CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN
1.3. Các phương pháp khử trùng nước hiện nay
1.3.3. Khử trùng bằng Ozon
Khử trùng bằng ozon đã được sử dụng cho khử trùng nước đóng chai gần một thế kỉ qua, đầu tiên là nhà máy ở Pháp. Một số nhà máy xử lý nước uống ở Hoa Kỳ gần đây đã chuyển sang ozon để đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng nước ngày càng nghiêm ngặt. Ozon đôi khi được kết hợp với hydrogen peroxide hoặc tia UV để tăng cường hiệu quả oxy hoá, hủy diệt tảo, và giảm thiểu sự hình thành các sản phẩm phụ bằng phương pháp khử trùng lần thứ hai với các công nghệ dựa trên clo. Năm 1997, Hiệp hội ozon Quốc tế đã khảo sát 158 cơ sở xử lý nước của Mỹ sử dụng ozon và phát hiện ra rằng khoảng 40% trong số họ đã sử dụng ozon để khử trùng, hơn là để kiểm soát mùi hoặc hương vị. Tại Mỹ, ozon được sử dụng thường xuyên hơn trong các hệ thống xử lý nước uống đóng chai nhiều hơn các hệ thống nhỏ hoặc vừa.
Ozon (O3) là chất ơxy hố rất mạnh, luôn được tạo ra tại chỗ, nó cực kỳ không ổn định và không thể lưu trữ được dù trong khoảng thời gian ngắn. Ozon được tạo ra bằng cách sử dụng điện áp cao trên một khoảng cách (ống) qua đó lọc khơng khí khơ hoặc ơxy tinh khiết được truyền qua (phương pháp phóng điện trục). Dịng năng lượng cao làm cho oxy kết hợp lại tạo ozon thông qua phản ứng sau:
O2 → 2O˙ O2 + O˙ → O3
Ozon khử trùng bằng cách oxy hóa các thành tế bào của vi sinh vật, sau đó phân hủy, tiêu diệt các vi sinh vật. Đây là một cơ chế rất khác so với clo, chất này lan truyền qua thành tế bào, làm cho tế bào dễ bị tấn công bằng enzym. Do đó, ozon khử trùng nhanh hơn clo, tiêu diệt E. coli nhanh hơn khoảng 3000 lần so với clo.
Khử trùng bằng ozon có một số lợi thế đáng kể so với khí clo và các chất khử trùng dựa trên clo khác. Thứ nhất, vì ozon ln được tạo ra ngay tại chỗ, khơng cần vận chuyển hoặc cất giữ các vật liệu nguy hiểm. Thứ hai, ozon có hiệu quả cao trong việc diệt vi khuẩn, virut và protozoa (ví dụ Giardia lamblia và
Cryptosporidium). Ozon là chất khử trùng chính được đề nghị cho khử trùng Cryptosporidium. Thứ ba, ozon cịn oxy hóa các tạp chất vơ cơ và hữu cơ như sắt,
mangan và oxy hóa sulfide. Điều này giúp ích trong việc lọc nước. Một ưu điểm chính là khơng sử dụng hóa chất và khơng sản sinh ra các sản phẩm phụ độc hại.
Khử trùng bằng ozon cũng như công nghệ khử trùng khác, hầu hết đều bắt nguồn từ tính chất độc hại của nó nên cần được kiểm sốt liên tục. Ozon có thời gian bán phân hủy ngắn - khoảng 20 phút trong khơng khí và nước tùy thuộc vào độ pH và nhiệt độ. Do đó, ozon biến đổi trở lại ôxy và xâm nhập vào bầu khí quyển khá nhanh nên nước có thể bị tái nhiễm khuẩn trong đường ống dẫn nước.