
• Thân thiện môi trường: Sau khi phản ứng, ozone phân hủy thành oxy O2, giảm hóa chất tồn dư trong nước.

Khám phá ngay: Các phương pháp khử nito trong nước thải phổ biến

Ứng dụng của công nghệ ozone trong xử lý nước thải

Xử lý nước thải công nghiệp

Ozone được sử dụng trong các ngành như dệt nhuộm, giấy – bột giấy, thủy sản và hóa chất để loại bỏ màu COD và giảm tải ô nhiễm trước khi đưa nước vào các công đoạn xử lý tiếp theo. Ví dụ ozone kết hợp với lọc cơ học và xúc tác có thể giảm COD và màu rất hiệu quả ở nhiều loại nước thải khó phân hủy.

Xử lý nước thải y tế kết hợp AOP

Nghiên cứu thực tế cho thấy kết hợp ozone với các phương pháp khác như phản ứng Fenton hoặc quá trình sinh học giúp loại bỏ vi sinh và chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải y tế, giúp đạt chuẩn xả thải theo quy định.

Xử lý nước thải đô thị và sinh hoạt

Ở các khu đô thị ozone giúp khử trùng và xử lý nước thải trước khi xả ra nguồn tiếp nhận, đồng thời hỗ trợ giảm mùi hôi. Đây là một giải pháp bổ sung cho hệ thống xử lý hiện hữu, đặc biệt trong giai đoạn sau xử lý.

Khám phá ngay: Tìm hiểu bể lắng cát là gì trong xử lý nước thải

Các bước triển khai hệ thống xử lý nước thải bằng ozone

1. Khảo sát nước thải đầu vào: Đo các chỉ tiêu COD BOD pH SS màu và các chất ô nhiễm đặc trưng.
2. Thiết kế hệ thống ozone: Lựa chọn máy tạo ozone phù hợp, bể tiếp xúc ozone và phần trộn khí để đảm bảo hiệu quả hòa tan.
3. Lắp đặt và hòa trộn ozone: Điều chỉnh lưu lượng và nồng độ ozone để đạt hiệu suất xử lý mong muốn.
4. Theo dõi và điều chỉnh: Giám sát DO ORP để đo hiệu quả phản ứng và điều chỉnh thời gian tiếp xúc.
5. Vận hành và bảo trì: Định kỳ kiểm tra máy ozone, van trộn và hệ thống khí để đảm bảo hoạt động ổn định.

Việc thiết kế và vận hành chính xác giúp hệ thống xử lý nước thải bằng ozone hoạt động hiệu quả và tiết kiệm chi phí.

Những điều cần lưu ý khi sử dụng ozone

• Chi phí đầu tư ban đầu: Hệ thống ozone thường có chi phí ban đầu cao hơn so với một số phương pháp truyền thống do máy tạo ozone và bể tiếp xúc chuyên dụng.
• Điện năng tiêu thụ: Ozone sản xuất yêu cầu điện năng cao, do đó cần tối ưu thiết kế để giảm chi phí vận hành.
• Kiểm soát nồng độ: Ozone cần được hòa tan hiệu quả vào nước; nếu không khí hòa tan kém sẽ giảm hiệu quả xử lý và tạo khí thải ra môi trường.

Xem thêm: Giải pháp xử lý nước ao tù giúp cải thiện chất lượng nước

So sánh ozone với phương pháp khác

Xử lý nước thải bằng ozone là giải pháp mạnh mẽ, hiệu quả và thân thiện môi trường giúp loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy, vi sinh vật và màu trong nước thải. Với khả năng oxy hóa mạnh và không để lại dư lượng độc hại ozone ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành, từ công nghiệp đến đô thị và y tế.

Để đạt hiệu quả cao nhất trong xử lý nước thải bằng ozone bạn cần thiết kế hệ thống chính xác, lựa chọn thiết bị phù hợp và vận hành đúng kỹ thuật. Theo dõi thêm thông tin và giải pháp xử lý nước thải bằng ozone cùng các công nghệ khác tại Môi Trường Hồng Thái để được tư vấn chi tiết và lựa chọn giải pháp phù hợp với dự án của bạn.

Có thể bạn quan tâm: Ưu điểm của xử lý nước thải bằng thực vật thủy sinh